Termofilik bakterilerde enzimatik levan üretiminin araştırılması
Investigation of enzymatic levan production in thermophilic bacteria
- Tez No: 955999
- Danışmanlar: PROF. DR. FATMA MATPAN BEKLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Ekzopolisakkaritler (EPS) hücre yüzeyine sıkıca bağlı bulunan kapsül yapısında veya gevşek bağlanma ile hücrenin yüzeyine bağlı mukoz (slime) yapısında bulunan dallı yapılardır. Birçok EPS çeşidi mevcuttur. Bunlardan biri de levan polisakaritidir. Levanın oluşumu, levansukraz tarafından transfruktozilasyon aktivitesi yoluyla gerçekleştirilir. Sakkarozdaki β (2-1) bağları kırılır ve fruktozil grupları sakkaroz ve serbest glikoz gibi alıcı moleküllere aktarılır. Bu aktivite sayesinde levansukrazlar (EC 2.4.1.10), levan ve fruktooligosakkaritlerin (FOS) oluşumunu katalize eder. Levan molekülü, fruktoz birimlerinin β-(2-6) ve β-(2-1) bağlarıyla bağlanmasıyla oluşur. Tamamen biyouyumlu bir polisakkarit olan levan, antioksidan, antikanser, antibiyotik ve prebiyotik özellikleri nedeniyle endüstriyel sektörler için en umut verici mikrobiyal EPS'lerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, levan üretiminde önemli olan levansukraz üretimi, Diyarbakır ili Çermik ilçesindeki bir sıcak su kaynağından izole edilip tanımlanan termofilik Bacillus zhangzhounesis 2CA suşu ve Bacillus licheniformis 2CS suşu bakterileri kullanılarak araştırılmıştır. Enzim aktivitesi 3,5-Dinitrosalisilik asit (DNS) yöntemi ile, protein miktarı ise Lowry yöntemi ile belirlenmiştir. Levansukraz üretiminin optimizasyonu için farklı sukroz (%0.5-3.0) konsantrasyonları, zamana bağlı (3-60 saat) enzim üretimi, farklı pH (4.0-11.0) ve farklı sıcaklıklar (40-70 oC) kullanılmıştır. Enzim kısmi olarak tuz çöktürme, iyon değişimi ve jel geçirgenlik kromatografisi yöntemleri ile saflaştırılmış, saflaştırılmış enzimin sıcaklık ve pH stabilitesi ile farklı metal ve kimyasalların etkileri araştırılmıştır. B. zhangzhouensis 2CA suşu için enzim üretiminin %1 sukroz varlığında 24 saatte gerçekleştiği ve optimum enzim aktivitesinin pH 6.0 ve 50 oC'de olduğu, B. licheniformis 2CS suşu için ise maksimum enzim üretiminin %2 sukroz varlığında 36 saatte gerçekleştiği ve optimum enzim aktivitesinin pH 7.0 ve 60 oC'de olduğu belirlenmiştir. Saflaştırılmış enzimin her iki suş için optimum pH ve sıcaklık değerlerinde stabilitesini koruduğu ve Ca2+ varlığında enzim aktivitesinin arttığı belirlenmiştir. Çalışma, her iki suş için çeşitli ticari ve endüstriyel uygulamalarda verimli levansukraz üretimi için bir model olarak hizmet edebilecek optimize edilmiş koşulları ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Exopolysaccharides (EPS) are branched structures found either as a capsule structure tightly bound to the cell surface or as a mucous (slime) structure loosely attached to the surface of the cell. There are many types of EPS. One of them is the levan polysaccharide. The formation of levan is carried out through the transfructosylation activity of levansucrase. The β-(2-1) bonds in sucrose are broken, and fructosyl groups are transferred to acceptor molecules such as sucrose and free glucose. Through this activity, levansucrases (EC 2.4.1.10) catalyze the formation of levan and fructooligosaccharides (FOS). The levan molecule is formed by the linking of fructose units via β-(2-6) and β-(2-1) bonds. Levan, a completely biocompatible polysaccharide, is considered one of the most promising microbial EPS for industrial sectors due to its antioxidant, anticancer, antibiotic, and prebiotic properties. In this study, levansucrase production, which is important for levan synthesis, was investigated using the thermophilic Bacillus zhangzhouensis 2CA and Bacillus licheniformis 2CS strains, isolated and identified from a hot spring in Çermik district of Diyarbakır province. Enzyme activity was determined by the 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) method, and protein concentration was determined by the Lowry method. For the optimization of levansucrase production, different sucrose concentrations (0.5–3.0%), time-dependent (3–60 hours) enzyme production, different pH levels (4.0–11.0), and different temperatures (40–70 °C) were used. The enzyme was partially purified using salt precipitation, ion exchange, and gel filtration chromatography methods. The temperature and pH stability of the purified enzyme, as well as the effects of different metals and chemicals, were investigated. It was determined that enzyme production for the B. zhangzhouensis 2CA strain occurred at 24 hours in the presence of 1% sucrose, and the optimum enzyme activity was at pH 6.0 and 50 °C; while for the B. licheniformis 2CS strain, maximum enzyme production occurred at 36 hours in the presence of 2% sucrose, and the optimum enzyme activity was at pH 7.0 and 60 °C. It was determined that the purified enzyme maintained its stability at the optimum pH and temperature values for both strains and that enzyme activity increased in the presence of Ca²⁺. The study revealed optimized conditions that can serve as a model for efficient levansucrase production for various commercial and industrial applications for both strains.
Benzer Tezler
- Determination of extracellular hydrolytic enzyme capabilities of some anoxybacillus isolated from hot spring environments
Kaplıcalardan izole edilen bazı anoksibasillerin ekstrasellüler hidrolitik enzim kapasitelerinin belirlenmesi
WIDAD HASSAN YARWAIS JAF
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyolojiSiirt ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MEHMET EMRE EREZ
- Improvement of anaerobic degradation of sludge using enzymatic treatment
Enzimatik arıtma kullanılarak arıtma çamurlarının anaerobik bozunmasının geliştirilmesi
DİCLEHAN SIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyomühendislikDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ
- Sıcak su kaynaklarından termofilik bakteri izolasyonu ve identifikasyonu
Isolation and identification of thermophilic bacteria species from hot springs
SEDA ERCAN AKKAYA
- Anoxybacillus kestanbolensis ac26 sarı l-arabinoz izomeraz geninin klonlanması, ekspresyonu ve karakterizasyonu
Cloning, expression and characteisation of l-arabinoseisomerase from anoxybacillus kestanbolensis ac26 sari
NAZAN DALKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyokimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SABRİYE ÇANAKÇI
- Mantar kompostunun hazırlanma sürecinde azot ve karbon döngülerinin izlenmesi.
Monitoring nitrogen and carbon cycle in the process of preperation mushroom compost
BURÇİN ÇELİK