Comparative evaluation of mycosporine-like amino acids producing psychrotolerant klebsormidium strains isolated from extreme regions (Antarctica, Arctic, Alpine, Alaska, Atacama)and film production from antarctic Klebsormidium sp. ASYA19
Ekstrem bölgelerden (Antarktika, Arktik, Alpler, Alaska, Atacama) izole edilen psikrotolerant klebsormidium suşları tarafından üretilen mikosporin benzeri aminoasitlerin karşılaştırmalı değerlendirilmesi ve antarctic Klebsormidium sp.ASYA19'dan film üretimi
- Tez No: 850900
- Danışmanlar: PROF. DR. TURGAY ÇAKMAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Mikroalgler, Dünya üzerindeki neredeyse tüm zorlu koşullarla baş edebilen, üstün fotosentez yeteneklerine sahip ökaryotik organizmalardır. Bu fotosentetik organizmalar, ozon tabakasının incelmesi sonucunda ultraviyole radyasyonun (UVR) diğer bölgelere göre daha yoğun olduğu kutup bölgelerinde bile yayılım göstermektedir. UVR'nin zararlı etkilerinin UV emici bileşiklerle nötralizasyonu, birçok mikroalg tarafından uzun süreli UVR'ye maruz kalma altında bir savunma mekanizması olarak geliştirilmiştir. Mikosporin benzeri amino asitler (MAA'lar), maksimum emilimi 268 – 362 nm arasında olan 40'tan fazla farklı bileşik türünden oluşan bir ailedir. Bu bileşikler, mikroalgler de dahil olmak üzere çeşitli organizmalarda UV emici rolleriyle iyi bilinmektedir ve evrimsel öneme sahip oldukları gözlemlenmektedir. Bu bileşikler en çok alg dünyasındaki Klebsormidium cinsinde belirgindir. Bu tez, çeşitli ekstrem bölgelerden izole edilen Klebsormidium suşlarının MAA üretim potansiyelinin ve diğer fizyolojik tepkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesini kapsamaktadır. Ek olarak, Klebsormidium sp. ASYA19'un MAA kaynaklı biyokütlesinden UV engelleme kapasitesine sahip biyoplastiklerin üretimini de içermektedir. Farklı aşırı koşullardan (Antarktika, Arktik, Alp, Alaska ve Atakama) izole edilen altı farklı Klebsormidium suşlarının (Klebsormidium sp. ASYA 19, Klebsormidium flaccidum ASYA18, Klebsormidium flaccidum, Klebsormidium crenulatum, Klebsormidium deserticola ve Klebsormidium subtile) UV-B'ye karşı fizyolojik yanıtlar büyüme ve fotosentetik performansları üzerinden değerlendirilmiştir. Ayrıca Klebsormidium sp. ASYA19, diğer türlere göre 15°C'de yüksek biyokütle birikimine ve diğer Klebsormidium suşları gibi yüksek MAA üretim kapasitesine sahiptir. UV engelleme kapasitesine sahip biyoplastik film, solvent döküm yöntemi kullanılarak Klebsormidium sp. ASYA19'dan elde edilmiştir. Biyoaktif filmlerin mekanik özellikleri ve film oluşturma kapasiteleri değerlendirilerek optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Optimizasyon adımları sonucunda %5 Klebsormidium biyokütle konsantrasyonunun uygun olduğu görülmüştür. Ham Klebsormidium Biyokütlesinden (CKB) elde edilen film belirli gliserol ve PVA oranlarıyla katkılandırılmıştır. Elde edilen tüm filmlerin çekme gerilimi, uzama (%) ve elastisite modülü gibi mekanik karakterizasyon parametreleri mekanik testlerle belirlenmiştir. Biyoaktif filmlerin termal ve kimyasal karakterizasyonu, TGA-DSC ve FT-IR analizi kullanılarak ölçülmüştür. Ayrıca MAA kaynaklı UV bloke edici etki ve mikroalg bazlı antioksidan etki spektrofotometrik yöntemlerle belirlenmiştir. Sonuçlar, farklı bölgelerden izole edilen Klebsormidium suşlarının UV-B'ye farklı fizyolojik tepkiler ortaya çıkardığını göstermektedir. Özellikle florimetrik büyüme parametreleri ve kuantum verim verileri, polar Klebosrmidium suşlarının UV-B'ye karşı büyümenin sınırlı olmadığını ve etkili fotosentetik performans sergilediğini göstermektedir. Aynı zamanda fotosentetik etkinliği ve UV-B'ye karşı büyüme hızı yüksek olan polar Klebsormidium suşları diğer suşlara göre daha az MAA üretmiştir. Ayrıca HPLC ile MAA saflaştırması sonucunda bu suşlarda 323,5 nm (Prasiolin) ve 318 nm (bilinmiyor) dalga boylarında absorpsiyon sağlayan ve 1,9 dakika alıkonma süresine sahip iki farklı MAA tipi tespit edilmiştir. %5 CKB'lik bir su çözeltisinin kendisi de film oluşturma kapasitesine sahiptir; ancak %75 PVA eklenmesi filmin test edilen diğer gruplarla karşılaştırıldığında mekanik olarak önemli ölçüde geliştirildiğini göstermektedir. Diğer taraftan katkı oranı arttıkça biyoaktif filmlerin UV engelleyici etkisinin azaldığı gözlenmiştir. Konsantrasyonlar değiştiğinde antioksidan etkinin önemli ölçüde değişmediği gözlemlenmiştir Yeşil alglerin flamentli bir üyesi olan Klebsormidium cinsleri fotosentetik mikroorganizmaların karasal geçişinde evrimsel bir öneme sahip olup bugüne kadar birçok bilimsel çalışmanın konusu olmuştur. Kutup bölgelerinden çöllere kadar birçok aşırı koşulda yaşamsal faaliyetini sürdürme yeteneğine sahip olan bu alg cinsi özellikle MAA sentezinin araştırılması açısından Streptofit grubunun temsilcisi olmuştur. Aynı zamanda biyokimyasal kompozisyonunun zenginliği ve yapısında diğer alglerden farklı olarak yüzeysel su itici tabaka gibi karakteristik özellikler barındırması son zamanlarda bu cinsi biyoteknolojik ürün geliştirme konusunda hedef yapmaktadır. Bu tezde elde edilen sonuçlar, polar Klebsormidium türlerinin UV radyasyonuna karşı UV direnç mekanizmalarının fotosenteze dayandığını göstermektedir. Benzersiz anatomik özellikleriyle bu suşlar, Klebsormidium sp. ASYA19 ile gösterildiği gibi biyoaktif malzeme üretimi için mal ve hammadde üretmek amacıyla kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Microalgae are eukaryotic organisms with superior photosynthesis abilities that can cope with almost all extreme conditions on Earth. These photosynthetic organisms even spread in polar regions where ultraviolet radiation (UVR) is more intense than in other regions as a result of the depletion of the ozone layer. Neutralization of the harmful effects of UVR by UV-absorbing compounds has been developed by many microalgae as a defense mechanism under long-term UVR exposure. Mycosporine-like amino acids (MAAs) are a family of more than 40 different types of compounds with maximum absorption between 268 – 362 nm. These compounds are well known for their UV-absorbing role in various organisms, including microalgae, and are observed to be of evolutionary importance. These compounds are most pronounced in the Klebsormidium genus in the algae world. This thesis covers the comparative evaluation of the MAA production potential and other physiological responses of Klebsormidium strains isolated from various extreme regions. Additionally, it involves the production of bioplastics with UV-blocking capacity from the MAA-induced biomass of the Klebsormidium sp. ASYA19. The physiological responses to UV-B of six different Klebsormidium strains (Klebsormidium sp. ASYA 19, Klebsormidium flaccidum ASYA 18, Klebsormidium flaccidum, Klebsormidium crenulatum, Klebsormidium deserticola and Klebsormidium subtile) isolated from different extreme conditions (Antarctica, Arctic, Alpine, Alaska, and Atacama) were evaluated based on their growth and photosynthetic performance. Moreover, Klebsormidium sp. ASYA19 has high biomass accumulation at 15°C compared to other species and high MAA production capacity like other Klebsormidium strains. Bioplastic film with UV-blocking capacity was obtained from Klebsormidium sp. ASYA19 using the solvent casting method. Optimization studies were carried out by evaluating the mechanical properties and film-forming capacities of the bioactive films. As a consequence of optimization steps, the concentration of 5% Klebsormidium biomass was found to be appropriate. The film obtained from Crude Klebsormidium Biomass (CKB) was reinforced with certain glycerol and PVA ratios. Mechanical characterization parameters such as tensile stress, elongation (%), and young modulus of all the obtained films were determined by mechanical testing. Thermal and chemical characterization of the bioactive films were measured utilizing TGA-DSC, and FT-IR analysis. Additionally, the MAA-induced UV-blocking effect and microalgae-based antioxidant effect were determined by spectrophotometric methods. The results show that Klebsormidium strains isolated from different regions revealed different physiological responses to UV-B. In particular, fluorimetric growth parameters and quantum yield data show that polar Klebosrmidium strains are not growth-limited against UV-B and show effective photosynthetic performance. At the same time, polar Klebsormidium strains, which have high photosynthetic efficiency and growth rate against UV-B, produced less MAA than other strains. In addition, as a result of MAA purification by HPLC, two different types of MAAs were detected in these strains, providing absorption at wavelengths of 323.5nm (Prasiolin) and 318nm (unknown) having a retention time of 1.9 min. A water solution of 5% CKB has a film-forming capacity itself; however, the addition of 75% PVA results in improved mechanical properties when compared to the other groups tested. On the other hand, it was observed that the UV-blocking effect of the bioactive films decreased as the additive ratio increased. It has been observed that the antioxidant effect does not change significantly when concentrations change. Klebsormidium species, a filamentous member of green algae, have evolutionary importance in the terrestrial transition of photosynthetic microorganisms and have been the subject of many scientific studies to date. This algal genus, which has the ability to maintain its vital activity in many extreme conditions from polar regions to deserts, has become the representative of the Streptophyte group, especially in terms of researching MAA synthesis. At the same time, the richness of its biochemical composition and the fact that it has characteristic features such as a superficial water-repellent layer, unlike other algae, have recently made this genus a target for biotechnological product development. The results obtained in this thesis show that the UV-resistance mechanisms of polar Klebsormidium strains to UV radiation lay on photosynthesis. With their unique anatomical features, those strains can be employed to produce goods and feedstocks for bioactive material production as shown with Klebsormidium sp. ASYA19.
Benzer Tezler
- Ortognatik cerrahi ile tedavi edilen hastalarda mandibulanın geri konumlandırılmasının hava yoluna etkilerinin karşılaştırılmalı değerlendirilmesi
Comparative evaluation of the effects of mandibular setback on the pharyngeal airway in patients treated with ortognatic surgery
BÜŞRA ERSOY
Doktora
Türkçe
2023
Diş Hekimliğiİstanbul Okan ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEREM ARAS
- Comparative evaluation of the biocompatability of bioceramic root canal sealers and resin based root canal sealer
Biyoseramik esaslı kök kanal dolgu patlarının biyouyumluluklarının rezin esaslı kök kanal dolgu patına karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
ECEM AYTUNA YARDIM ULAŞ
- Beneslider ve minivida destekli pendulum apareylerinin dentoalveoler ve iskeletsel etkilerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative evaluation of dentoalveolar and skeletal effects of beneslider and miniscrew supported pendulum appliances
POYRAZ BULUT
Doktora
Türkçe
2024
Diş HekimliğiBaşkent ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLÜFER İREM TUNÇER
- Comparative evaluation of sustainable sound absorption materials using TOPSİS method
Sürdürülebilir ses emişi malzemelerinin TOPSİS yöntemiyle karşılaştırmalı değerlendirilmesi
BUROOG BASIL NADER ALKRAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. EBRU DÜLEKGÜRGEN
- Farklı ekstraksiyon yöntemleriyle elde edilen Diplotaxis tenuifolia bitki ekstraktlarının antikanser ve antimikrobiyal potansiyelinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
Comparative evaluation of anticancer and antimicrobial potential of Diplotaxis tenuifolia plant extracts obtained by different extraction methods
SÜMEYRA BAŞYİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKastamonu ÜniversitesiGenetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÇELİK ALTUNOĞLU