Bazı siyanobakteriyel türlerin ve pigmentlerinin biyolojik aktivitelerinin saptanması
Determination of the biological activities of some cynobacterial species and their pigments
Yazar: ONUR TÜRKCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜLTEN ÖKMEN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Cyanobacteria = Cyanobacteria ; Karotenoidler = Carotenoids

Özet:
Siyanobakteriler antimikrobiyal, antioksidan ve antimutajenik etkilere neden olduğu iddia edilen maddelerin önemli bir kaynağıdırlar. Siyanobakteriler antibiyotikler, algisid, sitotoksik, immun baskılayıcı ve enzim inhibe edici ajanlar gibi endüstriyel olarak önemli sekonder metabolitlerin bir çeşidini üreten prokaryotik organizmaların inanılmaz derecede eski grubudurlar.Mevcut çalışma siyanobakteriyel türlerin (Anabaena sp. GO2, GO10, Synechocystis GO8 and Gloeothece sp. GO9) antimikrobiyal aktivitesi, serbest radikal süpürme yeteneği ve antimutajenik aktivitesi ile ilgilidir. Antimikrobiyal aktivite disk difüzyon ve MİK (minimum inhibitör konsantrasyonu) ölçümlerine dayanmaktadır. Siyanobakteriyel türler metanol kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Siyanobakteriyel türlerin in vitro antimikrobiyal etkinlikleri Gram pozitif ve Gram negatif bakterilere karşı denenmiştir. Antimikrobiyal aktivite çalışmaları Escherichia coli ATCC 11229, Staphylococcus aureus RSKK 2392, Bacillus subtilis RSKK 245, Salmonella typhimurium RSKK 19, Enterococcus faecalis ATCC 8093, Listeria monocytogenes ATCC 7644, Yersinia enterocolitica NCTC 11174 ve Candida albicans RSKK 02029 gibi gıda patojenleri ile çalışılmıştır. Siyanobakteriyal türlerin tamamının metanol özütleri arasında en yüksek inhibitör aktivite sırası ile Listeria monocytogenes ATCC 7644 ve Escherichia coli ATCC 11229' da görülmüştür. Anabaena sp. GO2' nin metanol özütü diğer siyanobakteriyal türlere göre tüm gıda patojenlerine karşı maksimum inhibisyon göstermiştir. Maksimum inhibisyon zonu Anabaena sp. GO2' nin özütünde Listeria monocytogenes ATCC 7644'e karşı ve minimum inhibisyon zonu Anabaena sp. GO2 için Salmonella typhimurium RSKK 19' a karşı gözlenmiştir. Buna ilaveten, dört siyanobakteriyel özütlerin Candida albicans RSKK 02029 üzerinde antifungal aktiviteye sahip olduğu bulunmuştur. Bu çalışmanın sonuçları antimikrobiyal maddelerin üretimi için fazla potansiyele sahip organizmalar olduğunu göstermiştir.Çeşitli çalışmalar göstermiştir ki farklı potansiyal antioksidanları ve bunların antioksidan bileşenlerini kapsayan siyanobakteriler potensiyel antimutajenler veya antikarsinojenler olabilir. Bu çalışmanın amacı siyanobakteriyel türlerin metanol özütlerinin antioksidan aktivitelerini değerlendirmektir.Antioksidan aktivitelere ?,?-diphenyl-ß picrylhydrazyl (DPPH), ve 2,2'-azino-bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) dahil edilerek test edilmiştir.DPPH kullanılarak serbest radikal süpürme yeteneğinde Synechocystis sp. GO8' in maksimum antioksidan potansiyelini takiben Anabaena sp. GO10 göstermiştir. Oysa ki Anabaena sp. GO2 en az aktivite göstermiştir. Synechocystis sp. GO8' in antioksidan aktiviteleri en yüksek troloks eşdeğeri 0,99 mM olarak DPPH ile saptanmıştır. Oysa ki Synechocystis sp. GO8' in antioksidan aktiviteleri en yüksek troloks eşdeğeri 2,43 mM olarak ABTS ile saptanmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki diğer siyanobakteriyel türlerle karşılaştırıldığında Synechocystis sp. GO8 önemli antioksidan özelliğe sahiptir.Bu çalışmada, toplam biyokütle özütlerinin, toplam karotenoidlerin ve toplam fikobiliproteinlerin antimutajenik etkileri de araştırılmıştır. Bu araştırmanın amacı siyanobakteriyel özütlerin antimutajenitesini incelemektir. Metanol özütleri rat mikrozomal karaciğer enzimi (-S9) yokluğunda Ames testi ile sodyum azide karşı antimutajenik aktivitesi açısından taranmıştır. Ames test sisteminde mutant suşlar Salmonella typhimurium TA 98 ve TA 100 kullanılmaktadır. Her bir deneme eş zamanlı olarak üç kez gerçekleştirildi, inhibisyon yüzdesi [1-T/M] ×100 formulü kullanılarak belirlenmiştir. Anabaena sp. GO2 özütleri %73 sodyum azid inhibisyonu ile mutajenik ajanın azalmasında yüksek potansiyel göstermiştir. Bu