D-limonen'in escherichia coli üzerindeki antimikrobiyal etkinliğinin metabolomiks yaklaşımı ile belirlenmesi
Determination of the antimicrobial activity of D-limonene on eschericia coli by metabolomics approach
- Tez No: 954783
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET FATİH CENGİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Pharmacy and Pharmacology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel aktivite, Antibakteriyel etkiler, Gaz kromatografisi, Antibacterial activity, Antibacterial effects, Gas chromatography
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde doğal bir monoterpen olan D-limonenin Escherichia coli (E. coli) üzerindeki antimikrobiyal etkileri, hedefsiz (untargeted) Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometrisi (GC-MS) tabanlı metabolomik analiz yöntemiyle araştırılmış ve bu aktif maddenin mikroorganizma üzerine potansiyel etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmalarda D-limonen'in kuyucuk difüzyon testi ile minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değeri belirlenmiş ve ardından 4000 µL/L olarak belirlenen subinhibitör konsantrasyonda E. coli'ye uygulanarak 6, 12 ve 24 saatlik inkübasyonlara bırakılmıştır. Metabolomik analizler kapsamında E. coli 'de intraselüler ile ekstraselüler fraksiyonlardan metabolitler toplanarak türevlendirilmiş ve GC-MS analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler MS-DIAL yazılımı ile değerlendirilmiştir. İstatistiksel değerlendirmeler MetaboAnalyst platformunda gerçekleştirilmiş ve anlamlı farklılık gösteren metabolitler belirlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre; biyolojik numunelerin MS-DIAL'de yapılan Kovats (EI) Kütüphane kıyaslamasında çok sayıda metabolit sinyali (feature) elde edilmiş; ancak bu veriler, RT benzerliği, toplam eşleşme skoru ve sinyal/gürültü oranı gibi kalite kriterlerine göre filtrelenmiş ve yalnızca güvenilir şekilde tanımlanan 60 metabolit istatistiksel analizlere dahil edilmiştir. D-limonen uygulaması sonucunda özellikle L-(-)-malik asit, urasil ve 3-aminopropiyonitril gibi metabolitlerde artış, buna karşılık sitrik asit, bütandioik asit (diğer adıyla süksinat), kadaverin ve ornitin gibi metabolitlerde azalma gözlenmiştir (p<0,05). Örnekler arasındaki genel varyasyonu değerlendirmek amacıyla yapılan PCA ve PLS-DA skor analizlerinde, D-limonen uygulanan gruplar ile kontrol grupları arasında belirgin ayrımların oluştuğu saptanmıştır. Gruplar arası metabolit değişimlerini daha detaylı değerlendirmek için gerçekleştirilen sıcak harita (heatmap) analizlerinde ise, özellikle ekstraselüler fraksiyonlarda metabolit düzeylerinde belirgin farklılıkların oluştuğu ortaya konulmuştur. Zenginleştirme analizleri ve yolak analizleri sonuçlarına göre D-limonenin, glisin-serin-treonin metabolizması (p<0,001; etki değeri=0,52), glutatyon metabolizması (p<0,001; etki değeri=0,06), alanin, aspartat ve glutamat metabolizması (p<0,001; etki değeri=0,52) ve TCA döngüsü (p<0,001; etki değeri=0,18) gibi temel biyokimyasal yolları anlamlı şekilde etkilediği belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca, pozitif kontrol grubu olarak kullanılan gentamisin antibiyotiği ile kıyaslamalı analizler gerçekleştirilmiş ve D-limonenin bazı metabolik etkilerinin antibiyotik benzeri mekanizmalarla örtüştüğü gözlemlenmiştir. Bu bulgular, D-limonenin yalnızca membran yüzeyinde etki göstermediğini, aynı zamanda hücresel metabolizmayı hedef alarak sistemik metabolik stres oluşturduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, D-limonenin antibiyotik benzeri çok yönlü bir etki mekanizmasına sahip olduğu ve potansiyel bir alternatif antimikrobiyal ajan olarak değerlendirilebileceği metabolomik yaklaşımı ile desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the antimicrobial effects of D-limonene, a natural monoterpene, on Escherichia coli (E. coli) were investigated using an untargeted Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS)-based metabolomics analysis method, and the potential effects of this active compound on microorganisms were evaluated. In the studies, the minimum inhibitory concentration (MIC) value of D-limonene was determined using a well diffusion test, and then it was applied to E. coli at a subinhibitory concentration of 4000 µL/L and incubated for 6, 12, and 24 hours. As part of the metabolomic analyses, metabolites were collected from intracellular and extracellular fractions of E. coli, derivatized, and analyzed by GC-MS. The obtained data were evaluated using the MS-DIAL software. Statistical evaluations were performed on the MetaboAnalyst platform, and metabolites showing significant differences were identified. According to the findings; a large number of metabolite signals (features) were obtained in the Kovats (EI) Library comparison of biological samples in MS-DIAL; however, these data were filtered according to quality criteria such as RT similarity, total match score and signal/noise ratio, and only 60 metabolites that were reliably identified were included in the statistical analyses. As a result of D-limonene application, increases were observed in metabolites such as L-(-)-malic acid, uracil, and 3-aminopropionitrile, while decreases were observed in metabolites such as citric acid, butanedioic acid (also known as succinate), cadaverine, and ornithine (p<0.05). In PCA and PLS-DA score analyses conducted to evaluate the overall variation between samples, significant differences were observed between the D-limonene-treated groups and the control groups. In heatmap analyses conducted to evaluate intergroup metabolite changes in more detail, significant differences in metabolite levels were observed, particularly in the extracellular fractions. According to enrichment analysis and pathway analysis results, D-limonene was found to have a significant effect on glycine-serine-threonine metabolism (p<0.001; effect value=0.52), glutathione metabolism (p<0.001; effect value=0.06), alanine, aspartate, and glutamate metabolism (p<0.001; effect value=0.52), and the TCA cycle (p<0.001; effect value=0.18). The study also included comparative analyses with gentamicin antibiotic, used as a positive control group, and it was observed that some of D-limonene's metabolic effects overlap with antibiotic-like mechanisms. These findings indicate that D-limonene does not merely act on the membrane surface but also targets cellular metabolism, thereby inducing systemic metabolic stress. In conclusion, the metabolomics approach supports the notion that D-limonene possesses an antibiotic-like multifaceted mechanism of action and may be considered as a potential alternative antimicrobial agent.
Benzer Tezler
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Meniere hastalığında endolenfatik kese cerrahisi
Endolymphatic sac surgery in meniere's disease
NEBİL GÖKSU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kulak Burun ve BoğazGazi ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NECMETTİN AKYILDIZ
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Pre-eklampsi ve eklampsi vakalarında immünoglobülin düzeylerinin değerlendirilmesi (Klinik ve immünobiolojik araştırma)
Examination des valeurs d'immunoglobulines en cas de la toxemie gravidique
M. MURAT SEMİZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER