Ligilactobacillus salivarius KC27L ve Limosilactobacillus reuteri KC21L bakterilerinde farklı ortam koşullarının ekzopolisakkarit (EPS) üretiminden sorumlu genlerin ekspresyon düzeylerine etkisinin belirlenmesi
Determination of eps production in different physical conditions by Ligilactobacillus salivarius KC27L and Limosilactobacillus reuteri KC21L bacteria
Yazar: AYŞEGÜL AYBÜKE BAYBURT
Danışman: PROF. DR. ZEHRANUR YÜKSEKDAĞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada, ekzopolisakkarit (EPS) üretim yeteneğine sahip olan Ligilactobacillus salivarius KC27L (175±4 mg/mL) ve Limosilactobacillus reuteri KC21L (151±1 mg/L) suşlarında, farklı fiziksel parametrelerin (karbon kaynağı, azot kaynağı, besiyeri pH'ı, inkübasyon süresi ve sıcaklığı ve %CO₂ miktarı) EPS üretiminine etkisi belirlenmiştir. L. salivarius KC27L suşunda en yüksek EPS üretimi pH 4,5'te MRS besi ortamında (357±8 mg/L) tespit edilirken, L. reuteri KC21L suşunda sükroz içeren besi ortamında (419±18 mg/L) belirlenmiştir. Bakterilerin en iyi EPS üretimi gösterdiği kombine besi ortamında (L. salivarius KC27L için; %2 sükroz, %2 beef ekstract, 18 saat ve 35°C'de inkübasyon, pH 4,5, L. reuteri KC21L için; %2 sükroz, %2 pepton, 18 saat ve 35°C'de inkübasyon, pH 4,5) ise L. salivarius KC27L suşu 464±12 mg/L, L. reuteri KC21L suşu ise 433±3 mg/L EPS ürettiği tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca laktik asit bakterilerinde (LAB) EPS biyosentezinde görev yapan ve yüksek oranda korunduğu araştırmalarla desteklenen genlerin (glukoziltransferaz, epsA, epsC, epsD, flippaz ve L. salivarius KC27L için; oligosakkarit flippaz, L. reuteri KC21L için sugar transferaz) ekspresyon düzeyleri araştırılmıştır. Normal besi ortamında geliştirilen (MRS-kontrol) bakterilerdeki EPS biyosentezinde görev yapan genlerin ekspresyon düzeyleri ile en yüksek EPS üretimi tespit edilen koşullardan oluşan kombine besi ortamda geliştirilen bakterilerin gen ekspresyon düzeyleri karşılaştırılmıştır. Melt curve analizi ile güvenilirliği doğrulanan RT-PCR sonuçlarına göre L. salivarius KC27L bakterisinde epsC ve oligosakkarit geninin ekspresyon düzeyinde artış gözlenirken, glikoziltransferaz, epsA, epsD ve flippaz geninin ekspresyonunda azalış gözlemlenmiştir. L. reuteri bakterisinde ise, glikoziltransferaz, epsA, epsC, epsD, flippaz ve oligosakkarit flippaz genlerinin ekspresyon seviyelerinde düşüş tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effect of different physical parameters (carbon source, nitrogen source, medium pH, incubation time and temperature, and %CO₂ concentration) on EPS production was determined in Ligilactobacillus salivarius KC27L (175±4 mg/mL) and Limosilactobacillus reuteri KC21L (151±1 mg/L) strains, which have the ability to produce exopolysaccharide (EPS). The highest EPS production was detected in MRS medium (357±8 mg/L) at pH 4.5 for the L. salivarius KC27L strain, while it was determined in the sucrose-containing medium (419±18 mg/L) for the L. reuteri KC21L strain. In the combined medium where the bacteria showed the best EPS production (for L. salivarius KC27L: 2% sucrose, 2% beef extract, incubation at 35°C for 18 hours, pH 4.5; for L. reuteri KC21L: 2% sucrose, 2% peptone, incubation at 35°C for 18 hours, pH 4.5), the L. salivarius KC27L strain produced 464±12 mg/L EPS, while the L. reuteri KC21L strain produced 433±3 mg/L EPS. The study also investigated the expression levels of genes involved in EPS biosynthesis in lactic acid bacteria (LAB) and highly conserved in the literature (glucosyltransferase, epsA, epsC, epsD, flippase and for L. salivarius KC27L; oligosaccharide flippase, for L. reuteri KC21L; sugar transferase). The expression levels of genes involved in EPS biosynthesis in bacteria grown in a normal medium (MRS-control) were compared with those of bacteria grown in a combined medium consisting of the conditions where the highest EPS production was detected. According to the RT-PCR results, the expression levels of the epsC and oligosaccharide genes were found to be increased in L. salivarius KC27L, while the expression of the glucosyltransferase, epsA, epsD, and flippase genes was observed to be decreased, as confirmed by melt curve analysis. In L. reuteri, a decrease in the expression levels of the glucosyltransferase, epsA, epsC, epsD, flippase, and oligosaccharide flippase genes was detected.