Kars-Iğdır (Türkiye) ekstrem topraklarından streptomyces bakterilerinin izolasyonu, karakterizasyonu, teşhisi ve sekonder metabolitlerinin araştırılması
Isolation, characterization, identification, and investigation of secondary metabolites of streptomyces bacteria from extreme soils of Kars and Iğdir (Türkiye)
- Tez No: 997902
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDAL ÖĞÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mikrobiyoloji, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, aşırı tuzlu Iğdır/Tuzluca ve aşırı soğuk Kars/Sarıkamış yörelerinden elde edilen ekstrem toprak habitatlarından antibakteriyel metabolit üreten Streptomyces türlerinin izolasyonu, bu izolatların morfolojik, biyokimyasal ve moleküler düzeyde karakterizasyonu ile yüksek antibakteriyel aktivite gösteren sekonder metabolitlerin üretimi amaçlanmıştır. Ayrıca bu sekonder metabolitlerin karakterizasyonu üzerine çalışmalar yapılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, belirtilen ekstrem habitatlardan alınan toprak örneklerinin fiziko-kimyasal özellikleri belirlenmiş ve seri dilüsyon ile yayma ve dökme plaka yöntemi kullanılarak olası Streptomyces izolatları elde edilmiştir. İzolatların test bakterilerine karşı antibakteriyel aktiviteleri incelenmiş ve etki spektrumları dikkate alınarak seçilen Streptomyces izolatlarının morfolojik ve biyokimyasal özellikleri tespit edilmiştir. Moleküler düzeyde tür tayini için 16S rRNA, rpoB ve recA gen bölgeleri dizilenmiş ve filogenetik analizler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca seçili izolatın antibakteriyel metabolitleri, fermentasyon koşullarının optimize edilmesiyle en uygun ortam ve kültür süresi belirlenerek fermente edilmiştir. Elde edilen metabolit, kromatografik yöntemlerle saflaştırılmış ve yapısal özelliklerini aydınlatmak amacıyla ¹H-NMR ve FT-IR teknikleri ile analiz çalışmaları yapılmıştır. Çalışma neticesinde 34 Streptomyces izolatı elde edilmiş, bunlardan BH006, BH011, BH022, BH026 ve BH034'ün karşıt çizgi yöntemi sonucunda test bakterilerine karşı yüksek antibakteriyel aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Bu izolatların oluşturduğu inhibisyon zon çapları sırasıyla; BH006 izolatı için Staphylococcus aureus'a karşı 24 mm, Bacillus cereus'a karşı 35 mm ve Escherichia coli'ye karşı 24 mm; BH011 izolatı için B. cereus'a karşı 15 mm; BH022 izolatı için S. aureus'a karşı 13 mm, B. cereus'a karşı 25 mm ve E. coli'ye karşı 16 mm; BH026 izolatı için S. aureus'a karşı 39 mm, B. cereus'a karşı 40 mm ve E. coli'ye karşı 37 mm; BH034 izolatı için ise S. aureus'a karşı 18 mm, B. cereus'a karşı 17 mm, Enterococcus faecalis'e karşı 11 mm ve E. coli'ye karşı 13 mm olarak ölçülmüştür. Uygulanan morfolojik ve biyokimyasal test sonuçlarına göre bu beş izolatın birbirinden farklı tür özellikleri sergilediği belirlenmiştir. Filogenetik analizler, BH006, BH011, BH022, BH026 ve BH034 izolatlarının sırasıyla Streptomyces ficellus, Streptomyces rochei, Streptomyces bikiniensis, Streptomyces gobitricini ve Streptomyces inhibens ile yakın benzerlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Fermentasyon deneyleri, S. aureus, B. cereus, E. faecalis ve E. coli'ye karşı en yüksek antibakteriyel aktivitenin BH026 izolatının metabolitlerinden elde edildiğini göstermiştir. Bu izolat için GYM broth (glukoz, maya, malt özütü) optimal üretim besiyeri olarak tanımlanmış ve maksimum metabolit üretiminin 3. günde gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ancak saflaştırma çabalarına rağmen, yetersiz verim nedeniyle aktif metabolitin kimyasal yapısı aydınlatılamamıştır. Buna ek olarak izole edilen Streptomyces türlerinin doğal mikrobiyal topluluk içindeki konumunu anlamak ve seçilen dört toprak örneğinin mikrobiyal çeşitliliğini ortaya koymak amacıyla metagenomik analiz yapılmıştır. Bu kapsamda topraklardan elde edilen total DNA, yeni nesil dizileme (NGS) teknolojisi ile dizilenmiş, ardından biyoinformatik analizlerle taksonomik sınıflandırma gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucunda toplamda 22 şube (filum), 38 sınıf, 91 takım, 186 familya, 364 cins ve 662 tür düzeyinde çeşitlilik belirlenmiştir. Toplam cins sayısı örnekler arasında değişiklik göstermiş olup, tüm toprak örneklerinde baskın cinslerin Pasteurella ve Sphingomonas olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis aimed to isolate Streptomyces species producing antibacterial metabolites from the extreme soil habitats of the hypersaline Iğdır/Tuzluca and the cryophilic Kars/Sarıkamış regions. In addition to the morphological, biochemical, and molecular characterization of the isolates, the study focused on the extraction and characterization of secondary metabolites demonstrating potent antibacterial activity. Initially, the physicochemical properties of soil samples from the specified extreme habitats were determined, and putative Streptomyces isolates were obtained using serial dilution combined with spread and pour plate techniques. The antibacterial activities of the isolates against test bacteria were evaluated. Based on their activity spectra, the morphological and biochemical properties of the selected isolates were determined. For molecular identification, the 16S rRNA, rpoB, and recA gene regions were sequenced to perform phylogenetic analyses. Subsequently, fermentation conditions were optimized for the most promising isolate to determine the optimal medium and incubation time for metabolite production. Finally, the obtained metabolite was purified via chromatographic methods, and ¹H-NMR and FT-IR analyses were carried out in order to elucidate its structural properties. As a result of the study, 34 Streptomyces isolates were recovered, among which BH006, BH011, BH022, BH026, and BH034 exhibited high antibacterial activity using the cross-streak method. These isolates produced inhibition zones measuring: for BH006, 24 mm against Staphylococcus aureus, 35 mm against Bacillus cereus, and 24 mm against Escherichia coli; for BH011, 15 mm against B. cereus; for BH022, 13 mm against S. aureus, 25 mm against B. cereus, and 16 mm against E. coli; for BH026, 39 mm against S. aureus, 40 mm against B. cereus, and 37 mm against E. coli; and for BH034, 18 mm against S. aureus, 17 mm against B. cereus, 11 mm against Enterococcus faecalis, and 13 mm against E. coli. Based on morphological and biochemical tests, these five isolates were determined to display distinct species-level characteristics. Phylogenetic analyses revealed that isolates BH006, BH011, BH022, BH026, and BH034 were closely related to Streptomyces ficellus, Streptomyces rochei, Streptomyces bikiniensis, Streptomyces gobitricini, and Streptomyces inhibens, respectively. Fermentation experiments demonstrated that the metabolites of isolate BH026 exhibited the highest antibacterial activity against S. aureus, B. cereus, E. faecalis, and E. coli. For this isolate, GYM broth (glucose, yeast extract, and malt extract) was identified as the optimal production medium, with maximal metabolite production observed on the 3rd day. However, despite purification efforts, the chemical structure of the active metabolite could not be fully elucidated due to insufficient yield. Furthermore, a metagenomic analysis was conducted on four selected soil samples to investigate microbial diversity and situate the isolated Streptomyces species within their natural microbial community. To this end, total genomic DNA extracted from the soil samples was sequenced using next-generation sequencing (NGS), followed by taxonomic classification via bioinformatic analyses. The analysis revealed extensive diversity, comprising 22 phyla, 38 classes, 91 orders, 186 families, 364 genera, and 662 species. Although the generic composition varied across the samples, Pasteurella and Sphingomonas were identified as the dominant genera in all soil samples.
Benzer Tezler
- Estimation of PM10 variations in the Southeastern and Eastern Anatolia regions of Türkiye using remote sensing and statistical models
Türkiye'nin Güneydoğu ve Doğu Anadolu bölgelerindeki PM10 değişimlerinin uzaktan algılama ve ı̇statistiksel modeller kullanılarak tahmini
SULTANAY MURZAEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İstatistikİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ÜNAL
- Meteoroloji 16. (Iğdır) Bölge Müdürlüğü'ne bağlı havalimanlarının sis analizi
Fog analysis of airports of the 16th (Iğdır) Regional Directorate of Meteorology
GÜLNEŞE UĞURLUEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DENİZ
DOÇ. DR. EMRAH TUNCAY ÖZDEMİR
- Türkiye'de muhasebe mesleği, meslek mensupları ve çalışanlarının sorunları ve beklentileri: Kars- Ardahan- Iğdır illerinde bir araştırma
The accounting profession in Turkey, problems and expectations of professionals and employees: A research in provinces named Kars-Ardahan-Iğdır master thesis
DİREN TAŞÇI
- BOBİ FRS ile TMS/TFRS karşılaştırması: Kars, Ardahan ve Iğdır illerinde faaliyet gösteren meslek mensuplarının BOBİ FRS algısı
A comparison of financial reporting standart for Large and Medium Sized Enterprises IAS/IFRS: The perception of accounting professionals in Kars, Ardahan and Iğdır
HATİCE İBRAHİMOĞLU
- Ağrı, Muş, Iğdır ve kars illerinde ıchneumonıdae(hymenoptera) türleri üzerinde faunistik ve sistematik çalışmalar
(faunistic and systematic studies on ichneumonidae (hymenoptera) species in Ağri, Muş, İğdir and kars provinces)
GAMZE AYHAN