Triklosanın mikrobiyal degradasyonu
Microbial degradation of triclosan
- Tez No: 916797
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ÖZKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Triklosan, biyodegradasyon, biyoremediasyon, kokültür, optimizasyon, Triclosan, biodegradation, bioremediation, co-culture, optimization
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Amaç: Triklosan (TCS), farmasötik ve kişisel bakım ürünlerinde en yaygın kullanılan kimyasal bileşiklerden biridir. Kullanım oranının yüksek olması nedeniyle su, atıksu ve sulama suyunun yanısıra karasal ortamda da sıklıkla tespit edilmektedir. Bu tez çalışmasının amaçları; (1) yerel olarak izole edilmiş bakterilerin kokültürünü kullanarak TCS'nin biyodegradasyonunu başarmak, (2) TCS'nin bozunma ürünlerini analiz etmek ve biyolojik bozunma yolunu aydınlatmak, (3) degradasyon ürünlerinin in vitro sitotoksisitesini incelemek ve (4) TCS'nin biyolojik olarak parçalanması için steril olmayan bir kültür prosesi geliştirmektir. Yöntem: Belediye atıksu arıtma tesislerinden alınan aktif çamur örnekleri, TCS parçalayan bakterilerin izolasyon kaynağı olarak kullanıldı. İzolasyon deneyleri steril mineral tuz agar medyumunda (MSAM) gerçekleştirildi. TCS parçalayan izolatların tanılanması 16S rRNA dizi analizine göre gerçekleştirildi. TCS degradasyon deneyleri için, iki güçlü bakteri izolatından oluşan bir kokültür sistemi tasarlandı. Kokültürün biyodegradasyon potansiyeli steril mineral tuz sıvı medyumunda (MSBM) test edildi ve bazı kültür parametreleri TCS'nin parçalanma oranını artırmak için optimize edildi. TCS'nin parçalanma oranı spektrofotometrik yöntem ve HPLC kullanılarak belirlendi ve parçalanma ürünleri GC-MS ile analiz edildi. Biyolojik bozunma yolu, parçalanma ürünlerinin kimyasal yapısına ve iki enzimin (manganez peroksidaz ve lakkaz) aktivitelerine dayanarak tahmin edildi. TCS'nin ve bozunma ürünlerinin in vitro sitotoksisitesi, WST-1 hücre canlılığı testi kullanılarak fibroblast hücreleri üzerinde araştırıldı. Son aşamada, kokültürün steril olmayan atıksu bazlı ortamda TCS'yi parçalama yeteneği araştırıldı. Bulgular: TCS'yi parçalayabilen 24 bakteri izolatı arasında, daha yüksek degradasyon yeteneği gösteren iki izolat (AEM2 ve AEM5) çalışmanın sonraki aşamaları için seçildi ve sırasıyla Bacillus licheniformis (GenBank: PQ856279) ve Lysinibacillus fusiformis (GenBank: PQ856280) olarak tanılandı. İki izolatın kokültür formülasyonunun, tek başlarına kullanımlarına kıyasla daha yüksek TCS parçalama verimliliği sağladığı belirlendi. Kokültürün kullanıldığı proseste, biyodegradasyon için optimum kültür parametreleri sırasıyla; pH 7, 25°C' lik sıcaklık, 10 mg/L' lik TCS konsantrasyonu ve 48 saatlik inkübasyon süresi olarak belirlendi. Bu optimum koşullar altında; 10 mg/L TCS'nin %98,13'ü kokültür kullanılarak MSBM'de parçalanabildi. Ana bozunma ürünleri fenol, 2,4-bis(1,1-dimetiletil) ve benzen, 1-kloro-2-[2-kloro-1-(4-klorofenil)etenil] olarak tanımlandı. Bozunma ürünlerine dayanarak, monooksijenazlar ve/veya dioksijenazların TCS'nin biyolojik bozunmasından sorumlu olduğu tahmin edildi. TCS'nin aksine, bozunma ürünlerinin fare fibroblastlarında toksisiteye neden olmadığı belirlendi. Kokültürün, steril olmayan atıksu bazlı ortamında %88,55'lik bir biyolojik bozunma sağladığı tespit edildi. Sonuç: Bu çalışmada, TCS'nin biyoremediasyonu için gerçek biyolojik arıtma sistemlerinde uygulanabilecek bir kültür prosesi tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Purpose: Triclosan (TCS) is one of the most widely-used chemical compounds in the pharmaceutical and personal care products. Due to its high usage rate, it is frequently detected in water, wastewater and irrigation water, as well as in the terrestrial environment. The purposes of this thesis study are (1) to achieve biodegradation of TCS using co-culture of locally isolated bacteria, (2) to analyze the degradation products of TCS and elucidate its biodegradation pathway, (3) to examine the in vitro cytotoxicity of the degradation products, and (4) to develop a non-sterile culture method for biodegradation of TCS. Method: The activated sludge samples from municipal wastewater treatment plants were used as isolation source of TCS-degrading bacteria. The isolation experiments were performed on sterile mineral salt agar medium (MSAM). The identification of TCS-degrading isolates was performed according to 16S rRNA sequence analysis. For TCS degradation experiments, a co-culture system consisting of two potent bacterial isolates was designed. Biodegradation potency of the co-culture was tested in sterile mineral salt broth medium (MSBM), and some culture parameters were optimized to increase the degradation ratio of TCS. The degradation rate of TCS was determined using the spectrophotometric method and HPLC, and the degradation products were analyzed using GC-MS. Biodegradation pathway was predicted based on the chemical structure of the degradation products and the activities of two enzymes (manganese peroxidase and laccase). The in vitro cytotoxicity of TCS and its degradation products was investigated on fibroblast cells by using WST-1 cell viability assay. In the last stage, the ability of the co-culture to degrade TCS in non-sterile wastewater-based medium was investigated. Findings: Among the 24 bacterial isolates capable of degrading TCS, two isolates (AEM2 and AEM5) exhibiting higher degradation ability, were selected for the next stages of the study and were identified as Bacillus licheniformis (GenBank: PQ856279) and Lysinibacillus fusiformis (GenBank:PQ856280) respectively. The co-culture formulation of the two isolates was determined to provide higher TCS degradation efficiency compared to their use alone. In the process where the co-culture was used, the optimal culture parameters for the biodegradation were determined as initial pH of 7, temperature of 25°C, and incubation time of 48 h, respectively. Under these optimal conditions, 98.13% of 10 mg/L TCS could be degraded in MSBM using the co-culture. The main degradation products were identified as phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl) and benzene, 1-chloro-2-[2-chloro-1-(4-chlorophenyl)ethenyl]. Based on the degradation products, monooxygenases and/or dioxygenases were predicted to be responsible for the biodegradation of TCS. In contrast to TCS, its degradation products were determined to not cause toxicity on mouse fibroblasts. The co-culture was determined to resulted in a biodegradation rate of 88.55% in non-sterile waste water based medium. Results: In this study, a culture process that can be applied to real biological treatment systems for the bioremediation of TCS was designed.
Benzer Tezler
- Triclosan in biological wastewater treatment: Fate, kinetics and population dynamics aspects
Biyolojik atıksu arıtımı ile triklosan giderimi: Akıbet, kinetik ve popülasyon dinamiği
AYBALA KOÇ ORHON
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YETİŞ
PROF. DR. FİLİZ BENGÜ DİLEK
- Synthesis of quaternary poly(4-vinyl pyridine) based submicron particles for preparing biocidal dispersions and permanent antibacterial cotton fabrics
Biyosidal dispersiyonların ve kalıcı antibakteriyel kumaşların hazırlanması için kuaterner poli(4-vinil piridin) esaslı mikronaltı taneciklerin sentezi
BERKAY DEMİRALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ BIÇAK
- Farklı dikiş materyallerinin gingivada oluşturduğu doku reaksiyonunun değerlendirilmesi
The evaluation of tissue reactions formed at gingiva by different suture materials
DENİZ NERGİZ ERGİN
Doktora
Türkçe
2009
Diş HekimliğiBaşkent ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE ELİF ALAADDİNOĞLU
- Preparation of modified glassy carbon electrodes for voltammetric determination of triclosan
Triklosanın voltametrik tayini için modifiye camsı karbon elektrotların hazırlanması
ABDURRAHMAN TAHA GÜLDEREN
- Removal of triclosan from surface waters by ozonation: Kinetics and removal mechanism
Triklosanın yüzey sularından ozon ile giderimi: Kinetik ve giderim mekanizması
KEMAL BERK ORHON
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YETİŞ
PROF. DR. FİLİZ BENGÜ DİLEK