Triklokarbanın mikrobiyal degradasyonu
Microbial degradation of triclocarban
Yazar: ZİYA ALJOUJA
Danışman: PROF. DR. HAKAN ÖZKAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Amaç: Atıksularda sıklıkla tespit edilen, farmasötik ve kişisel bakım ürünlerinden (PPCP'ler)
biri olan triklokarbanın (TCC) biyodegradasyonunu en iyi şekilde gerçekleştirebilen yeni, yerel
mikroorganizma türlerinin taranması ve keşfedilmesi, seçilen mikroorganizma ile oluşturulacak
biyoremediasyon ortamının optimizasyonu ile TCC degradasyonunun arttırılması
amaçlanmıştır.
Yöntem: Erzurum ilinde bulunan belediye atıksu arıtma tesisinden alınan aktif çamur
numunelerinden, triklokarbanı karbon kaynağı olarak kullanabilen ve TCC'li ortamda
büyüyebilen mikroorganizmalar izole edildi ve alt kültüre alınarak saflaştırıldı. Saflaştırılan
izolatların inoküle edildiği degredasyon besiyerleri hazırlandı ve en yüksek degredasyon
yeteneğine sahip olan ZA10 kodlu küf izolatı çalışmanın sonraki basamakları için seçildi.
Seçilen ZA10 kodlu küf izolatı 18S rRNA dizi analizi kullanılarak identifiye edildi. Ardından
tek karbon kaynağı olarak TCC'nin katıldığı mineral tuz ortamları (MSM) hazırlandı ve bu
ortam için çeşitli parametreler (pH, sıcaklık, TCC konsantrasyonu ve inkübasyon süresi)
optimize edilerek degredasyon verimi arttırıldı. Triklokarbanın parçalanma sonrası ortaya çıkan
dönüşüm ürünleri GC-MS ile analiz edildi. TCC'nin degradasyonunda rol oynayan mangan
peroksidaz (MnP) ve lakkaz (LAC) enzim aktiviteleri belirlendi.
Bulgular: Erzurum ilindeki belediye atıksu arıtma tesisinden alınan ve zenginleştirme
kültüründe kullanılan aktif çamur numunesinden triklokarbanı degrade etme potansiyeline
sahip olan 5 farklı küf izolatı elde edildi. Yüksek parçalama yetenekleri açısından test edilen
bu izolatlar arasından, diğerlerine oranla daha yüksek degradasyon gösteren ZA10 kodlu izolat
ileri çalışmalar için seçildi. ZA10 kodlu küf izolatı 18S rRNA dizi analizine göre Penicillium
crustosum olarak tanılandı. Ardından mevcut izolatın TCC parçalama yeteneğinin en yüksek
olduğu ortam koşulları araştırıldı ve optimal koşullar; pH: 5, sıcaklık: 30°C, TCC
konsantrasyonu: 10 mg/L ve 7 günlük inkübasyon süresi olarak belirlendi. ZA10 suşunun
optimal parametrelerde TCC'yi 3,4-dikloroanilin ve 4-kloroanilin ana metabolitlerine
ayrıştırdığı ve % 88 oranında degredasyon sağladığı tespit edildi.
Sonuç: Erzurum ilindeki belediye atıksu arıtma tesisinden alınan aktif çamur numunelerinden
izole edilen ve Penicillium crustosum olarak tanılan yerel izolatın, antimikrobiyal bir ajan olan
ve atıksularda sıklıkla rastlanması sebebiyle tehlike arz eden triklokarbanı, 10mg/L'lik
konsantrasyonda, belirlenen optimal koşullarda %88'e kadar degrade edebildiği ortaya
konuldu.
Yapılan bu tez çalışması ile; dünyada önemli kirlilik sorunlarından biri haline gelen
triklokarbanın mikrobiyal degradasyon yöntemi ile ortadan kaldırılmasında kullanılabilecek
yeni, yerel bir mikroorganizma keşfedildi ve bu mikroorganizma ile uygulanabilecek ileri
düzeyli biyoremediasyon yöntemi geliştirme konusunda ilk adım atılarak, bu konu üzerinde
yapılacak diğer çalışmalara zemin hazırlandı.
Anahtar Kelimeler: Atıksu, PPCP, antimikrobiyal ajan, triklokarban, biyodegradasyon.

Abstract:
Purpose: It is aimed to screen and discover new, local microorganism species that can best
biodegrade triclocarban (TCC), one of the pharmaceutical and personal care products (PPCPs)
frequently detected in wastewater, and to increase TCC degradation by optimizing the
bioremediation environment to be created with the selected microorganism.
Method: Microorganisms that can use triclocarban as a carbon source and grow in TCC
medium were isolated from activated sludge samples taken from the municipal wastewater
treatment plant in Erzurum province and purified by subculture. The degradation media in
which the purified isolates were inoculated were prepared and the mold isolate ZA10 with the
highest degradation ability was selected for the next steps of the study. The selected mold
isolate ZA10 was identified using 18S rRNA sequence analysis. Then, mineral salt media
(MSM) with TCC as the sole carbon source was prepared and various parameters (pH,
temperature, TCC concentration and incubation time) were optimized to increase the
degradation efficiency. The transformation products of triclocarban after degradation were
analyzed by GC-MS. Manganese peroxidase (MnP) and laccase (LAC) enzyme activities
involved in the degradation of TCC were determined.
Findings: 5 different mold isolates with the potential to degrade triclocarban were obtained
from the activated sludge sample taken from the municipal wastewater treatment plant in
Erzurum province and used in enrichment culture. Among these isolates tested for their high
degradation abilities, the isolate ZA10, which showed higher degradation compared to the
others, was selected for further studies. The mold isolate ZA10 was identified as Penicillium
crustosum according to 18S rRNA sequence analysis. Then, the environmental conditions under
which the TCC degrading ability of the current isolate was highest were investigated and the
optimal conditions were; pH: 5, temperature: 30°C, TCC concentration: 10 mg/L and
incubation period of 7 days. It was determined that ZA10 strain degraded TCC to 3,4-
dichloroaniline and 4-chloroaniline main metabolites and achieved 88% degradation at optimal
parameters.
Results: The local isolate, identified as Penicillium crustosum, isolated from activated sludge
samples taken from a municipal wastewater treatment plant in Erzurum province, was
determined to be able to degrade triclocarban, which is an antimicrobial agent and poses a
danger due to its frequent occurrence in wastewater, up to 88% under optimal conditions at a
concentration of 10mg/L.
With this thesis study, a new, local microorganism that can be used to degrade triclocarban,
which has become one of the major pollution problems in the world, by microbial degradation
method was discovered and the first step was taken in developing an advanced bioremediation
method that can be applied with this microorganism, and the ground has been prepared for
further studies on this field.
Keywords: Wastewater, PPCP, antimicrobial agent, triclocarban, biodegradation