Çeşitli mezofilik ve termofilik bakterilerdeekzopolisakkarit üretimi, optimizasyonu ve karakterizasyonu
Production, optimization and characterization of exopolysaccharide from various mesophilic and thermophilic bacteria
Yazar: FİRDEVS ROZAN TUŞAR
Danışman: PROF. DR. KEMAL GÜVEN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada Dicle Üniversitesi Moleküler Genetik, Mikrobiyal Biyoteknoloji ve İmmünoloji Araştırma Laboratuvarında bulunan Bacillus licheniformis 3ÇA2,  Geobacillus vulcani 2Çx, Bacillus zhangzhounesis 2ÇA, Bacillus licheniformis 3ÇA, Bacillus licheniformis 2ÇS suşları gibi termofilik bakteriler ve Acinobacter calcoaceticus E2, Pseudomonas aeruginosa D7, Enterobacter ludwigi D8, Pseudomonas putida D10, Acinetobacter pittii D11, Pseudomonas rhodesiae D12 gibi mezofilik suşlar kullanılarak farklı besiyerlerinde (M1, M2 ve M3), farklı karbon kaynakları (fruktoz, galaktoz, glikoz, ksiloz, laktoz, maltoz, sükroz) ve farklı oranlarda maya özütü (%0.05, %0.1, %0.15 ve %0.2) kullanılarak suşların besiyerinde üreme düzeyleri incelenmiştir. Termofilik bakterilerin M3 besiyerinde B.licheniformis 2ÇS bakterisi sükroz varlığında 7.06 kat, B.zhangzhounesis 2ÇA bakterisi sükroz varlığında 4.09 kat ve B.licheniformis 3ÇA2 bakterisi sükroz varlığında 1.86 kat, glikoz içeren besiyerinde 2.61 kat artış ile üreme gösterdiği bulundu. 
Termofilik bakterilerden elde edilen EPS miktarlarına bakıldığında en iyi EPS total kuru ağırlık miktarı M3 besiyerinde, %0.2 maya özütü ve % 1 sükroz içeren B.licheniformis 2ÇS bakterisinden 121 mg olarak elde edildi. Elde edilen EPS'nin karbonhidrat ve protein miktarını bulmak için sırasıyla fenol-sülfürik asit metodu ve Lowry yöntemi kullanıldı. Bu bakteriden elde edilen EPS'de bulunan karbonhidrat miktarı 333.28 µg/mL, protein miktarı ise 0.19 µg/mL olarak belirlendi. En yüksek karbonhidrat miktarına (1087.03 µg/mL) sahip bakteri B.zhangzhounesis 2ÇA olarak bulundu.
B.licheniformis 2ÇS, B.zhangzhounesis 2ÇA, B.licheniformis 3ÇA2 suşlarının patojen E.coli, S.aureus, K.pneumoniae ve P.aeruginosa karşı antibakteriyel aktivitesi incelendi. En iyi etki %0.2 maya özütü ve %1 sükroz içeren besiyerinden B.licheniformis 2ÇS bakterisinin ürettiği EPS'de görüldü. E.coli'ye karşı 16 mm zon çapı ile antibakteriyel aktivite gösterdiği tespit edildi.

Anahtar kelimeler: Ekzopolisakkarit üretimi, Termofilik, Fenol-sülfürik asit, Lowry, Antibakteriyel etki

Abstract:
In this study, the growth levels of the strains in the medium was investigated by using thermophilic bacteria such as Bacillus licheniformis 3CA2,  Geobacillus vulcani 2Cx, Bacillus zhangzhounesis 2CA, Bacillus licheniformis 3CA, Bacillus licheniformis 2CS and mesophilic bacteria such as Acinobacter calcoaceticus E2, Pseudomonas aeruginosa D7, Enterobacter ludwigi D8, Pseudomonas putida D10, Acinetobacter pittii D11, Pseudomonas rhodesiae D12 in the Molecular Genetics, Microbial Biotechnology and Immunology Research Laboratory of the Dicle University,  in different media (M1, M2 and M3), different carbon sources (fructose, galactose, glucose, xylose, lactose, maltose, sucrose) and different ratios of yeast extract (0.05%, 0.1%, 0.15% and 0.2%). Thermophilic bacteria were found to grow in M3 medium compared to other media.  B.licheniformis 2CS was grown by 7.06 times in the presence of sucrose, B.zhangzhounesis 2CA by 4.09 times in the presence of sucrose, while B.licheniformis 3CA2 was by 1.86 times in the presence of sucrose, and 2.61 in glucose containing medium.
Considering the EPS amounts produced by thermophilic bacteria, the best total EPS dryweight was obtained as 121 mg from B.licheniformis 2CS containing %0.2 yeast extract and %1 sucrose in M3 medium. Both carbohydrate amount and protein amount in EPS was determined by using the phenol-sulfuric acid method and the Lowry method, respectively. The amount of carbohydrate in EPS produced by this bacterium was determined as 333.28 µg/mL, while the amount of protein was determined as 0.19 µg/mL. B.zhangzhounesis 2CA was found to be the bacterium with the highest carbohydrate content (1087.03 µg/mL).
The antibacterial activities of EPS from B.licheniformis 2CS, B.zhangzhounesis 2CA and B.licheniformis 3CA2 were investigated against pathogenic E.coli, S.aureus, K.pneumoniae and P.aeruginosa. The best effect was seen in EPS produced by B.licheniformis 2CS bacteria from medium containing %0.2 yeast extract and %1 sucrose. The antibacterial activity against E.coli was determined to be a zone diameter of 16 mm.

Keywords: Exopolysaccharide production, Thermophilic, Phenol-sulfuric acid, Lowry, Antibacterial effect