Isıl işlem uygulamalarının biyoaktif anne sütü proteinleri üzerine etkisinin in silico ve in vitro olarak incelenmesi
In silico and in vitro analysis of heat treatment applications effects on bioactive human milk proteins
Yazar: FERHAN YAPAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ALTAY ÜNAL
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Anne sütü = Milk-human ; Biyoaktif bileşikler = Bioactive compounds ; Isıl işlem = Heat treatment ; Moleküler dinamik = Molecular dynamic ; Pastörizasyon = Pasteurization ; İn siliko = In silico

Özet:
Laktoferrin ve osteopontin gibi anne sütü bileşiminde bulunan biyoaktif proteinler, bebeğin beslenmesi, büyümesi ve gelişimi, bağışıklığının düzenlenmesi, bilişsel ve fiziksel gelişiminin desteklenmesi ve enfeksiyonlara karşı koruma gibi pek çok aktiviteye sahiptir. Anne sütü farklı nedenlerle ısıl işlem ya da soğukta muhafaza işlemlerine maruz kalabilmektedir. Uygulamada daha çok anne sütünün oda sıcaklığı (+20-25°C), buzdolabı sıcaklığı (+2-8°C) ve derin dondurucu sıcaklığında (-18°C) belirli sürelerde saklanması veya pastörizasyon (62,5°C, 30dk) gibi yüksek ısılara maruz bırakılması söz konusu olabilmektedir. Uzun süreli saklama, ısıtma, pastörizasyon, dondurma ve çözünme döngüleriyle sütün bileşimindeki biyoaktif proteinler önemli miktarda kayba uğrayabilmekte ve işlevleri azalabilmektedir. Bu konuda yapılan çalışmalarda genellikle ısıl işlem uygulamasının ardından, enzim aktivitesi (lizozim, laktoperoksidaz), demir ve vitamin bağlama kapasitesi (laktoferrin, haptokorrin), immünoglobülin (sIgA) ve antimikrobiyal aktivite tespiti (laktoferrin, lizozim), protein konsantrasyonlarının takibi ve süt proteinlerinin modifikasyonlarının değerlendirilmesine odaklanılmıştır. Yine yapılan çalışmalarla ısıl işlemlerin anne sütüne etkisi gösterilmiş olsa da proteinlerin yapısal değişimleri hala çok iyi bilinmemektedir. Bu tez kapsamında, anne sütünde yer alan biyoaktif proteinlerden laktoferrin ve osteopontinin, farklı saklama koşulları ve ısıl işlem uygulamaları sonucunda ortaya çıkan yapısal değişimlerinin in vitro ve in silico olarak ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu kapsamda moleküler dinamik yöntemler kullanılmıştır. Çalışma sonunda elde edilecek verilerin yeni muhafaza yöntemlerinin geliştirilmesine, sağlık ve beslenme açısından faydalı besin takviyesi önerilerinin ortaya çıkarılması için yapılacak çalışmalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Bioactive proteins like lactoferrin and osteopontin in the composition of breast milk have numerous functions such as feeding, contributing to the growth and development, regulating immunity, supporting cognitive and physical development and protection of infants against infections. For various reasons, breast milk can be exposed to heat treatment or cold storage. In practice, breast milk is usually stored at room temperature (+20-25°C), at refrigerator temperature (+2-8°C) or in a deep freezer (-18°C) for certain periods or can be exposed to high temperatures of pasteurization process (30 min. at 62.5°C). Due to long-term storage, heating, pasteurization, freezing and thawing cycles, bioactive proteins in the composition of milk can be lost in significant amounts with lessened and their functions can be reduced. Studies on the subject generally focuses on enzyme activity (lysozyme, lactoperoxidase), iron and vitamin binding capacity (lactoferrin, haptocorrin), determination of immunoglobulin (sIgA) and antimicrobial activity (lactoferrin, lysozyme), monitoring of protein concentrations and evaluation of modifications of milk proteins after heat treatment. Although the effect of heat treatment on breast milk has been shown by some other studies, the structural changes of proteins are still not well known. This dissertation aims at revealing in vitro and in silico results of any structural changes of two bioactive proteins in breast milk, lactoferrin and osteopontin, upon exposition to different storage and heat treatment applications. This study is expected to contribute to the development of new preservation methods of breast milk and to the future studies to be carried out to reveal nutritional supplement recommendations that are beneficial for health and nutrition.