Farklı materyallerden izole edilmiş fungal suşların l-asparajinaz enzimi üretimi yönünden taranması ve üretim koşullarının saptanması
Screening of fungal strains isolated from different materials for lasparaginase enzyme production and determination of production conditions
Yazar: MAHDI YASSER ELTEGANI HAMED
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ATEŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışma, filamentöz fungal izolatlarını, fenol kırmızısı, bromotimol mavisi ve kresol kırmızısı olmak üzere üç farklı indikatör kullanarak L-asparajinaz enziminin üretimi için yarı kantitatif olarak taramayı amaçlamıştır. Ayrıca glikoz, nişasta, laktoz, gliserol ve sukroz gibi farklı karbon kaynaklarının ve üre, L-asparajin, prolin, amonyum klorür ve sodyum nitrat gibi azot kaynaklarının L-asparajinaz üretimi üzerindeki etkilerini araştırmayı da amaçlamıştır. Ayrıca, L-asparajinaz üretimi istatistiksel olarak optimize etmeye çalışılmıştır. 
Yarı kantitatif tarama, 55 filamentöz fungal izolat için plaka test metodu ile yapılmıştır. Karbon ve azot kaynaklarının etkisi, üç organizma Aspergillus carneus, Penicillium camemmberti ve Cladosporium tenuissimum kullanılarak batık fermantasyon yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. İstatistiksel optimizasyon, farklı set faktörü (sıcaklık, pH, inkübasyon süresi ve karbon /azot oranı) 30 deneyden oluşan 5 seviyeli santral kompozit dönebilen tasarım modeline göre yapılmıştır. 
Sonuçlar, 53 izolatın L-asparaginaz ürettiğini ve en iyi üreticinin, enzim aktivite oranına (EAO) sahip Aspergillus carneus, Penicillium camemmberti ve Cladosporium tenuissimum sırasıyla 3,18 3,18 ve 3,66 EAO olduğunu gösterdi. Sonuçlar ayrıca, glukozun, test edilen üç izolat tarafından L-asparaginaz üretimi için en iyi karbon kaynağı olduğunu ve üre'nin, Cladosporium tenuissimum tarafından en yüksek düzeyde 5,016 U/ml L-asparaginaz üretimi için en iyi azot kaynağı olduğunu ortaya koydu. Cladosporium tenuissimum tarafından L-asparaginaz üretiminin istatistiksel optimizasyonu, pH, inkübasyon süresi ve karbon / azot oranı ile birlikte sıcaklığın, üretilen L-asparaginaz seviyesini önemli ölçüde etkilediğini ortaya koydu. İstatistikler ayrıca sıcaklık ve inkübasyon süresi arasındaki etkileşim dışında, çalışmada faktörler arasında anlamlı bir etkileşim olmadığını göstermiştir. En yüksek L-asparaginaz aktivitesi, 2,6471 U / ml, 19. deneyden: sıcaklık ◦C: 37, pH 6,2 inkübasyon süresi 72 saat ve karbon / azot oranı % 0,2: 1 koşullar altında elde edildi. Maksimum L-asparaginaz üretimi için model tarafından öngörülen her faktörün optimum seviyesi (sıcaklık ◦C: 37, pH 6,2 inkübasyon süresi 72 saat ve karbon / azot oranı% 0,2: 1) uygulayarak 3,25 U / ml olarak L-asparaginaz aktivitesi elde edilmiştir.
Anahtar sözcükler: L-asparajinaz, filamentöz fungus, santral kompozit tasarımı.

Abstract:
This study aimed to semi-quantitatively screen filamentous fungi isolates for the production of L-asparaginase enzyme using three different indicators phenol red, bromothymol blue and cresol red. It aimed also to investigate the effect of different carbon sources (glucose, starch, lactose, glycerol and sucrose) and nitrogen sources (urea, L-asparagine, prolin, ammonium chloride and sodium nitrate) on the production of L-asparaginase. Moreover, it aimed to statistically optimize the production of L-asparaginase enzyme. Semi-quantitative screening was done by plate test method for 55 filamentous fungal isolates. The effect of carbon and nitrogen sources was performed by submerged fermentation method using three organisms Aspergillus carneus, Penicillium camemmberti and Cladosporium tenuissimum. The statistical optimization was performed according to five level central composite rotatable design model composed of 30 experiment of different set of factors: temperature, pH, incubation period, and carbon/nitrogen ratio. Results showed that 53 isolates produces L-asparaginase and best producer were Aspergillus carneus, Penicillium camemmberti and Cladosporium tenuissimum with enzyme activity ratio (EAR) of 3.18, 3.18 and 3.66 EAR respectively. Results also revealed that glucose was the best source of carbon for the production of L-asparaginase by all the three tested isolates, and that urea is the best source of nitrogen for the production of highest level of L-asparaginase by Cladosporium tenuissimum 5.016 U/ml. Statistical optimization of L-asparaginase production by Cladosporium tenuissimum revealed that temperature together with pH, incubation period, and carbon/nitrogen ratio are significantly affecting the level of produced L-asparaginase. Statistics also showed that with except of the interaction between temperature and incubation period there were no significant interaction between the factors in the study. The highest L-asparaginase activity 2.6471 U/ml was obtained from 19th experiment under the following condition: temperature ◦C: 37, pH 6.2, incubation period 72 hours, and carbon/nitrogen ratio 0.2: 1 %. The optimum level of each factor (temperature ◦C: 37, pH 6.2, incubation period 72 hours, and carbon/nitrogen ratio 0.2: 1 %) that were predicted by the model for the maximum L-asparaginase production resulted in 3.25 U/ml L-asparaginase activity.
Keywords: L-asparginase; filamentous fungi; screening; central composite design.