Efficiency of quorum sensing inhibitors in membrane bioreactors
Membran bıyoreaktörlerde sinyal iletimi inhibisyonunun etkisi
- Tez No: 478613
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLEDA ENGİN, PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Chemical Engineering, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 181
Özet
Bakterilerin bilinmeyen dünyasıyla ilgili pek çok çalışma bulunmaktadır. Konuyla ilgili bir takım belirsizlikler giderilmiş olmakla birlikte henüz çözülememiş konuların da olduğu aşikardır. Mikroorganizmalar arası sinyal iletimi (Quorum sensing) bilim dünyasına son dönemlerde giren bir terimdir ve disiplinler arası bir konudur. En basit tabiriyle bu araştırma konusu, bakterilerin nasıl iletişim kurduğu, nasıl etkileşime geçtikleri ve bu etkileşimin diğer canlıların hayatını nasıl etkilediği ile ilgilenmektedir. Söz konusu mikroorganizmalar arası iletişim, gram negatif bakteriler tarafından N-açil-homoserin laktonlar (AHL) adı verilen, gram pozitif bakteriler tarafından ise oligopeptit adı verilen kimyasalların salgılanmasıyla gerçekleşmektedir. Sinyal iletimi mekanizması sayesinde, simbiyotik, virülans, antibiyotik üretimi, biyofilm üretimi vb. bakteriyel davranışlar mikroorganizmalar tarafından kodlanabilmektedir. Çevre mühendisliği uygulamaları açısından ise biyofilm oluşumunda sinyal iletiminin etkisi dikkatleri çekmektedir. Özellikle yüksek bakteri yoğunluğunda, mikroorganizmalar arası iletişimin etkinliği ile biyofilm oluşumunun hızlandığı bildirilmektedir. Son yıllarda,“quorum quenching”olarak adlandırılan sinyal iletiminin inhibisyonu, biyofilm üretiminin engellenmesinde veya azaltılmasında önem kazanmıştır. Mikroorganizmalar arası iletişimde kullanılan sinyalin bozunması veya alıcısına bağlanmasının engellenmesi hedeflenmektedir. İnhibisyon işlemi, bazı enzimlerin veya kimyasalların sisteme ilavesi ile veya genetiği değiştirilmiş mikroorganizmalar kullanılarak yapılabilir. Biyofilm üretimi, atıksu arıtma teknolojisinde konvansiyonel biyolojik arıtımın membran filtrasyonu ile kombine edildiği MBR sistemlerde olumsuz bir etki oluşturduğu için son yıllarda çalışma konusu olmuştur. Bilindiği gibi MBR'lerde biyofilm oluşumu, sık membran değişimi/temizlenmesi gerekliliği, yüksek enerji ihtiyacı, debinin düşmesi gibi bazı dezavantajlar oluşturmaktadır. Membranlarda oluşan biyofilmin temizlenmesiyle ilgili birçok yaklaşım önerilmiştir, ancak biyofilm oluşumu tam olarak engellenememiştir. Yukarıda bahsedildiği üzere mikroorganizmalar arası sinyal iletimi inhibisyonu membran biyoreaktörde oluşan biyofilmi engellemek için kullanılan yeni bir yöntemdir. Bu çalışmada, sinyal iletimi üzerindeki etkiyi gözlemlemek amacıyla, çeşitli inhibitörler, hem sürekli reaktörde hem de membran bioreaktöründe denendi. Aynı inhibitörler, iki farklı atıksu çeşidi olan evsel yetenekli atıksu ve süt atiksuyu üzerinde de denendi. Inhibitörlerin, aktif çamurun üzerindeki etkisi ve sinyal iletimi olan C4-HSL sinyali üzerindeki sonuçları da incelendi.
