Medicago sativa'nın sazova çeşidinden antimikrobiyal bir peptidin tanımlanması ve bitki gelişim sürecindeki ekspresyonunun değerlendirilmesi
An antimicrobial peptide identification from Medicago sativa sazova cultivar and evaluation of its gene expression
Yazar: BÜŞRA ALBAYRAK TURGUT
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL BEZİRĞANOĞLU
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Medicago sativa = Medicago sativa

Özet:
Son yıllarda antibiyotik direncinin artması, antifungal olarak kullanılan tarım ilaçlarına karşı gelişen zararlı bitki ve fungisit dirençleri ve bu ilaçların insan sağlığına olan etkileri yeni antimikrobiyal ajanların keşfini zorunlu kılmıştır. Yeni antimikrobiyal ajanlar olarak antimikrobiyal peptitler (AMP) stabil yapıları ve memeli hücrelerine toksik özellik göstermemeleriyle ön plana çıkmaktadır. Özellikle bitki tohumlarının birçok AMP içerdiği bilinmektedir. Bu tez çalışmasında M. sativa Sazova çeşidinden ısıya dayanıklı yeni bir AMP tanımlanarak bu AMP'nin karakterizasyonunu yapmak amaçlanmıştır. Bunun için Sazova tohumlarından peptitler (10 kDa≥) elde edilmiştir. Elde edilen peptitler için disk difüzyon, jel kapama ve mikrodilüsyon testleri yapılarak antimikrobiyal bir peptit içerdiği tespit edilmiştir. Daha zonra jel kapama testinde inhibisyon zonu veren aralıktaki peptit bandı LC-MS/MS ile molekül ağırlığı 5,2048 kDa olan hipotetik peptit olan M. sativa Defensin 2.1 olduğu belirlenmiştir. Bu Defensinin Sazova çeşidindeki Defensin 2.1'in gen sekansı Sanger yöntemi ile elde edilerek aminoasit sekansına çevrilmiştir. UniProt Defensin 2.1 ve Sazova Defensin 2.1 sekansları arasında 3 farklı amino asit farklılığı olduğu belirlenmiştir. Sazova Defensin 2.1'in fizyokimyasal özellikleri (Expast ProtParam), sekonder (PROCHECK) ve tersiyer (SwissModel, Phyre2 ve PRISPRED) yapısı in silico araçlarla tahmin edilerek yeni bir AMP karakterize edilmiştir.

Abstract:
In recent years, it is necessary to discovery of new antimicrobial agents because of the increase in antibiotic resistance, the development of herbicide and fungucide resistance, and the harmful effects of these drugs on human health. As new antimicrobial agents, antimicrobial peptides (AMP) stand out with their stable structure and non-toxicity to mammalian cells. It is known that plant seeds, in particular, contain many AMPs. In this thesis study, it was aimed to identify a new termostable AMP from the M. sativa Sazova cultivar and to characterize this AMP. For this purpose, peptides (10 kDa≥) were obtained from Sazova seeds. Disc diffusion, gel overlay assay and microdilution tests were performed for the resulting peptides and it was determined that they contained an antimicrobial peptide. Then, the peptide band in the range that gave the inhibition zone in the gel overlay assay was determined by LC-MS/MS as M. sativa Defensin 2.1, which is a hypothetical peptide with a molecular weight of 5.2048 kDa. Then, to determine the gene and amino acid sequences of the Sazova cultivar Defensin 2.1, the sequences were obtained by cloning into the pGEMT-easy vector and using the Sanger method. It was determined that there are 3 different amino acid differences between the UniProt Defensin 2.1 and Sazova Defensin 2.1 sequences. A new AMP was characterized by predicting the physiochemical properties (Expast ProtParam), secondary (PROCHECK) and tertiary (SwissModel, Phyre2 and PRISPRED) structure of Sazova Defensin 2.1 with in silico tools.