Biyoremediasyon uygulamalarında prestia arbathatıı bakterisinin kadmiyum toksisitesine karşı proteomık yanıtlarının analizi
Proteomic responses of prestia arbathatii bacteria to cadmium toxicity in the context of bioremediation applications: A comprehensive analysis
- Tez No: 891807
- Danışmanlar: DOÇ. AYHAN KOCAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Atık Yönetimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 209
Özet
Bu çalışma, biyoremediasyon uygulamaları bağlamında Prestia arbathatii bakterisinin kadmiyum toksisitesine karşı proteomik tepkilerini kapsamlı bir şekilde analiz etmektedir. Detaylı proteomik analizler sonucunda, kadmiyum stresi altında Prestia arbathatii'de protein ekspresyonunda önemli değişiklikler gözlenmiş, ağır metal maruziyetine karşı hem adaptif hem de zarar verici tepkiler ortaya konmuştur. Bulgular, eksprese edilen proteinlerin %60-70'inin sitoplazmik, %15-20'sinin ribozomal, %5-10'unun mitokondriyal ve %5-10'unun eksozomal olduğunu göstermiştir. Malat dehidrojenaz ve DNA bağlayıcı protein HU-beta gibi proteinlerin yukarı regülasyonu, oksidatif stres yanıtının arttığını ve enerji metabolizması ile DNA stabilitesini koruma çabalarını göstermektedir. Ayrıca, Prestia arbathatii'nin kadmiyumun neden olduğu oksidatif hasarla başa çıkmak için belirli savunma mekanizmalarını etkinleştirdiğini ve böylece kontamine ortamlarda hayatta kalma yeteneğini artırdığını göstermektedir. Özellikle, Nükleozid difosfat kinaz gibi hücresel bakımı sürdüren proteinlerin ekspresyonundaki artış, bakterinin stres altında hücresel fonksiyonları korumaya yönelik adaptif stratejilerini vurgulamaktadır Bunun aksine, Glukoz 1-dehidrojenaz [NAD(P)(+)] ve Piruvat dehidrojenaz E1 bileşeni alt birimi alfa gibi kilit metabolik enzimlerin aşağı regülasyonu, hücresel metabolizmada ciddi bozulmaları yansıtmaktadır. Bu durum, Prestia arbathatii'nin kadmiyumun toksik etkilerini hafifletmeye çalışırken, metalin varlığının kritik metabolik yolları önemli ölçüde bozduğunu ve uzun süreli maruziyet altında bakterinin büyüme ve yaşama yeteneğini sınırlayabileceğini göstermektedir. Genel olarak, Prestia arbathatii'nin kadmiyum toksisitesine karşı çift yönlü tepki verdiği görülmüştür; bir yandan adaptif mekanizmalar devreye girerken, diğer yandan ciddi metabolik bozulmalar yaşanmıştır. Bu bulgular, Prestia arbathatii'nin ağır metallerin varlığında gerçekleştirdiği proteomik ayarlamaları daha derinlemesine anlamamıza katkı sağlamakta ve bu bakterinin biyoremediasyon uygulamalarındaki potansiyelini ortaya koymaktadır. Bu nedenle, bu çalışma ile, kadmiyumdan etkilenen spesifik proteinler ve yolların açıklığa kavuşturulması, bu araştırmanın gelecekteki çalışmalara temel oluşturması sağlanarak, ağır metal kirliliğinin giderilmesi için daha etkili biyoremediasyon stratejilerinin geliştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
This study conducts a comprehensive analysis of the proteomic responses of Prestia arbathatii bacteria to cadmium toxicity within the context of bioremediation applications. Detailed proteomic analyses have revealed significant changes in protein expression under cadmium stress in Prestia arbathatii, demonstrating both adaptive and detrimental responses to heavy metal exposure. The findings indicate that 60-70% of the expressed proteins are cytoplasmic, 15-20% are ribosomal, 5-10% are mitochondrial, and 5-10% are exosomal. The upregulation of proteins such as Malate dehydrogenase and DNA-binding protein HU-beta suggests an increased oxidative stress response and efforts to preserve energy metabolism and DNA stability. Furthermore, these findings indicate that Prestia arbathatii activates specific defense mechanisms to cope with cadmium-induced oxidative damage, thereby enhancing its survival in contaminated environments. Particularly, the increased expression of proteins involved in cellular maintenance, such as Nucleoside diphosphate kinase, emphasizes the bacterium's adaptive strategies to sustain cellular functions under stress. In contrast, the downregulation of key metabolic enzymes, such as Glucose 1- dehydrogenase [NAD(P)(+)] and Pyruvate dehydrogenase E1 component subunit alpha, reflects significant disruptions in cellular metabolism. This suggests that while Prestia arbathatii attempts to mitigate the toxic effects of cadmium, the metal's presence severely impairs critical metabolic pathways, potentially limiting the bacterium's growth and viability under prolonged exposure. Overall, Prestia arbathatii exhibits a dual response to cadmium toxicity; adaptive mechanisms are activated on one hand, while significant metabolic disruptions occur on the other. These findings contribute to a deeper understanding of the proteomic adjustments made by Prestia arbathatii in the presence of heavy metals, highlighting the bacterium's potential in bioremediation applications. Consequently, this study provides a foundation for future research to elucidate specific proteins and pathways affected by cadmium, ultimately contributing to the development of more effective bioremediation strategies for the remediation of heavy metal contamination
Benzer Tezler
- Bir atıksu arıtma tesisinin havuzlarında oluşan algal biyofilmden demir nanopartiküllerinin sentezi ve sudan bazı organik kirleticilerin uzaklaştırılmasında kullanımı
Synthesis of iron nanoparticles from algal biofilm formed in pools of a wastewater treatment plant and their use in removal of some organic pollutants from water
İLYAS TANER DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiGümüşhane ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT AKAR
- Cold aktif alkalin amilaz enzimi üreten Bacillus sp. suşlarının izolasyonu, enzim üretimi, karakterizasyonu ve endüstriyel kullanım olanaklarının araştırılması
Isolation of cold active alkaline amylase producing Bacillus sp. strains, enzyme production, characterization and investigation of industrial applications
NİHAN ARABACI
- Evolutionary engineering of Rhodobacter sphaeroides under selective CoCl 2 stress
Evrimsel mühendislik yöntemi ile Rhodobacter sphaeroides'in CoCl 2 stresine dirençli suşlarının eldesi
HANAY KAMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Herbisitlerin biyolojik parçalanmasında antarktik bakterilerin rolü
The role of antarctic bacteria in the biological decomposition of herbicyces
SİNE KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN MURAT AKSOY
- Asidofil mikrobiyal çeşitliliğin belirlenmesi ve biyomadencilik uygulamalarında kullanılabilirlikleri
Determination of acidophilic microbial diversity and usability at biomining applications
YAĞMUR TOPTAŞ
Doktora
Türkçe
2016
BiyolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÇABUK