Atıksulardaki boyaların biyoremediasyonunda deniz orijinli fungus phoma sp. K21'in kullanım potansiyelinin in vitro ve in silico olarak araştırılması
In vitro and in silico investigation of the use potential of marine-derived fungus phoma sp. K21 in bioremediation of dyes in wastewaters
- Tez No: 940017
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ KOÇYİĞİT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu tez çalışmasında deniz orijinli fungus Phoma sp. K21 izolatının lakkaz enziminin atık sulardaki boyaların biyoremediasyonundaki kullanım potansiyeli, in vitro ve in silico entegre yaklaşım ile araştırılmıştır. İlk olarak farklı kimyasal yapılardaki endüstriyel boyalar ile Phoma sp. lakkazının moleküler kenetleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Phoma sp.'nin lakkaz enzimi; remazol brilliant blue R (RBBR) boyası ile -7.0 kcal/mol ile kenetlenirken; metilen mavisi boyası ile -6.1 kcal/mol; kristal viyole ile -5.9 kcal/mol ve metil kırmızısı boyası ile -5.4 kcal/mol bağlanma enerjisiyle kenetlenmiştir. In silico sonuçları doğrulama amacıyla gerçekleştirilen in vitro deneyler; kalitatif tarama, kantitatif lakkaz aktivitesi ölçümü, dekolorizasyon çalışması ve fitotoksisite testini kapsamaktadır. Kalitatif taramalar, Malt Ekstrakt Pepton Agar ve Glukoz-Maya Ekstrakt Agar besiyerlerinde, tannik asit ve siringaldizin olmak üzere iki farklı lakkaz indikatörü ile yapılmıştır. Lakkaz aktivitesi ölçümlerinde ise en yüksek aktiviteye ulaşabilmek adına çeşitli lakkaz indükleyici sıvı besiyerleri, farklı lakkaz substratları (ABTS ve guaiacol), farklı pH (3-5) aralığına sahip farklı tamponlar (Glisin-HCl, Sitrat-Fosfat, Sodyum-Asetat) kullanılmıştır. Kantitatif tarama sonucunda en yüksek lakkaz aktivitesi, deniz suyu içeren Malt Ekstrakt Pepton sıvı besiyerinde, lakkaz substratı ABTS (5mM) ve pH 3 Glisin-HCl tamponu denemesi ile elde edilmiştir. Bu ortamda 6.günde en yüksek lakkaz aktivitesi 50 U/L olarak belirlenmiştir. İzolatın çeşitli boyalar üzerindeki 120 saat sonundaki renk giderim değerleri; remazol brillant blue R (RBBR) için % 64, metilen mavisi için % 60, kristal viyole için % 34 ve metil kırmızısı için % 16 olarak saptanmıştır. In silico sonuçlar; in vitro sonuçlarla uyum göstermiştir. Daha sonrasında Phoma sp. K21'in boya giderimi ürünlerinin, Maş fasulyesi (Phaseolus aureus) tohumları üzerindeki biyotoksisitesini değerlendirmek için fitotoksisite testi gerçekleştirilmiştir. Sterilizasyondan sonra 27°C'de 3 gün karanlıkta inkübasyona bırakılan tohumlar, günde 2 mL çeşme suyu ile seyreltilmiş (%10) degradasyon ürünleri ile sulanmıştır. Kontrol grubu ise aynı koşullarda sadece çeşme suyu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 3 gün sonunda ölçülen kök ve embriyonik gövde boyları kontrol grubunda ortalama 8,5 cm; metilen mavisi grubunda ortalama 7,1 cm; RBBR grubunda ortalama 6,7 cm; kristal viyole grubunda ortalama 5,7 cm ve metil kırmızısı grubunda ortalama 5,6 cm olarak belirlenmiştir. Fitotoksisite deneyinin sonucunda Phoma sp. K21'in boya giderimi ürünlerinin, Maş fasulyesi (Phaseolus aureus) tohumlarının büyümesi üzerinde herhangi bir inhibasyona sebep olmadığı saptanmıştır. In silico ortamda, atık sulardaki boyalar ile fungal enzimler arasındaki etkileşimi deneysel laboratuvar sonuçlarıyla ilişkilendirerek biyoinformatiğin etkili bir şekilde kullanılmasını destekleyecek ve renk giderme deneylerinin birincil taramasının zamanını ve maliyetini azaltacak daha fazla çalışma yapılması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the potential use of laccase enzyme of marine-derived fungus Phoma sp. K21 isolate for bioremediation of dyes in wastewater was investigated by in vitro and in silico integrated approach. Firstly, molecular docking study of Phoma sp. laccase with industrial dyes of different chemical structures was carried out. The laccase enzyme of Phoma sp. was docked with remazole brilliant blue R (RBBR) dye with -7.0 kcal/mol, with methylene blue dye with -6.1 kcal/mol, with crystal violet with -5.9 kcal/mol and with methyl red dye with -5.4 kcal/mol binding energy. In vitro experiments performed to confirm in silico results included qualitative screening, quantitative measurement of laccase activity, decolorization study and phytotoxicity test. Qualitative screening was performed on Malt Extract Peptone Agar and Glucose Yeast Extract Agar media with two different laccase indicators, tannic acid and syringaldysine. In laccase activity measurements, various laccase-inducing liquid media, different laccase substrates (ABTS and guaiacol), different buffers with different pH (3-5) ranges (Glycine-HCl, Citrate-Phosphate, Sodium-Acetate) were used in order to reach the highest activity. As a result of quantitative screening, the highest laccase activity was obtained in Malt Extract Peptone liquid medium containing seawater, laccase substrate ABTS (5 mM) and pH 3 Glycine-HCl buffer. In this medium, the highest laccase activity was determined as 50 U/L on the 6th day. Color removal values of the isolate on various dyes after 120 hours were 64% for remazol brillant blue R (RBBR), 60% for methylene blue, 34% for crystal violet and 16% for methyl red. In silico results were consistent with in vitro results. Phytotoxicity test was then carried out to evaluate the biotoxicity of the dye removal products of Phoma sp. K21 on mung bean (Phaseolus aureus) seeds. After sterilisation, the seeds were incubated at 27°C for 3 days in the dark and watered daily with degradation products diluted with 2 mL tap water (10%). The control group was carried out under the same conditions using only tap water. At the end of 3 days, the average root and embryonic stem lengths were 8.5 cm in the control group, 7.1 cm in the methylene blue group, 6.7 cm in the RBBR group, 5.7 cm in the crystal violet group and 5.6 cm in the methyl red group. As a result of the phytotoxicity experiment, it was determined that the dye removal products of Phoma sp. K21 did not cause any inhibition on the growth of mung bean (Phaseolus aureus) seeds. Further studies are expected to be conducted in silico to support the effective use of bioinformatics to correlate the interaction between dyes and fungal enzymes in wastewater with experimental laboratory results and reduce the time and cost of primary screening of decolorization experiments.
Benzer Tezler
- İplikhane telefleri ile katyonik boyama sonrası oluşan tekstil atıksuyunun renk gideriminin araştırılması
Investigation of color removal of textile wastewater after cationic dye by using spinning wastes
ÖMER AYDINLIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED İBRAHİM BAHTİYARİ
PROF. DR. YALÇIN ŞEVKİ YILDIZ
- Advanced oxidation of reactive dyes in the presence of granular activated carbon
Reaktif boyaların granüler aktif karbonun varlığında ileri oksidasyonu
DİLA AKSOY HASAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLSUN H. İNCE
- Sarı alıç tohumlarından manyetik aktif karbon üretimi ve katyonik boya adsorpsiyonu performansının incelenmesi
Production of magnetic activated carbon from yellow hawthorn seeds and investigation of cationic dye adsorption performance
ASİYE ÖZER
- Tekstil atık sularında boyaların biyobozunma ile giderilmesi
Decolorization of dyes in textile wastewater dyes by biodegradation
MİTHAT ÇELEBİ
Doktora
Türkçe
2013
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP AKDESTE
PROF. DR. HÜSEYİN YILDIRIM
- Reaktif boyar madde içeren tekstil atık sularından poliamin çöktürücüleri ile boya gideriminin araştırılması
Investigation of dye decolorization efficiency of polyamine flocculants from textile effluents containing reactivedyes
HAMİDULLAH BUHARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve TeknolojisiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSEN GÖKTÜRK