Bahçe atıklarından izole edilen Bacillus pumilus ND8'in selülazı ve biyokimyasal karakterizasyonu
Partial purification and biochemical characterization of cellulase from Bacillus pumilus ND8 isolated from garden waste
Yazar: WALEED SALIH SALMAN AL DAHLUZ
Danışman: PROF. DR. NESLİHAN DİKBAŞ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Bahçe atıklarından izole edilen selülotik bakterilerin izolasyonu ve identifikasyonu, selülaz enzim üretebilme yeteneklerinin belirlenmesi, en yüksek selülaz aktivitesine sahip olan bakteriden selülazın kısmi saflaştırılması, karakterizasyonu ve endüstriye kazandırılabilirliğinin araştırılması amaçlanmaktadır. 
Yöntem: Bahçe atıklarından 7 farklı selülotik bakteri izole edilmiş ve bakterilerin selülaz enzim aktiviteleri belirlenmiştir. En yüksek selülaz aktivitesi gösteren bakteri seçilmiş ve 16S rRNA dizi analizi ile tanımlanmıştır. Tanımlanan bakteriden selülaz enzimi kısmi saflaştırılmıştır. Selülaz enziminin protein konsantrasyonu, kinetik parametreleri ve optimum aktivite gösterdiği pH ve sıcaklık değerleri belirlenmiştir. 
Bulgular: İzole edilen 7 bakteri arasından en yüksek selülaz aktivitesi gösteren suş 16S rRNA dizi analizi sonucunda Bacillus pumilus ND-8 olarak tanımlanmıştır. B. pumilus ND-8 suşu kısmi saflaştırma sonucunda 8,6 U/mL'lik bir selülaz aktivitesi sergiledi ve enzimin protein konsantrasyonu 6,72 mg/mL olarak ölçüldü. Kısmi olarak saflaştırılan enzimin optimum aktivite gösterdiği sıcaklık ve pH değerleri sırasıyla 60 ºC ve pH 5,5 olarak belirlenmiştir. Enziminin Km ve Vmax değerleri ise sırasıyla 0,81 mM ve 14,2 µmol/min olarak belirlendi.
Sonuç: B. pumilus ND8'in endüstriyel uyulamalar için umut vaad eden termostabil ve asidik özelliklere sahip bir selülaz üretebildiği belirlenmiştir. Önemli bir endüstriyel yere sahip olan bu bakterinin ve ürettiği ikincil metabolitlerin farklı alanlardaki (gıda, yem, tekstil, toprak iyileştirme vb.) kullanışlılığını daha iyi belirtmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Purpose: Isolation and identification of cellulotic bacteria isolated from garden wastes, determination of their ability to produce cellulase enzyme, partial purification of cellulase from the bacteria with the highest cellulase activity, characterization and investigation of its industrialization.
Method: Seven different cellulotic bacteria were isolated from garden waste and their cellulase enzyme activities were determined. The bacterium with the highest cellulase activity was selected and identified by 16S rRNA sequence analysis. Cellulase enzyme was partially purified from the identified bacteria. Protein concentration, kinetic parameters, pH and temperature values at which cellulase enzyme showed optimum activity were determined.
Result: Among the 7 isolated bacteria, the strain with the highest cellulase activity was identified as Bacillus pumilus ND-8 by 16S rRNA sequence analysis. B. pumilus ND-8 strain exhibited a cellulase activity of 8.6 U/mL after partial purification and the protein concentration of the enzyme was measured as 6.72 mg/mL. The temperature and pH values at which the partially purified enzyme showed optimum activity were 60 ºC and pH 5.5, respectively. Km and Vmax values of the enzyme were determined as 0.81 mM and 14.2 µmol/min, respectively.
Conclusion: B pumilus ND8 was found to produce a cellulase with thermostable and acidic properties, promising for industrial applications. It was determined that more studies are needed to better characterize the usefulness of this bacterium, which has an important industrial place, and the secondary metabolites it produces in different fields (food, feed, textile, soil improvement, etc.).