Production of polyhydroxyalkanoate from extreme obligate alkaliphilic strain Bacillus marmarensis GMBE 72T isolated from mushroom compost
Mantar gübresinden izole edilmiş olan ekstrem zorunlu alkalifilik Bacillus marmarensis GMBE 72T suşundan polihidroksialkonat üretimi
- Tez No: 470693
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK KAZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Geleneksel petrol türevli sentetik plastiklerin çevre üzerinde bir çok zararlı etkileri olması nedeni ile son yıllarda doğal biyobozunur polimerler önemli ölçüde ilgi odağı olmuştur. Özellikle mikrobiyal kaynaklardan üretilen bu polimerler sentetik plastikler ile çok benzer fiziksel özellikler göstermelerinin yanı sıra, doğada parçalandıklarında toksik etkisi olmayan zararsız moleküller oluşturmaktadırlar. Mikroorganizma kaynaklı doğal biyopolimerlerin başında gelen polihidroksialkonatların (PHA) en iyi tanımlanmış türü olan poli-3-hidroksibütirat, biyouyumluluğu ve polipropilen ile benzer özellik göstermesi nedeni ile çeşitli uygulamalar için en çok ilgi odağı olan biyobozunur polimerlerden bir tanesidir. Gram negatif mikroorganizmalar olan Alcaligenes eutophus ve Alcaligenes lotus endüstriyel PHB üretiminde yaygın olarak kullanılan mikroorganizmalardır. Ancak gram negatif bakteriler dış membranlarındaki lipopolisakkarit kısımlarında endotoksin taşıyor olduklarından, gram-pozitif bakteriler medikal uygulamalarda kullanım amaçlı PHB üretimi için daha uygundur. Bu nedenle PHB üretimi için özellikle Bacillus türleri üzerine yoğunlaşılmıştır. Ülkemizde Marmara Bölgesinde bulunan bir mantar çiftliğinden izole edilen ve zorunlu alkalifilik olan Bacillus marmarensis'in genomunda PHB üretimi ile ilgili genleri bulundurması sebebi ile, bu çalışmada B. marmarensis'in PHB üretim kapasitesi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en iyi PHB sentezinin 30°C sıcaklıkta, 1% (v/v) inokülasyon ile 24 saatte sağlandığı bulunmuştur. 0,3% et özütü ve 0,5% pepton içeren besiyerinde üretimin, sukroz, glukoz, fruktoz ve maltoz ilavesi ile azaldığı, fakat aynı ortama MgSO4 ve KH2PO4 ilavesi ile arttığı görülmüştür. Zorunlu alkalifilik bakteri olması sebebi ile pH etkisi incelendiğinde, ilginç bir şekilde organizmanın ortam pH'sını düşürerek PHB üretimini gerçekleştirdiği ve pH 8,8 de en iyi sentezin gerçekleştiği belirlenmiştir. B. marmarensis tarafından üretilen PHB karakterize edildiğinde, ticari PHB ile kristal yapısının benzer olduğu ve bu nedenle çeşitli prosesler için uygulanabilir olabileceği bulgusuna ulaşılmıştır. Bu çalışma, zorunlu alkalifilik B. marmarensis'ten PHB üretimi ile ilgili gerçekleştirilen ilk çalışmadır.
Özet (Çeviri)
Since conventional petroleum derived synthetic plastics cause several harmful effects on the environment, in recent years, natural biodegradable polymers have gained a great deal of attention. These polymers, which are especially produced from microbial sources, have similar physical properties to synthetic plastics and they are capable of decomposing into innocuous molecules, which are non-toxic. Poly-3-hydroxybutyrate (PHB), the best-characterized member of microorganism originated Polyhydroxyalkanoates (PHAs), is one of the most attractive biodegradable polymer for several applications due to its biocompatibility and similar properties with polypropylene. Gram-negative microorganisms Alcaligenes eutophus and Alcaligenes lotus are commonly used microorganisms for industrial PHB production. However, since the outer membrane lipolpolysaccharides of those microorganisms include endotoxins, gram-positive bacteria are more convenient for production of PHB to be used in medical applications. Hence, Bacillus species were brought in the center of attraction for PHB production. Since the genes related to PHB production are included in the genome of obligate alkaliphilic Bacillus marmarensis, which was isolated from a mushroom compost in our country in Marmara Region, its PHB production capability was investigated in this thesis. According to the results obtained from experiments, the highest PHB synthesis was achieved at 30°C with 1% inoculation at the end of 24 hr incubation. It was revealed that addition of sucrose, glucose, maltose or fructose to medium supplemented with 0,3% meat extract and 0,5% peptone caused to decrease PHB production , while addition of MgSO4 ve KH2PO4 into the same medium enhanced PHBproduction. When the effect of pH were investigated, although organism is an obligate alkaliphilic Bacillus, it reduced the initial pH in order to produce PHB and the highest PHB synthesis was obtained at initial pH 8,8. Regarding the characterization of PHB produced from B. marmarensis , it was executed that its crystallinity was similar to commercial PHB and thus it can be applicapable for several processes. To our knowledge, this is the first attempt to investigate the production of PHB from obligate alkaliphilic B. marmarensis.
Benzer Tezler
- Polihidroksialkanoat (PHA) üreticisi yerel Bacillus soylarının taranması ve Bacillus sp. A19'dan elde edilen polihidroksialkanoatın üretilmesi ve karakterizasyonu
Screening of polyhydroxyalkanoate (PHA) producing local Bacillus strains and production and characterization of polyhydroxyalkanoate from Bacillus sp. A19
GİZEM KUGU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİHA İŞSEVER ÖZTÜRK
- Meyve işleme endüstrisi atıksuyundan polihidroksialkanoat üretim koşullarının araştırılması
Investigation of conditions of polyhdroxyalkanoate production from fruit processing industry wastewater
EZGİ BEZİRHAN ARIKAN
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikMersin ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA DUYGU BİLGEN
- Süt endüstrisi atıksuyu ve organik evsel katı atığın hammadde olarak kullanılmasıyla karışık kültürden polihidroksialkanoat (PHA) eldesi
Polyhydroxyalkanoate (PHA) production from mixed microbial culture by using dairy wastewater and food waste as raw materials
SELİN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN YAĞCI
- Biopolymer production potential from pickle brine effluent through microbial processes
Turşu salamura atıksuyundan mikrobiyal prosesler ile biyopolimer üretim potansiyeli
MERVE AŞKIN DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLSÜM EMEL ZENGİN BALCI
- Aktif çamur sistemlerinde farklı işletme koşullarının biyopolimer üretimine etkisi
The effect of different operating conditions onbiopolymer production in activated sludge systems
BENGİSU ÇİFTÇİOĞLU GÖZÜAÇIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKE PALA ÖZKÖK