çalışmada siyanobakteriyel özütler antimikrobiyal, antioksidan ve antimutajenik potansiyel göstermiştir. Bununla birlikte, siyanobakteriyel türlerin aktif bileşiklerinin daha fazla araştırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Cyanobacteria are an important source of substances which are claimed to induce antimicrobial, antioxidant and antimutagenic effects. Cyanobacteria are an incredibly old group of prokaryotic organisms that produce a variety of industrially important secondary metabolites such as antibiotic, algicide, cytotoxic, immunosuppressive and enzyme inhibiting agents.The present study deals with antimicrobial activity, free radical scavenging ability and antimutagenic activity of cyanobacterial species (Anabaena sp. GO2, GO10, Synechocystis GO8 and Gloeothece sp. GO9). Antimicrobial activity was based on the paper disc diffusion and MIC (minimum inhibitory concentration) assays. Cyanobacterial species were extracted by using methanol. The in vitro antimicrobial efficacy of the cyanobacterial strains was examined against Gram positive and Gram negative bacteria. The antimicrobial activity was studied against the food pathogens like Escherichia coli ATCC 11229, Staphylococcus aureus RSKK 2392, Bacillus subtilis RSKK 245, Salmonella typhimurium RSKK 19, Enterococcus faecalis ATCC 8093, Listeria monocytogenes ATCC 7644, Yersinia enterocolitica NCTC 11174 and Candida albicans RSKK 02029. Among these metanol extracts of all of cyanobacterial species showed high inhibitory activity against Listeria monocytogenes ATCC 7644 and Escherichia coli ATCC 11229 respectively. The metanol extract of Anabaena sp. GO2 showed maximum inhibition against all the food pathogens than other cyanobacterial strains. Maximum inhibition zone of 13 mm was observed in the extracts of Anabaena sp. GO2 against Listeria monocytogenes ATCC 7644 and the minimum inhibition zone of 7 mm was recorded for Anabaena sp. GO2 against Salmonella typhimurium RSKK 19. In addition, four cyanobacterial extracts were found to have antifungal activity on Candida albicans RSKK 02029. The results of this study revealed that these groups of organisms seem to be more potential for producing antimicrobial substances.Several studies have demonstrated that cyanobacteria contain various potential antioxidants and these antioxidant components may be potential antimutagens or anticarcinogens. The objective of this study was to evaluate the antioxidant activities of the metanol extracts of cyanobacterial strains.The antioxidant activities tested included ?,?-diphenyl-ß picrylhydrazyl (DPPH), and 2,2`-azino-bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid (ABTS).Free radical scavenging activity by using DPPH indicate the maximum antioxidant potential of Synechocystis sp. GO8 followed by Anabaena sp. GO10 whereas, Anabaena sp. GO2 showed least activity. Antioxidant activities of Synechocystis sp. GO8 was also found in the highest value of 0,99 mM trolox equivalent determined by DPPH. Whereas, antioxidant activities of Synechocystis sp. GO8 was also found in the highest value of 2,43 mM trolox equivalent determined by ABTS. The results showed that Synechocystis sp. GO8 posses significant antioxidant property when compared to other cyanobacterial species.In this study, the antimutagenic effects of total biomass extracts, total carotenoids and total phycobiliproteins have been investigated. The purpose of this research is to examine antimutagenicity of cyanobacterial extracts. Metanol extracts were screened for their antimutagenic activity against sodium azide by Ames test in absence of rat microsomal liver enzyme (-S9). In the Ames test system the mutant strains used are Salmonella typhimurium TA 98 and TA 100. Each assay was performed in triplicates simultaneously and the percentage of inhibition was determined using the formula [1-T/M] ×100. Anabaena sp. GO2 extracts with the inhibition of 73% sodium azide showed high potential in decreasing mutagenic agent. The cyanobacterial extracts showed antimicrobial, antioxidant and anti-mutagenic potential. However, the active compounds of cyanobacterial species need be further investigated.