Fındık bitkisinin (Corylus avellana) farklı organlarından endofitik fungusların izolasyonu ve sekonder metabolitlerinin araştırılması
Isolation of endophytic fungi from various part of hazelnut (Corylus avellana) and investigation of their secondary metabolites
Yazar: ŞEREF AKAY
Danışman: PROF. DR. ERDAL BEDİR ; DOÇ. DR. ESİN KOCABAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Corylus avellana = Corylus avellana ; Fındık = Hazelnut ; Mantarlar = Fungi

Özet:
Doğal Ürün Kimyası çoğunlukla sekonder metabolit olarak bilinen bir grup bileşik ile ilgilenmektedir. Funguslar geniş aralıktaki sekonder metabolitleri kolaylıkla üreten önemli bir mikroorganizma grubudur.Biyoaktif yeni sekonder metabolit araştırmalarında fungus tarafından üretilen metabolitin, fungusun ekolojik çevresiyle ilişkisinin sonucu olabileceği (bitki patojenleri mikotoksinleri gibi) ve bu metabolik etkileşimlerin sekonder metabolit sentezini arttırabileceği göz önüne alınmalıdır. Bu yakın etkileşimlerin sonucu olarak geniş aralıkta biyoaktivitelere sahip, daha çok sayıda ve çeşitlilikte bileşiklerin üretilebileceği öngörülmektedir. Aslında yakın zamanda yapılan detaylı bir çalışma, endofitik funguslardan elde edilen biyolojik olarak aktif bileşiklerin %51'inin daha önceden bilinmeyen bileşikler olduğunu göstermiştir (Strobel, 2003).Bu çalışmada fındık bitkisinin (Corylus avellana) farklı kısımlarından endofit fungusların izolasyonu ve biyoaktif ürünlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ege (İzmir) ve Karadeniz (Ordu, Zonguldak) Bölgesinden toplanan fındık bitkisine ait, kök, dal, yaprak ve tomurcuk örnekleri sodyum hipoklorit (NaOCl) ile sterilize edilmiştir. Ardından bitki parçalarının dış yüzeyleri steril bir bistüri ile uzaklaştırılmış ve iç dokudan küçük örnekler alınarak içinde çeşitli besi ortamlarının olduğu farklı petrilere aktarılmıştır. İzolasyon petrileri 28°C'de inkübe edilmiş ve devamında oluşan fungal kolonileri saflaştırmak için, morfolojik olarak sınıflandırılan koloniler, ard arda başka ortamlara pasajlanmıştır. Bitki kısımlarından toplamda morfolojik olarak temsili 14 farklı tür izole edilmiştir. Elde edilen izolatların sıvı kültürleri yapılmış ve kloroform ekstraksiyonu yapılmıştır. Elde edilen ekstrelerin sitotoksik aktivite sonuçlarına göre L1 kodlu tür ileri çalışmalar için seçilmiştir ve ITS gen bölgelerine göre Phomopsis amygdali olarak tanımlanmıştır. Büyük hacimli fermentasyon sonucunda elde edilen ekstre üzerinde saflaştırma çalışmaları yapılmış, L1F2 ve L1F3 olmak üzere iki bileşik izole edilmiştir. 1D- ve 2D NMR çalışmalarıyla L1F2'nin bilinen bir bileşik pestalotin olduğu belirlenirken, yeni bir molekül olan L1F3 (R)-4-bütoksi-6-((S)-1-hidroksibütil)-5,6-dihidro-2H-piran-2-on olarak tanımlanmıştır.

Abstract:
Natural product chemistry mainly concerns a group of compounds known as secondary metabolites. Fungi are remarkable organisms that readily produce a wide range of secondary metabolites.In optimizing the search for new bioactive secondary metabolites, it is relevant to consider that; the secondary metabolites, synthesized by a fungus, may correspond with its respective ecological niche, e.g. the mycotoxins of plant pathogens; and that metabolic interactions may enhance the synthesis of secondary metabolites. This may be the case, since closer biological associations may have developed between these organisms in their respective hosts than the epiphytes or soil-related organisms. Hence, the result of this may be the production of a greater number and diversity of classes of biologically derived molecules, possessing a range of biological activities. In fact, a recent comprehensive study has indicated that 51% of biologically active substances isolated from endophytic fungi were previously unknown. (Strobel, 2003).The main aim of this study was to isolate endophytes from different parts of hazelnut (Corylus avellana), to extract bioactive secondary metabolites and then to elucidate their structures. Different plant materials including the roots, branches and leaves were collected from Aegean and BlackSea regions of Turkey and they were surface sterilized with sodium hypochlorite (NaOCl). The outer layers removed with a sharp, sterilized blade, and they were cut into pieces. Small pieces of the inner tissue were placed on the surface of petri contained various media, and they were incubated at 28°C. Subsequently fungal colonies that grown on petri were classified according to their morphological properties and transferred to the new medium for isolation. In total, 14 morphologically different colonies of plant parts have been isolated. Then the small scale studies were performed followed by chlorofom extraction. The chloroform extracts were screened for their cytotoxic activities by MTT method. Based on the activity results, the isolate L1, identified as Phomopsis amygdali based on ITS analysis, was selected for further studies. After large scale fermentation isolation, and purification studies, a new metabolite (L1F3) together with a known compound, named pestalotin (L1F2) were obtained. The structure of the new metabolite was elucidated as (R)-4-butoxy-6-((S)-1-hydroxybutyl)-5,6-dihydro-2H-pyran-2-one by the extensive use of 1D- and 2D NMR.