Euhalothece sp. AQUAMEB-3 suşunda skzopolisakkarit (EPS) üretim potansiyelinin ve elde edilen EPS'nin biyoteknolojide kullanım alanlarının incelenmesi
Investigation of Exopolysaccharide (EPS) production potential in Euhalothece sp. AQUAMEB-3 strain and the biotechnological applications of the obtained EPS
- Tez No: 924549
- Danışmanlar: PROF. DR. METE YILMAZ, DOÇ. DR. EMEL TAMAHKAR IRMAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu tez çalışması İzmir Çamaltı Tuzlası'ndan izole edilen AQUAMEB-3 siyanobakteri suşunun tür identifikasyonu, siyanobakteri tarafından üretilen ekzopolisakkaritlerin potansiyel biyoteknolojik uygulamalar için karakterizasyonu ve yara örtüsü uygulaması olarak kullanımını içermektedir. 16S rRNA gen dizisine dayalı filogenetik analizden yola çıkarak ortam koşullarına göre farklı morfolojiler gösteren AQUAMEB-3 suşunun Euhalothece sp. AQAUMEB-3 olarak sınıflandırılması uygun görülmüştür. Euhalothece sp. AQUAMEB-3 suşu durağan fazda 0,89 ± 0,15 g L-1 ekzopolisakkarit üretmektedir ve ürettiği ekzopolisakkarit bileşiminde 267,8 ± 76,0 mg g-1 karbonhidrat, 70,6 ± 4,8 mg g-1 nötral şeker, 90,8 ± 34,9 mg g-1 üronik asit ve 42,6 ± 16,0 mg g-1 protein içeriği bulunmaktadır. Gözenekli yapıda bulunan EPS'nin yapısal karakterizasyon analizlerinde içeriğinde karboksil, hidroksil, amin ve sülfat gruplarının varlığı tespit edilmiştir. Elde edilen EPS'nin erime sıcaklığı 86,6 °C olup 243,4 °C'ye kadar termal kararlılık göstererek, 347,5 °C'ye kadar da termostabilliğini korumuştur. Psödoplastik akışkan özellikleri gösteren Euhalotece sp. AQUAMEB-3 EPS çözeltisi, %94,2 ± 3,2'lik bir emülsifikasyon indeksi (E24) ile ticari ksantan zamkına benzer şekilde yüksek emülsifikasyon kabiliyetleri göstermektedir. Ayrıca Euhalothece sp. AQUAMEB -3 EPS'si, sırasıyla Staphylococcus aureus ve Escherichia coli'ye karşı 300 ppm ve 150 ppm minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleriyle antibakteriyel aktivite göstermiştir. Yaklaşık 9 mg mL-1 konsantrasyonda %82,6 ± 25,8 radikal süpürme aktivitesi tespit edilen EPS'nin antioksidan özellik gösterdiği tespit edilmiştir. Ardından EPS'nin farklı oranları kullanılarak PVA ile hidrojel yara örtüleri hazırlanmıştır. Oluşturulan yara örtülerinin şişme testi sonuçlarına göre en uygun hidrojel formülasyonunun %1 EPS, %5 PVA ve %1 gluteraldehit olduğu gösterilmiştir. Üretilen EPS temelli hidrojellerin şişme oranları maksimum %546,9 ± 72,9; dengede 325,7 ± 55,6'dır. Hidrojelin 14 gün sonunda %54,8±4,06 hidrolitik degredasyona sahip, 2094,85 ± 590,92 gr/m2/gün su buharı geçirgenlik hızında, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterilerine karşı antibakteriyal aktiviye sahip ve yüksek antioksidan özellikte ve L929 fare fibroblast hücrelerine karşı yüksek biyouyumluluk gösterdiği yapılan analizlerle gösterilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, tez kapsamında üretilen Euhalotece sp. AQUAMEB-3 EPS kullanılarak geliştirilen EPS temelli hidrojel yara örtülerinin antibakteriyel, biyouyumlu, yüksek şişme kapasitesi ve uygun su buharı geçirgenlik hızı ile yara örtüsü uygulamaları için yüksek potansiyel sundukları belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the species identification of the AQUAMEB-3 cyanobacteria strain isolated from İzmir Çamaltı Saltern, characterizes the exopolysaccharides (EPS) produced by the cyanobacteria for potential biotechnological uses, and investigates their use in wound dressing applications. Phylogenetic study of the 16S rRNA gene sequence indicated that the AQUAMEB-3 strain, exhibiting varying morphologies in response to environmental conditions, is suitably categorized as Euhalothece sp. AQUAMEB-3. The Euhalothece sp. AQUAMEB-3 strain produced 0.89 ± 0.15 g L-1 of exopolysaccharide during the stationary phase, with the composition containing 267.8 ± 76.0 mg g-1 carbohydrate, 70.6 ± 4.8 mg g-1 neutral sugar, 90.8 ± 34.9 mg g-1 uronic acid, and 42.6 ± 16.0 mg g-1 protein. The structural characterisations of the porous EPS revealed the presence of carboxyl, hydroxyl, amine, and sulfate groups. The melting point of the synthesized EPS was 86.6 °C, exhibiting thermal stability up to 243.4 °C and keeping its thermostability up to 347.5 °C. Euhalotece sp. AQUAMEB-3 EPS solution exhibited significant emulsification properties comparable to commercial xanthan gum, with an emulsification index (E24) of 94.2 ± 3.2%. Euhalothece sp. AQUAMEB -3 EPS exhibited antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli, with minimum inhibitory concentration (MIC) values of 300 ppm and 150 ppm, respectively. EPS exhibited 82.6 ± 25.8% radical scavenging activity at a dose of approximately 9 mg mL-1, indicating its antioxidant capabilities. Subsequently, hydrogel wound dressings were formulated with PVA using various ratios of EPS The analytical results of the produced wound dressings indicated that the optimal hydrogel formulation comprised 1% EPS, 5% PVA, and 1% glutaraldehyde. The swelling ratios of the synthesized EPS-based hydrogel film were a maximum of 546.9 ± 72.9% and 325.7 ± 55.6% at equilibrium. The results indicated that the hydrogel exhibited a degradation of 54.8 ± 4.06% after 14 days, a degradation temperature of 127 °C, a water vapor permeability rate of 2094.85 ± 590.92 gr m²/24, and demonstrated antioxidant, biocompatible and antibacterial, properties against Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria.