Humulus lupulus (şerbetçi otu) su ekstraktı ile biyolojik (green) sentez yöntemiyle magnezyum nanopartikül sentezi ve antioksidan, antimikrobiyal, antikanser gibi biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi
Magnesium nanoparticle synthesis with Humulus lupulus (hop) water extract and biological (green) synthesi̇s method and determination of biological activities such as antioxidant, antimicrobial, anticancer
Yazar: ÖZGÜR BAYNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT KAYA
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada şerbetçi otunun (Humulus lupulus) sulu ekstraktı ile Humulus lupulus sulu ekstraktından biyolojik sentez yöntemiyle elde edilen magnezyum nanopartikülünün antioksidan, antimikrobiyal ve antikanser aktiviteleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi yapılmıştır. Magnezyum nanopartikülünün çevre dostu biyolojik sentezi gerçekleştirilmiştir. Magnezyum nanopartikülünün UV-Visible Spektroskopisi, XRD, FTIR, SEM, EDX analizleriyle karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Devamında DPPH, ABTS, metal şelatlama aktivitesi ve toplam antioksidan kapasitesi ile antioksidan aktiviteleri değerlendirilmiştir. Aynı zamanda şerbetçi otunun toplam fenolik ve flavonoid içerikleri belirlenmiştir ve yeşil sentezle elde edilen magnezyum nanopartikülüne bağlanan şerbetçi otunun fenolik ve flavonoid bileşenleri miktarsal olarak karşılaştırılmıştır. Antimikrobiyal aktivitede ise Klabsiella pneumonia EMCS ve E.coli ATCC 25922 ve S.aureus ATCC 35150 mikroorganizmalarında etkinliği araştırılmıştır. Ayrıca magnezyum nanopartikülünün Saccharomyces cerevisiae ATTC 76521 mikroorganizmasında antifungal aktivitesine bakılmıştır. Antikanser aktivitenin değerlendirilmesinde A549 akciğer kanser hücre hattı üzerinde etkinliğine bakılmıştır.Antioksidan aktivitede flavonoid içeriğinde Humulus lupulus 5908 µg gallik asit/g, Hu@MgNP 952 µg quercetin/g miktarı 1/6 oranında iken ve fenolik içeriğinde ise Humulus lupulus 360 µg quercetin/g, Hu@MgNP 15 µg gallik asit/g miktarı 1/24 oranındadır. Bu sonuca göre oransal olarak Hu@MgNP toplam fenolik ve flavonoid içeriği az olmasına rağmen DPPH ve ABTS aktivitede %41 oranında daha etkin olduğu görülmüştür. Metal şelatlama aktivitesinde ise bu oran 67 miktarında artışla görülmüştür. Toplam antioksidan kapasitesinde Hu@MgNP 196 µg askorbik asit/g olduğu, Humulus lupulus ise 2875 µg askorbik asit/g miktarı 1/14 oranında görülmüştür. Bu sonuca göre magnezyum nanopartikülünün toplam antioksidan kapasitesinin etkinliğinin az olduğu görülmüştür. Antimikrobiyal aktivitede ise Hu@MgNP Klabsiella pneumonia EMC ve Saccharomyces cerevisiae ATCC 76521 mikroorganizmalarında en etkin MIC konsantrasyonu 0,039 mg/mL'dir. Humulus lupulus ektraktında ise E.coli ATCC 25922 mikroorganizmasında en etkin MIC konsantrasyonlarında 0,039 mg/mL olduğu belirlenmiştir. Antikanser aktivitede ise 67,5, 125, 250, 500, 1000 µg/mL dozlarda magnezyum nanopartikülü ve şerbetçi otu ektraktı uygulandığında A549 hücre hattı üzerinde 1000 µg/mL dozda etkin olduğu görülmüştür. Magnezyum nanopartikülünün 1000 µg/mL dozda %76, Humulus lupulus ise %58 oranında hücre ölümünü gerçekleştirdiği belirlenmiştir. Humulus lupulus ekstratında 67,5, 125, 250, 500 µg/mL doz miktarlarında sırasıyla %14, 16, 24, 52 oranında ve Hu@MgNP 'de ise sırasıyla %12, 16, 21, 45 oranlarında hücre inhibisyonu gerçekleştiğinden çok etkin olduğu görülmemiştir. 

Anahtar Kelimeler: Humulus lupulus, magnezyum nanopartikülü, antikanser, antimikrobiyal, antikanser

Abstract:
In this study, a comparative evaluation of antioxidant, antimicrobial and anticancer activities of hops (Humulus lupulus) aqueous extract and magnesium nanoparticle obtained by biological synthesis method from Humulus lupulus aqueous extract was made. Environmentally friendly biological synthesis of magnesium nanoparticle has been carried out. The characteristic properties of the magnesium nanoparticle were determined by UV-Visible Spectroscopy, XRD, FTIR, SEM, EDX analysis. Afterwards, DPPH, ABTS, metal chelating activity and total antioxidant capacity and antioxidant activities were evaluated. At the same time, the total phenolic and flavonoid contents of hops were determined and the phenolic and flavonoid components of hops bound to the magnesium nanoparticle obtained by green synthesis were quantitatively compared. In antimicrobial activity, its effectiveness was investigated in Klabsiella pneumonia EMCS, E.coli ATCC 25922 and S.aureus ATCC 35150 microorganisms. In addition, the antifungal activity of magnesium nanoparticle in Saccharomyces cerevisiae ATCC 76521 microorganism was investigated. In the evaluation of anticancer activity, its effectiveness on the A549 lung cancer cell line was examined. In antioxidant activity, Humulus lupulus 5908 µg gallic acid/g, Hu@MgNP 952 µg quercetin/g content is 1/6 in flavonoid content, and Humulus lupulus 360 µg quercetin/g in phenolic content, Hu@MgNP 15 µg gallic acid/g amount 1/24 ratio. According to this result, although the total phenolic and flavonoid content of Hu@MgNP was relatively low, it was found to be 41% more effective in DPPH and ABTS activity. In metal chelating activity, this ratio was seen with an increase of 67%. The total antioxidant capacity of Hu@MgNP was 196 µg ascorbic acid/g, while Humulus lupulus had 2875 µg ascorbic acid/g at a ratio of 1/14. According to this result, it was observed that the effectiveness of the total antioxidant capacity of the magnesium nanoparticle was low. In antimicrobial activity, the most effective MIC concentration in Hu@MgNP Klabsiella pneumonia EMC and Saccharomyces cerevisiae ATCC 76521 microorganisms is 0.039 mg/mL. In Humulus lupulus extract, it was determined that the most effective MIC concentrations of E.coli ATCC 25922 were 0.039 mg/mL. In anticancer activity, when magnesium nanoparticle and hop extract were applied at doses of 67.5, 125, 250, 500, 1000 µg/mL, it was found to be effective at 1000 µg/mL on the A549 cell line. It was determined that the magnesium nanoparticle achieved 76% cell death at 1000 µg/mL dose and 58% cell death rate for Humulus lupulus. Humulus lupulus extract was found to be very effective as cell inhibition occurred at 67,5, 125, 250, 500 µg/mL dose amounts, 14, 16, 24, 52%, respectively, and 12, 16, 21, 45%, respectively, in Hu@MgNP. not seen.

Keywords: Humulus lupulus, magnesium nanoparticle, anticancer, antimicrobial, anticancer