Scolecobasidium musae fungusdan melanin üretiminin optimizasyonu ve UV koruyucu film üretimi
Optimization of melanin production from Scolecobasidium musae fungus and production of UV protective film
Yazar: FATMA MERYEM BOZHÜYÜK
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ÖZDAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Fermentasyon = Fermentation ; Mantarlar = Fungi ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasında Scolecobasidium musae'den melanin pigmentinin üretimi, optimizasyonu, saflaştırılması, karakterizasyonu, pigment sentez yolunun belirlenmesi, antimikrobiyal ve antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi, kimyasal yapısının aydınlatılması ve anti-UV koruyucu film üretimi ve filmin yapısının belirlenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Melanin üreten fungusun moleküler analizi yapılmıştır. Melanin üretimi için farklı fiziksel ve kimyasal ortamlarda optimum koşullar belirlenmiştir. Saflaştırılan melanin pigmentinin kimyasal yapısının aydınlatılması için FTIR, XRD, NMR, elemental analizleri yapılmıştır. Melaninin antioksidan, antimikrobiyal ve polimer film olarak UV koruyucu özelliği araştırılmıştır.
Bulgular: İzole edilen ve çalışmada kullanılan MO-7 izolatının 18S rRNA gen analizi ile tür teşhisi yapılarak S. musae (GenBank Erişim No: OP437997.1) olduğu belirlenmiştir. En yüksek melanin pigment üretim ortamı 30 ℃, pH 7, %1,5 glikoz, %1 kazein ve 100 mg/L Cu ilavesiyle 18 günlük inkübasyon süresi sonunda (980 mg/L) elde edilmiştir. Saflaştırılan melaninin spektrofotometrik analizinde en yüksek absorbans 220 nm'de ölçülmüştür. Üretilen melanin organik çözücülerde iyi çözünmezken alkali çözücülerde iyi çözünmüştür. Saflaştırılan melaninin antioksidan ve antibakteriyal özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Kimyasal karekterizasyonu sonucu S. musae melanininin türü piyomelanin olabileceği öne sürülmüştür. Üretilen PVA/gliserol melanin katkılı filmin kimyasal karekterizasyon analizleri ile filmin yapısı ortaya konulmuş ve filmin UV koruyucu özellikte olduğu belirlenmiştir.
Sonuç: Bu tez çalışmasında, ilk kez S. musae fungusundan melanin üretimi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Bu melaninin antioksidan, antibakteriyal özelliklerinin yanısıra UV koruyucu özelliklerinden dolayı birçok alanda kullanılabilme potansiyeli ortaya çıkarılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Scolecobasidium musae, melanin, fungus, optimizasyon, karakterizasyon, antioksidan, antimikrobiyal aktivitesi, UV koruyucu film

Abstract:
Purpose: In this thesis, it was aimed to produce, optimize, purify, characterize the melanin pigment from Scolecobasidium musae, determine the pigment synthesis pathway, determine its antimicrobial and antioxidant activities, elucidate its chemical structure, and to produce anti-UV protective film and determine the structure of the film.
Method: Molecular analysis of melanin producing fungus was performed. Optimum conditions for melanin production were determined in different physical and chemical environments. FTIR, XRD, NMR, elemental analyzes were performed to elucidate the chemical structure of the purified melanin pigment. The UV protective property of melanin as an antioxidant, antimicrobial and polymer film has been investigated.
Results: The MO-7 isolate, which was isolated and used in the study, was identified as S. musae (GenBank Accession Number: OP437997.1) by identifying the species by 18S rRNA gene analysis. The highest melanin pigment production medium was obtained after an 18-day incubation period (980 mg/L) at 30 °C, pH 7, 1.5% glucose, 1% casein, and 100 mg/L Cu addition. In the spectrophotometric analysis of the purified melanin, the highest absorbance was measured at 220 nm. While the produced melanin is not soluble in organic solvents, it dissolves well in alkaline solvents. It has been determined that the purified melanin has antioxidant and antibacterial properties. As a result of the chemical characterization of melanin, it has been suggested that the type of melanin in S. musae may be pyomelanin. The structure of the film was revealed by the chemical characterization analyzes of the produced PVA/glycerol melanin added film and it was determined that the film had UV protective properties.
Conclusion: In this thesis, the production and characterization of melanin from the fungus S. musae was performed for the first time. The potential of this melanin to be used in many areas has been revealed due to its antioxidant and antibacterial properties as well as its UV protective properties.

Keywords: Scolecobasidium musae, melanin, fungus, optimization, characterization, antioxidant, antimicrobial activity, UV protective film