Çinko ağır metalinin Scenedesmus Ellıpsoıdeus Chodat alginin gelişimi ve antioksidan enzimlerin aktivitesi üzerine etkisi
Effects of zınc to the growth and antıoxıdant enzyme actıvıty of Scenedesmus Ellıpsoideus Chodat
Yazar: HEDİYE ELİF KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. TUĞBA ONGUN SEVİNDİK ; YRD. DOÇ. DR. ALİ DOĞRU
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Botanik = Botany ; Fizyoloji = Physiology

Özet:
Bu çalışmada, Scenedesmus elipsoideus algi üzerinde farklı çinko
(Zn) konsantrasyonlarının (0, 1, 2, 4, 6 ve 8 μg mL-1
) etkisi, bazı büyüme ve fizyolojik
parametreleri ölçülerek araştırılmıştır. Bu amaçla, biyokütledeki ve klorofil a
içeriğindeki değişimler 7 gün boyunca günlük olarak ölçülmüştür. Deney süresi
boyunca 750 nm'de ölçülen biyokütle değerleri, herbir Zn konsantrasyonunda zamana
bağlı olarak düzenli artış göstermiştir. Bununla birlikte, Zn konsantrasyonu arttıkça
muhtemelen S. ellipsoideus alginin hücre bölünme mekanizmasında görülen hasar
sonucu biyokütle değerlerinde azalma görülmüştür. Benzer şekilde, Zn
konsantrasyonu arttıkça klorofil a içeriği azalmıştır. 7 gün boyunca düzensiz
değişimler gösteren bu parametre S. elipsoideus alginin, fotosentetik pigment
metabolizması üzerinde Zn metalinin şiddetli etkisine işaret etmektedir. Zn toksisitesi
altında S. elipsoideus alginin metabolik savunma yanıtlarının etkinliği, bazı
antioksidan enzimlerdeki değişimlerin belirlenmesi yoluyla incelenmiştir. Buna göre
toplam süperoksit dismutaz (SOD), mangan süperoksit dismutaz (MnSOD), demir
süperoksit dismutaz (FeSOD), aktiviteleri 4 μg mL-1 Zn ya kadar artmış ve daha sonra
azalmıştır. Bu sonuçlar, 4 μg mL-1 Zn konsantrasyonundan yüksek konsantrasyonların
MnSOD ve FeSOD gibi SOD izozimlerini inhibe ettiğini ve S. ellipsoideus
hücrelerinde süperoksit birikimi ile sonuçlandığını göstermektedir. SOD aktivitesine
uygun olarak toplam askorbat peroksidaz (APOD), aktivitesi 2 μg mL-1 Zn
konsantrasyonundan yüksek konsantrasyonlarda hafifçe artmış ve 8 μg mL-1 Zn
konsantrasyonunda azalmıştır. Bu sonuç, yüksek Zn konsantrasyonlarının S.
ellipsoideus hücrelerinde hidrojen peroksit birikimine yol açtığını açıkça
göstermektedir. Bununla birlikte, uygulanan tüm Zn konsantrasyonlarında glutatyon
redüktaz (GR) aktivitesi önemli değişiklikler göstermemiştir.
Sonuç olarak, daha yüksek Zn konsantrasyonlarının S. ellipsoideus hücrelerinde
süperoksit radikal ve hidrojen peroksit birikimi ile sonuçlandığı sonucuna varılabilir.
Ayrıca, bu zararlı bileşiklerin klorofil a moleküllerinde fotooksidasyonu sağladığı ve
büyüme oranını azalttığı söylenebilir. Son olarak, Zn toksisitesi altında sabit GR
aktivitesinin belirttiği üzere indirgenmiş glutatyon birikiminin olmaması, antioksidan
savunma sisteminin düşük etkinliğinden sorumlu olabilir.

Abstract:
In this study, the effect of different (Zn) zinc concentrations (0, 1, 2, 4, 6 and 8 µg mL-
1
) on Scenedesmus ellipsoideus was investigated through some growth and
physiological parameters. For this purposes, changes in the biomass accumulation and
chlorophyll a content were measured daily during the experiment (7 days). Our results
showed that biomass accumulation, measured at 750 nm, represents a progressive
increase in a time dependent manner at each Zn concentration during the experiment.
Increased Zn concentrations, however, resulted in the decreased biomass values
probably due to an impairment in cell division mechanism in S. ellipsoideus. Similarly,
chlorophyll a content was decreased as the Zn concentration increased while this
parameter showed irregular changes during 7 days, which may indicate a severe effect
of Zn on photosynthetic pigment metabolism in S. ellipsoideus. The efficiency of
metabolic defence responses of S. ellipsoideus under Zn toxicity was evaluated by the
changes in some antioxidant enzymes. Accordingly, total superoxide dismutase
(SOD), manganese superoxide dismutase (MnSOD), iron superoxide dismutase
(FeSOD), activities increased up to 4 µg mL-1 Zn and then decreased. These results
may show that Zn concentrations higher than 4 µg mL-1 inhibited SOD izozymes such
as MnSOD and FeSOD and resulted in superoxide accumulation in S. ellipsoideus
cells. In accordance to SOD activity, total ascorbate peroxidase (APX), activity
increased slightly at Zn concentration higher than 2 µg mL-1 and decreased at 8 µg mL-
1 Zn concentration. This result clearly indicated that higher Zn concentrations led to
hydrogen peroxide accumulation in S. ellipsoideus cells. Glutathione reductase, (GR)
activity, however, did not show significant changes at all applied Zn concentrations.
As a result, it may be concluded that higher Zn concentrations result in superoxide
radical and hydrogen peroxide accumulation in S. ellipsoideus cells. Further, these
harmful compounds may lead to photooxidaiton in chlorophyll a molecules and
decrease growth rate. Finally, the absence of reduced glutathione accumulation, as
indicated by constant GR activity under Zn toxicity, may be responsible for the lower
efficiency of antioxidant defence system.