Role of growth phase in physiochemical properties and adhesion capacities of Escherichia coli and Bacillus subtilis cells at the nano- and macro- scales
Büyüme fazinin Escherichia coli ve Bacillus subtilis hücrelerinin fizyokimyasal özelliklerinde ve adezyon kapasitelerindeki rolünün nano ve makro ölçekte incelenmesi
- Tez No: 663059
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA PINAR GÖRDESLİ DUATEPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Mikrobiyoloji, Biyomühendislik, Biophysics, Microbiology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Biyopolimerler, Gram negatif bakteriler, Gram pozitif bakteriler, Katı-sıvı arayüz enerjisi, Mikrobiyal büyüme, Biopolymers, Gram negative bacteria, Gram positive bacteria, Solid-liquid interface energy, Microbial growth
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Ekonomi Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bakteriyel adezyon, üretimi bakteri büyüme fazına/zamanına bağlı olan bakteriyel yüzey biyopolimerlerinin fizyokimyasal özellikleri gibi birçok faktörden etkilenen karmaşık bir süreçtir. Bu tezde, farklı büyüme fazlarına/zamanlarına bağlı olarak meydana gelen Gram-negatif E. coli ve Gram-pozitif B. subtilis hücrelerinin yüzey fizyokimyasal özelliklerindeki değişikliklerin, bakteri hücrelerinin yüzeylere adezyon kapasitesini nasıl etkilediği nano- ve makro-ölçekte araştırılmıştır. Bakteri hücreleri ve silikon nitrat problar arasındaki nano ölçekli adezyon kuvvetleri ve enerjileri atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile su ve bir tampon solüsyonu altında ölçülmüştür. Su içerisindeki nano ölçekli adezyon kuvvetleri ve enerjileri deneyinden elde ettiğimiz sonuçlarımız, en yüksek adezyon kapasitesinin 4.5 saat büyütülen B. subtilis için ölçüldüğünü, E. coli için ise en yüksek adezyon kapasitesinin 6.5 saat büyütülen hücreler için ölçüldüğünü göstermiştir. Bununla birlikte, divalent katyonlar içeren tampon çözeltisindeki hücrelerin adezyon kapasitelerinin, su altındakine göre çok daha düşük olduğu AFM ölçümleri ile bulunmuştur. Makro-ölçekte termodinamik yaklaşım kullanılarak yapılan deneyler sonucunda elde edilen bakteriyel adezyon karşılaştırmaları, AFM kullanılarak nano-ölçekte elde edilen karşılaştırmalar ile doğrudan benzerlik göstermiştir. Termodinamik yaklaşım ayrıca hücre yüzeyinin hidrofobisite ve polarite gibi fizyokimyasal özellikleri hakkında da bilgi sağlamıştır. AFM sonuçları ile birleştirildiğinde, E. coli için lipopolisakkaritlerin (LPS'lerin) ve B. subtilis için hücre-duvarı ilişkili teikoik asitlerin (WTA'ların) hem nano hem de makro düzeylerde bakterilerin adezyonuna öncülük ettiği sonucuna varılmıştır. Bakterilerin bu negatif yüklü yüzey biyopolimerlerinin miktarı ve bunlarla ilişkili adezyon kapasiteleri, hücrelerin büyüme fazı/zamanı ile değişmiştir.
Özet (Çeviri)
Bacterial adhesion is a complex process that is affected by many factors such as physiochemical properties of bacterial surface biopolymers whose production depends on the bacterial growth phase/time. In this thesis, how the changes in the surface physiochemical properties of Gram-negative E. coli and Gram-positive B. subtilis cells due to different growth phases/times affect the adhesion of bacterial cells to surfaces was investigated at the nano- and macro-scales. Nano-scale adhesion forces and energies between bacterial cells and silicon nitride probes were measured under water and buffer by atomic force microscope (AFM). The highest adhesion capacity was quantified for B. subtilis grown for 4.5 hours, while the highest adhesion capacity for E. coli was quantified for cells grown for 6.5 hours at the nano-scale in water. However, the adhesion capacities of cells in the buffer containing divalent cations were found to be much lower than those obtained in water by AFM. Bacterial adhesion comparisons of the experiments conducted on bacterial lawns using thermodynamic approach at the macro-scale were similar to those conducted at the nano-scale using AFM. The thermodynamic approach also provided information about the physiochemical properties of the cell surface such as hydrophobicity and polarity. When combined with the AFM results, it was concluded that lipopolysaccharides (LPSs) for E. coli and cell-wall-anchored teichoic acids (WTAs) for B. subtilis lead to adhesion both at the nano- and macro-levels. The amount of those negatively charged surface biopolymers of bacteria and their associated adhesion capacities changed with the growth phase/time of the cells.
Benzer Tezler
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Understanding and unlocking the potential of graphene oxide nanosheets as antibacterial agents
Başlık çevirisi yok
HUSEYİN ENİS KARAHAN
Doktora
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiNanyang Teknolojı Unıversıtesı (nanyang Technologıcal Unıversıty)PROF. WİLLİAM B. KRANTZ
- Karmosin gıda boyasının bozunması için Ag/AgVO3@g-C3N4 nanokompozit fotokatalizörlerin geliştirilmesi
Investıgatıon of Ag/AgVO3@rGO@g-C3N4 nanocomposıtephotocatalysts for the degradatıon of carmoısıne fooddye
ESRA ÇAKAR
- Biyokütleden elde edilen karbon malzemelerin perovskit güneş pili uygulamaları ve yaşam döngüsü değerlendirmesi
Biomass‑derived carbon materials for perovskite solar cells: synthesis, application, and life cycle assessment
GÖKÇEN GÖKÇELİ KAHVECİ
Doktora
Türkçe
2026
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Development and structural determination of antiangiogenic recombinant antibody structures for cancer treatment
Kanser tedavisine yönelik antianjiogenik rekombinant antikor yapılarının geliştirilmesi ve yapısal tayini
MELİS DENİZCİ ÖNCÜ
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
DR. AYLİN ÖZDEMİR BAHADIR