Özet (Çeviri)
Important amount of studies tries to discover the bacterial mysterious world. No matter how much it is known about this mysterious world, a lot of ambiguousness remains unsolved. Quorum sensing, a term recently enters the scientific world, frequently used and seems to have a multidisciplinary approach. Simply, this research subject is about how bacteria communicate, how they interact and how this interaction may affect other living worlds. This communication is done by the secretion of small chemicals signals named N-acylhomoserine lactones (AHL) for Gram negative bacteria or oligopeptides for Gram positive bacteria. Through the mechanism of quorum sensing several bacterial behaviors may be coded like virulence, symbiosiz, antibiotic production, and biofilm production. The most attractive issue from the point of view environmental engineering is how the quorum sensing may influence the biofilm production, especially when there is a high bacterial density, which may accelerate communication between bacteria resulting in biofilm formation. Lately it was proved that the inhibition of this communication named as quorum quenching may be the key avoiding or reducing the biofilm production. This communication is inhibited by blocking the chemical signal production, its degradation or by preventing the signal to attach to its receptor. In addition, the inhibition may also be carried out by several enzymes, chemical products or genetically modified microorganisms. Biofilm production has been discussed recently because of its negative effects, especially in the membrane bioreactor (MBR) wastewater treatment technology, which xviii is a combination between the conventional biological treatments with the membrane filtration. As known biofilm formation in the membrane bioreactor (MBR) leads to several disadvantages like frequent membrane cleaning/changing, high energy needs, flow decreasing. Several approaches are recommended to clean the biofilm formed on membranes. As discussed above the quorum sensing inhibition is the new way to prevent biofilm formation which can be tested also in membrane bioreactor. In this thesis, several quorum sensing inhibitors are tested in a lab-scale membrane bioreactor where pseudomonas aeuroginosa was the dominant bacteria. The efficacy of the inhibitors on biofilm formation and the performance on membrane bioreactors were investigated in this study. Signal inhibition is carried out in several studies, but in most of the studies ability to block the biofilm formation in membrane bioreactor was not taken into consideration. It may be a good initiative, if the biofilm formation may be blocked by adding a small concentration of one or two inhibitors to the membrane bioreactor. Such study may be useful in giving a solution by blocking the biofilm formation in membrane bioreactor. In this thesis, several plant based compounds are tested for their possible quorum sensing inhibition in a batch type bioreactor and a lab-scale membrane bioreactor using two different kind of wastewater: synthetic domestic and dairy wastewater. These plant based compounds efficacy on the sludge characteristics, biofilm formation and on one specific quorum sensing signal“N-butyryl-L homoserine lactone”signal is investigated.
Benzer Tezler
- İnvivo ortamda Qs inhibitörlerinin etkinliğinin araştırılması ve dokular üzerindeki etkilerinin saptanması
The in vivo investigation of Qs inhibitor efficiency and determination of the effectiveness on tissues
AYŞEGÜL ERGÜN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
MikrobiyolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK KAYA
- Karbapenem grubu antibiyotiklerin (Meropenem, İmipenem, Ertapenem) etkisi altında quorum sensing olumlu ve quorum sensing olumsuz Pseudomonas aeruginosa suşlarının konak etken etkileşiminin araştırması
Investigation of host agent relation in quorum sensing positive and quorum sensing negative Pseudomanas aeruginosa strains under the effect of carbapenem group antibiotics (Meropenem, İmipenem, Ertapenem)
OKAN ALPAK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
MikrobiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN BASKIN
PROF. DR. İ.HAKKI BAHAR
- Bakteriyel quorum-sensing inhibitörlerinin araştırılması ve biyokimyasal olarak tanımlanması
Searching bacterial quorum –sensing inhibitors and their characterization by biochemical methods
FATMA ELİF ÇEPNİ
Doktora
Türkçe
2014
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ GÜREL
- Candida albicans quorum sensing mediyatörlerinin pseudomonas aeruginosa üremesi üzerine in vitro etkileri
In vitro effects of candida albicans quorum sensing mediators on pseudomonas aeruginosa growth
MEHRDAD ATAEI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Mikrobiyolojiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN AYGÜN
- Pseudomonas aeruginosa enfeksiyonu gelişiminde, etken-konak etkileşiminin karşılıklı kinetiği
Mutual kinetics of agent ? host relation in the development of pseudomonas aeruginosa infection
VAHİDE BAYRAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
MikrobiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN BASKIN
PROF. DR. İ. HAKKI BAHAR