Arachis hypogaea kullanılarak elde edilen AgNP'nin biyolojik özelliklerinin ve bitkinin biyokimyasal içeriğinin belirlenmesi
Determination of biological properties of AgNP obtained using Arachis hypogaea and biochemical content of the plant
Yazar: TAYLAN AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. ALPASLAN DAYANGAÇ ; PROF. DR. BELGİN ERDEM
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Yerfıstığı (Arachis hypogea L.) Türkiye ve ABD başta olmak üzere dünya çapında yetiştirilen önemli bir ürün olup ağırlıklı olarak Akdeniz bölgesinde yetiştirilmektedir. İki tohum içeren bir baklada gelişen A. hypogea, ince kahverengimsi bir kabuğa sahiptir. Yaygın olarak sıcak iklimlerde yetiştirilir ve kısa ömürlü sarı çiçekleri vardır. Dünyada yetiştirilen yer fıstığının çoğu, yağ üretimi, fıstık ezmesi, şekerlemeler ve atıştırmalık ürünler için kullanılmaktadır. Diğer tohumlu bitkilere göre bazı avantajları olan yer fıstığının, özellikle yağ asiti açısından zengin olduğu bilinmektedir. Bu amaçla, Osmaniye iline ait yer fıstığı çalışmamızda ana materyal olarak kullanılmıştır. Nanopartiküller, günümüz bilim dünyasında çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Bu alanlardaki çalışmaların en önemlilerinden biri, mikroorganizmalar üzerinde öldürücü etkiye neden olması ile antibiyotik çalışmalarıdır. Çeşitli metallerin yeşil sentez yoluyla bitkilerle nanopartikül oluşturmaları yanı sıra bilimsel çalışmalar çoğunlukla günüş nanopartiküller üzerine yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada A. hypogaea bitkisine ait tohum ve kabuklar ile gümüş nanopartiküllerin (AgNP) yeşil sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen AgNP'ler; antimikrobiyal aktivite, anti-quorum sensing, anti-biyofilm, anti-inflamatuar, antioksidant aktvite ve sitotoksisite açısından analiz edilmiştir. Bununla birlikte; Osmaniye yer fıstığı tohumunun biyokimyasal içeriği de çeşitli analizler ile tespit edilmiştir. Antimikrobiyal aktivite analizi amacıyla çalışmada 22 adet mikroorganizma kullanılmıştır. Sonuç olarak; yaş, çiğ ve kavrulmuş yer fıstıklarının karbonhidrat, yağ asidi ve protein içerikleri açısından birbirlerinden farklı biyokimyasal içeriğine sahip oldukları tespit edilmiştir. En yüksek karbonhidrat, yağ asidi ve protein içeriğine sahip olan materyal yaş yer fıstığı olarak tespit edilmiştir. Yer fıstığı tohum ve kabukları ile yeşil sentezi gerçekleştirilen AgNP'lerin antimikrobiyal aktivitelerinde istatistiksel açıdan anlamlı farklar tespit edilmiştir (p<0,05). Çalışmada kullanılan Chromobacterium violaceum, AgNP'lerin en yüksek antimikrobiyal aktivite gösterdiği mikroorganizma olmuştur. Bununla birlikte AgNP'lerin C. violaceum üzerinde göstermiş oldukları antimikrobiyal etki, anti-quorum sennsing aktviteninde olduğunu sonuçlarda göstermiştir. Fıstık ve Kabuk ile yeşil sentezi gerçekleştirilen AgNP'ler, Anti-QS açısından istatistiksel olarak anlamlı farklara neden olmuştur (p<0,05). 2,5 μl/ml konsantrasyondaki yaş, çiğ ve kavrulmuş yer fıstığı tohumu ile yeşil sentezi gerçekleştirilmiş AgNP'lerde zon çapları sırasıyla 19,2 mm, 18,6 mm, 19,4 mm iken, yer fıstığı kabuğu ile yeşil sentezi gerçekleştirilmiş AgNP'lerde sırasıyla 16,8 mm, 16,8 mm, 14,8 mm'dir. Ayrıca, çalışmada kullanılan AgNP'lerin E. coli ve S. aureus bakterilerinin spesifik biyofilm formasyonları üzerinde yaklaşık olarak % 50 oranında inhibisyona neden olduğu tespit edilmiştir. Sentezlenen bu AgNP'lerin belirli dozlarda uygulandığı durumlarda canlı organizmada sitotoksisite açısından risk oluşturmadığı belirlenmiştir. Bu bağlamda AgNP'lerin ölümcül dozları (LD50) tespit edilmiş ve 5 μl/ml ve 2,5 μl/ml konsantrasyonlarda sitotoksisitenin oldukça yüksek olduğu tespit edilmiştir. Özellikle günümüzde mikroorganizmaların antibiyotik veya diğer ajanlara karşı oldukça yüksek direnç seviyeleri gösterdiği göz önünde bulundurulduğunda hem maliyeti yüksek olmayan hem de etkin veriler elde edilen bu materyallerin kullanılması ilaç sanayi veya diğer alanlar için düşünülebilir.

Abstract:
Peanut (Arachis hypogea L.) is an important crop grown in Turkey, the USA, and worldwide and is mainly grown in the Mediterranean region. A. hypogaea, which develops in a pod containing one underground pod and two seeds from the pea family, has a thin brownish rind. It is widely grown in warm climates and has short-lived yellow flowers. Most of the peanuts grown globally are used for oil production, peanut butter, confectionery, and snack products. Peanut, which has some advantages over other seed plants, is especially rich in fatty acids. For this purpose, peanuts from Osmaniye province were used as the primary material in our study. Nanoparticles are used in a wide variety of fields in today's scientific world. One of the essential studies in these areas is antibiotic studies, as they cause lethal effects on microorganisms. In addition to the formation of nanoparticles by plants through the green synthesis of various metals, scientific studies mainly focused on solar nanoparticles. In this study, green synthesis of silver nanoparticles (AgNP) with seeds and shells of the A. hypogaea plant was carried out. Synthesized AgNPs; were analyzed for antimicrobial activity, anti-quorum sensing, anti-biofilm, anti-inflammatory, antioxidant activity and cytotoxicity. With this, various tests have also determined the nutritional content of Osmaniye peanut seed. For the purpose of antimicrobial activity analysis, 22 microorganisms were used in the study. As a result; It has been determined that fresh, raw and roasted peanuts have different biochemical contents from each other in terms of carbohydrate, fatty acid and protein contents. The material with the highest carbohydrate, fatty acid and protein content was determined as wet peanut. Statistically significant differences were found in the antimicrobial activities of the Peanut seeds and shells and AgNPs synthesized green (p<0.05). Chromobacterium violaceum used in the study was the microorganism in which AgNPs showed the highest antimicrobial activity. However, the antimicrobial effect of AgNPs on C. violaceum showed that it was in anti-quorum sensing activity in the results. AgNPs synthesized green with Peanut and Shell caused statistically significant differences in terms of Anti-QS (p<0.05). While the zone diameters of AgNPs synthesized green with green, raw, and roasted peanut seeds at a concentration of 2.5 μl/ml were 19.2 mm, 18.6 mm and 19.4 mm, respectively, AgNPs synthesized green with peanut shell they are 16.8mm, 16.8mm and 14.8mm respectively. In addition, it was determined that AgNPs used in the study caused approximately 50% inhibition on specific biofilm formations of Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. It has been determined that these synthesized AgNPs do not pose a risk in terms of cytotoxicity in living organisms when applied at certain doses. In this context, lethal dose (LD50) of AgNPs were determined and cytotoxicity was found to be quite high at 5 μl/ml and 2.5 μl/ml concentrations. Especially considering that microorganisms show very high levels of resistance to antibiotics or other agents today, the use of these materials, which are both inexpensive and effective, can be considered for the pharmaceutical industry or other fields.