Lokal olarak izole edilen Bacillus wiedmannii ile biyoaktif pigment üretimi
Bioactive pigment production by locally isolated Bacillus wiedmannii
- Tez No: 993181
- Danışmanlar: PROF. DR. MESUT TAŞKIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Biyolojik aktivite, Eumelanin, Bacillus, Biological activity, eumelanin, Bacillus
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Melaninler, bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve bakteriler tarafından sentezlenen polimerik pigmentlerdir. Melaninlerin beş ana kategorisi vardır: eumelanin, feomelanin, nöromelanin, allomelanin ve piomelanin. Bakteri kaynaklı melaninler, çeşitli biyolojik aktiviteleri nedeniyle kozmetik ve ilaç endüstrilerinde önemli kullanım alanı bulmaktadır. Bu çalışma, yüksek miktarda melanin üreten yeni bir bakteri suşunu izole etmeyi, melaninini karakterize etmeyi ve biyolojik aktivitelerini araştırmayı amaçlamaktadır. Yöntem: Farklı çam ormanı toprakları izolasyon kaynağı olarak kullanıldı ve izolasyon çalışmaları tirozin ilave edilmiş besiyerinde gerçekleştirildi. En yüksek miktarda melanin üreten bakteri 16S rRNA gen sekans analizine göre teşhis edildi. Melanin asit çötürme işlemiyle saflaştırıldı. Saflaştırılmış melaninin karakterizasyonu, kahverengi-siyah renklenme, kojik asit inhibisyonu, element ve spektrofotometrik analizlere göre gerçekleştirildi. Melanin'in antioksidan potansiyeli, 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiyazolin-6-sülfonik asit) (ABTS) ve hidroksil radikali (OH•) radikallerine karşı değerlendirildi. Antibakteriyel potansiyeli ise dört Gram pozitif (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Staphylococcus epidermidis ve E. faecalis) ve dört Gram negatif (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium ve Pseudomonas aeruginosa) bakteriye karşı test edildi. Melanin'in sitotoksik etkisi, sağlıklı insan dermal fibroblast hücre hatları (NHDF'ler) ve 5 farklı kanser hücre hattı [Meme kanseri (MCF7), akciğer kanseri (A549), nöroblastoma (SH-SY5Y), karaciğer kanseri (Hep G2) ve pankreas kanseri (PANC-1)] üzerinde in vitro olarak test edildi. Antibakteriyel aktivite, agar kuyu difüzyon yöntemi ve hücre canlılığı WST-1 testine göre analiz edildi. Cilt yaşlanma karşıtı potansiyelİ, NHDF'lerde reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimine ve H2O2 tarafından indüklenen hücre yaşlanmasına karşı test edildi. Bulgular: En yüksek miktarda melanin üreten bakteri 16S rRNA gen sekans analizine göre Bacillus wiedmannii olarak teşhis edildi (GenBank: PX928693). Elementel analiz (düşük N ve S içeriği), koyu kahverengi-siyah renk, kojik asit ilavesiyle sentez inhibisyonu, UV-Vis spektrumları (249 nm'de maksimum absorbans ve > 0,25 A650/A500 oranı), öncü madde tipi (L-tirozin) ve FTIR analizine dayanarak melaninin eumelanin olduğu belirlenmiştir. Eumelanin Gram pozitif bakterilerden S. aureus ve B. cereus'a karşı, Gram negatif bakterilerden ise E. coli, K. pneumonia ve P. aeruginosa' ya karşı antibakteriyel etkinlik gösterdiği tespit edilmiştir. Eumelanin DPPH, ABTS ve OH• radikallerini giderme potansiyeline sahip olduğu, sağlıklı hücre hattı üzerinde toksik özellik göstermeksizin test edilen bütün kanser hücre hatlarına karşı çok güçlü antikanser özellik sergilediği belirlendi. Eumelanin, in vitro'da H2O2 ile indüklenen hücre yaşlanmasını azalttığı tespit edildi. Sonuç: Eumelanin, antioksiant ve deri yaşlanma karşıtı özellikleri sayesinde kozmetikte, anibakteriyel ve antikanser özellikleri sayesinde ise farmasotik alanda kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Purpose: Melanins are polymeric pigments synthesized by plants, animals, fungi, and bacteria. There are five main categories of melanin, namely, eumelanin, pheomelanin, neuromelanin, allomelanin, and pyomelanin. Bacteria-derived melanins exhibit diverse bological activities, making them useful for cosmetic and pharmaceutical industries. This study aims to isolate a novel bacterial strain producing high amounts of melanin, characterize its melanin, and investigate its biological activities. Method: Different pine forest soils were used as isolation sources, and isolation studies were performed on a medium supplemented with tyrosine. Melanin purification was carried out by acid treatment. Characterization of the purified melanin included brown-black coloration, kojic acid inhibition, and elemental and spectrophotometer analyses. The antioxidant potential of melanin was evaluated against 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and hydroxyl radical (OH•) radicals. Its antibacterial potential was tested against four Gram-positive (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Staphylococcus epidermidis, and E. faecalis) and four Gram-negative (Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Salmonella typhimurium, and Pseudomonas aeruginosa) bacteria. The cytotoxicity of melanin was tested in vitro on healthy human dermal fibroblast cell lines (NHDFs) and 5 different cancer cell lines [Breast cancer (MCF7), lung cancer (A549), neuroblastoma (SH-SY5Y), liver cancer (Hep G2), and pancreatic cancer (PANC-1)]. Antibacterial activity was tested using the agar well diffusion method, and cell viability was analyzed using the WST-1 test. Its anti-skin aging potential was tested on NHDFs against reactive oxygen species (ROS) accumulation and cell senescence induced by H2O2. Results: The bacterium that produced the highest amount of melanin was identified as Bacillus wiedmannii based on 16S rRNA gene sequence analysis (GenBank: PX928693). Based on elemental analsis (low N and S contents), dark brown-black coloration, synthesis inhibition by kojic acid addition, UV-Vis spectra (the maximum absorbance at 249 nm and a A650/A500 ratio of > 0.25) and precursor type (L-tyrosine), the melanin was determined to be eumelanin. The eumelanin was found to exhibit antibacterial activity against Gram-positive bacteria S. aureus and B. cereus, and against Gram-negative bacteria E. coli, K. pneumonia, and P. aeruginosa. Eumelanin was found to have the potential to scavenge DPPH, ABTS, and OH• radicals, and exhibited very strong anticancer properties against all cancer cell lines tested without showing toxic properties on healthy cell lines. The eumelanin was found to reduce H2O2-induced cellular senescence in vitro. Findings The eumelanin can be used in cosmetics due to its antioxidant and anti-aging properties, and in pharmaceuticals due to its antibacterial and anticancer properties.
Benzer Tezler
- İlkokul çağı erkek çocuklarında inmemiş testis anomalisi ve insidansı
The anomaly and incidence of cryptorchidism in primary school boys
SERDAR SEZGİN
- Bornova ekolojik koşullarında bazı haşhaş çeşitlerinin verim ve kaliteleri üzerinde araştırmalar
The Investigations on the yield and qualities of some popy vasied Bornova ecological conditions
HAMDİ AYGÜN
