Mağara izolatlarının polietilen biyodegredasyon potansiyellerinin araştırılması
Investigation of polyethylene biodegradation potentials of cave isolates
- Tez No: 926201
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAL DOĞRUÖZ GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Plastik, 19. yüzyıldaki keşfiyle beraber hayatımızın her alanına yerleşmiş önemli materyallerin ana bileşenidir. Her endüstride kendine yer bulan plastiklerin kullanımı ve atık oranı her geçen gün artış göstermektedir. Kutup bölgelerinde, derin denizler, mağaralar ve uzay boşluğu da dahil olmak üzere her alana plastik atıklar yayılmış durumdadır. Bu durum canlı yaşamını ve sağlığını, toprak, hava ve su temizliğini ciddi derecede tehdit etmektedir. Birçok çeşit plastik türü bulunsa da ambalaj sektörünün yaygınlığı ve bu sektörün ana bileşeni olması nedeniyle polietilen küresel ölçekte en büyük atık ve üretim hacmini oluşturmaktadır. Polietilen atıkların bertarafı için kimyasal ve fiziksel bozunma yolakları olsa da bu yöntemler tam bir bozunma sağlayamamakta veya bozunma süreci ve sonucunda çevreye çok fazla ikincil toksik kirleticiler salınmasına neden olmaktadır. Bu nedenle geri dönüşüm uygulamaları ve biyodegradasyon yolları son dönemde önemli alternatif yollar olarak önem kazanmıştır. Geri dönüşüm uygulamalarının veriminin düşük, kısa ömürlü ve küçük hacimde olması biyodegradasyonu daha avantajlı kılmaktadır. Polietilenin biyodegradasyonu mikroorganizmaların metabolik aktivitesi ile gerçekleşir. Plastik üzerine tutunan mikroorganizmaların biyofilm oluşturması, biyofilm içerisinde ekzoenzimler ve çeşitli sekonder metabolitler salgılaması ve bu bileşiklerin plastik yüzeyde elektrostatik kuvvetleri parçalayarak degradasyonu başlatması ve büyük molekülleri daha küçük moleküllere çevirerek hücre içine alması ile gerçekleşen biyodegradasyon süreci, fiziksel ve kimyasal degradasyona göre toksik ikincil kirleticilere salınmasına olanak vermeyen çevreci bir yaklaşımdır. Bu degradasyon çeşidinde en önemli ajanlar hücre içi ve dışı metabolik aktiviteyi sağlayan enzimlerdir. Ancak inorganik ve oldukça kararlı yapıda olan bu bileşiklerin degradasyonunda tüm mikroorganizmalar aktivite gösterememektedir. Karbon kaynağı olarak çeşitli bileşikleri kullanabilecek metabolik aktiviteye sahip mikroorganizmaların plastik degradasyonu için önemli potansiyel oluşturduğu düşünülmektedir. Bu da besince fakir ve ekstrem şartlara uyumlu metabolik aktivitelere sahip mikroorganizmaları öne çıkarmaktadır. Bu çalışmamızda bu potansiyelin araştırılması için besin, ısı, ışık ve oksijen gibi çoğu etmenden fakir olan mağara ortamlarından izole edilen mikroorganizmaların polietilen biyodegradasyonundaki yeteneklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Türkiye'de bulunan Yarık Düdeni, Dupnisa ve Morca Mağaralarının çeşitli yüzey ve toprak örneklerinden izole edilen suşların degradasyon yeteneklerine bakılmıştır. Bunun için rastgele seçilmiş 30 suştan; PE degradasyonunda etkinlik gösterdiği bilinen alkan monooksijenaz gen bölgesine, lignolitik ve lipolitik enzim aktivitelerine göre 14 tanesi seçilmiştir. Seçilen bu suşların degradasyon yeteneklerinin analizi için iki tür PE (HDPE ve LDPE) ile 60 ve 120 günlük inkübasyon süreleriyle degradasyon deney düzeneği kurulmuştur. Ayrıca foto-oksidasyon ve termal oksidasyonun degradasyon üzerine etkisin incelenmesi için plastik kuponlar UV ön işlem, sıcaklık ön işlem, UV+sıcaklık ön işlem ve ön işlem görmemiş grup olarak sınıflandırılmıştır. Bu deneyin sonucunda kuponların ağırlık değişim yüzdeleri, degradasyon hızları, degradasyon sabitleri ve degradasyon ömürleri hesaplanmış ve biyoistatistik analiz ile degradasyonda anlamlı fark veren suşlar saptanmıştır. HDPE degradasyonunda yalnızca SG-9 (Pseudomonas putida) suşu anlamlı bir degradasyon sağlarken LDPE kuponlarında SG-8 (Bacillus pumilus), SG-10 (Micrococcus yunnanensis) ve SG-13 (Bacillus mycoides) anlamlı (p
Özet (Çeviri)
Plastic is the main component of important materials that have settled in every aspect of our lives with its discovery in the 19th century. Plastics find a place in every industry. For this reason, its use and waste rate is increasing day by day. Plastic waste is spread everywhere, including Antarctica, deep seas, caves and outer space. This situation seriously threatens living life and health, soil, air and water cleanliness. There are many types of plastic. One of these types is polyethylene. PE is the main component of the packaging industry. Due to the prevalence of the packaging industry, polyethylene constitutes the largest waste and production volume on a global scale. There are chemical and physical degradation methods for the degradation of polyethylene waste. However, these methods do not provide complete degradation or cause the release of too many secondary toxic pollutants into the environment as a result of the degradation process. For this reason, recycling applications and biodegradation routes have gained importance as important alternative routes in recent years. Recycling applications are realised with low efficiency, short life and small volume. This makes biodegradation more advantageous. Biodegradation of polyethylene takes place with the metabolic activity of microorganisms. Microorganisms attached to the plastic form a biofilm; exoenzymes and various secondary metabolites are secreted in the biofilm and these compounds initiate degradation by breaking down the electrostatic forces on the plastic surface; large molecules are converted into smaller molecules and taken into the cell. This process is defined as Biodegradation. Biodegradation is an environmentalist approach that does not allow the release of toxic secondary pollutants compared to physical and chemical degradation. The most important agents in this type of degradation are enzymes that provide intracellular and extracellular metabolic activity. However, not many microorganisms can show activity in the degradation of these inorganic and highly stable compounds. There are microorganisms with metabolic activity that can use various compounds as carbon sources. It is thought that these are important potentials for plastic degradation. This highlights microorganisms with metabolic activities compatible with nutrient-poor and extreme conditions. In this study, it was aimed to investigate the ability of microorganisms isolated from cave environments, which are poor in most factors such as nutrients, heat, light and oxygen, in polyethylene biodegradation. For this purpose, the degradation abilities of the strains isolated from various surface and soil samples of Yarık Sinkhole, Dupnisa and Morca Caves in Turkey were investigated. For this purpose, 14 of 30 randomly selected strains were selected according to the alkane monooxygenase gene region, lignolytic and lipolytic enzyme activities known to be active in PE degradation. In order to analyse the degradation ability of these selected strains, two types of PE (HDPE and LDPE) were used in the degradation experimental setup with incubation periods of 60 and 120 days. In addition, the plastic coupons were classified as UV pre-treatment, temperature pre-treatment, UV+temperature pre-treatment, UV+temperature pre-treatment and no pre-treatment group to analyse the effect of photo-oxidation and thermal oxidation on degradation. As a result of this experiment, weight change percentages, degradation rates, degradation constants and degradation lifetimes of the coupons were calculated and the strains giving significant difference in degradation were determined by biostatistical analysis. Only SG-9 (Pseudomonas putida) strain provided significant degradation in HDPE degradation, while SG-8 (Bacillus pumilus), SG-10 (Micrococcus yunnanensis) and SG-13 (Bacillus mycoides) provided significant (p
Benzer Tezler
- Bir mağaradan izole edilen bakterilerin antimikrobiyal madde üretme yeteneği ve antibiyotik dirençliliği
Antimicrobial component productivity and antibiotic resistance of bacteria isolated from a cave
BEGÜM ÇANDIROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAL DOĞRUÖZ GÜNGÖR
- Erzurum ilindeki mağaralarda damlataşı oluşumunda etkili bakterilerin izolasyonu, karakterizasyonu ve tanısı
Isolation, characterization and identification of the bacteria that are effective in dripstone formation in the caves in Erzurum
ÖZLEM BARIŞ
- Farklı habitatlardan toplanan aktinomisetlerin moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of actinomycets collected from different habitats
OZAN ERFİLİBELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoteknolojiBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKE BARAN EKİNCİ
- Farklı habitatlardan toplanan toprak ve su kaynaklarındaki aktinomisetlerin izolasyonu, tanımlanması ve antibakteriyel aktivitenin belirlenmesi
Isolation, identification and determination of antibacterial activity of actinomycetes in soil and water resources collected from different habitats
HİLAL BEDEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyoteknolojiBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKE BARAN EKİNCİ
- Hastanede çeşitli kliniklerde yatan hastalardan izole edilen maya türlerinin tanılanması ve antifungal duyarlılıkları
Identification and antifungal susceptibility of yeasts species isolated from hospitalized patients in various clinics in hospital
HAKAN ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
MikrobiyolojiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL TOROĞLU