Lactococcus lactis subsp. lactis BLL27 suşunda farklı stres koşullarının nisin üretimi üzerine etkisi
Effects of nisin production in lactococcus Lactis subsp. lactis BLL27 strain under different stress conditions
Yazar: BURCU ÇAĞLA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Lactococcus = Lactococcus ; Nisin = Nisin ; Stres = Stress

Özet:
Bu çalışmada, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü kültür koleksiyonundan sağlanan iki adet L. lactis subsp. lactis suşunun nisin üretim karakteristikleri laboratuvar koşullarında gıda fermentasyonu benzeri stres ortamları (pH, sıcaklık, ozmotik basınç, safra tuzu) oluşturularak incelendi. Stres koşullarına bağlı olarak meydana gelen nisin üretimleri asit, safra tuzu, düşük sıcaklık, yüksek sıcaklık, ozmotik stres uygulanan S102 suşunda logaritmik fazdaki hücrelerde sırasıyla 296, 216, 203, 147 ve 1502 IU/ml olarak belirlendi. Durağan fazda ise asit, safra tuzu, düşük sıcaklık, yüksek sıcaklık, ozmotik stres uygulamaları sonucu sırasıyla 444, 108, 294, 147 ve 1277 IU/ml olarak belirlendi. BLL27 suşunda aynı stres uygulamarı için üssel fazda sırasıyla 660, 222, 202, 362, 908 IU/ml, durağan fazda ozmotik stres uygulamasında 752 IU/ml nisin üretimi belirlendi. İki suşta da baz stresine maruz bırakılan hücrelerde nisin üretimi belirlenemedi. Stres uygulamaları sonucunda suşların plazmid profillerine bakıldığında BLL27 suşunda safra tuzu stresinde 25.0, 19.9 ve 14.3, ozmotik streste 25.0, 19.9, 14.0, 8.7, 1.4, yüksek sıcaklıkta 25.0, 19.9, 18.2, baz stresinde 25.0, 19.9, 18.2, 16.2, 14.0, 3.7 kb plazmidler kaybedilirken, asit stresinde 2.6 ve 1.4 kb plazmidler dışında kalan tüm plazmidlerin stabilitelerini kaybettiği, düşük sıcaklık uygulamasında ise plazmid kaybı olmadığı belirlendi. S102 suşunda safra tuzu stresinde 18.9, 17.4, 13.4, ozmotik streste 16.2, 15.6, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8, baz stresinde 18.9, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8, asit stresinde 14.3, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8 kb plazmidlerin stabilitelerini kaybettiği, düşük ve yüksek sıcaklık uygulamalarında ise plazmid kaybının olmadığı saptandı. SDS-PAGE analizleri sonucunda, BLL27 suşunda pH 3.5 asit stresi uygulamasının ardından 28.7 kDa büyüklükteki protein belirlenemezken 64.6 ve 53.8 kDa büyüklükte iki yeni protein tanımlandı. pH 11.8 baz stresinde suşun hücre duvarı protein içeriğinde yalnızca 39.8 kDa büyükülüğündeki major protein stabilitesini koruyabildiği belirlendi. Ozmotik stres koşulunda 18.1 kDa büyüklükte ilave bir protein tespit edildi. 5ºC'de 7.6 kDa büyüklükte bir proteinin ilave olduğu 45ºC'de ise 28.7 kDa protein dışındaki tüm proteinlerin kaybolduğu, 20.7 kDa büyüklükte yeni bir protein üretildiği belirlendi. % 0.2 safra tuzu stresinde 45ºC'de tanımlanan hücre duvarı protein içeriğinin tamamen aynısı tespit edildi.

Abstract:
In this study, nisin production characteristics of two L. lactis subsp. lactis strains, obtained from the culture collection of Ankara University, Faculty of Science, Deparment of Biology, were analyzed under the laboratory condition by exposing to stresses like food fermantation medium, e.g. pH, temperature, osmotic pressure, ox bile. Nisin production of pH, ox-bile, low teperature, high temperature and osmotic pressure stresses applied S102 cells which were in logarithmic pahse, were determined as 296, 216, 203, 147 and 1502 IU/ml respectively. In the stationary phase, nisin production of the S102 cells under the same stress conditions were determined as 444, 108, 294, 147 and 1277 IU/ml respectively. Same stress conditions were applied to BLL27 strain and obtained results have been given as follows: In the exponential phase nisin production of the BLL27 cells were determined as 660, 222, 202, 362, and 908 IU/ml respectively, in the stationary phase, nisin production of BLL27 cells under the osmotic pressure stress was determined as 752 IU/ml. Cells of both strain which were exposed to base stress did not produce nisin. Plasmid profile anaylsis of the strains were made after the stress applications. Plasmid profile analysis of the BLL27 strain showed that 25.0, 19.9 and 14.3 kb plasmids under the ox-bile stress, 25.0, 19.9, 14.0, 8.7, 1.4 kb plasmids under the osmotic pressure stress, 25.0, 19.9, 18.2 kb plasmids under the high temprature, 25.0, 19.9, 18.2, 16.2, 14.0, 3.7 kb plasmids under the base stress were lost. Under the acid stress all of the plasmids except 2.6 and 1.4 kb lost their stability. No plasmid loss occured under the low temperature stress. Plasmid profile analysis of S102 strain showed that 18.9, 17.4, 13.4 kb plasmids under the ox-bile stress, 16.2, 15.6, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8 kb plasmids under the osmotic pressure stress, 18.9, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8 kb plasmids under the base stress and 14.3, 13.4, 7.9, 3.8, 2.8 kb plasmids under the acid stress lost their stability. It was determined that low and high temprature stresses did not caused to plasmid loss. Results of SDS-PAGE analysis on BLL27 strain showed that the protein size of 28.7 kDa couldn?t be defined but two new proteins size of 64.6 and 53.8 kDa have been defined after the 3.5 pH acid stress application. It was determined that only a protein size of 39.8 kDa in the cell wall protein content of the BLL27 strain exposed to 11.8 pH base stress could keep its stability. Another protein size of 18.1 kDa was detected under the osmotic pressure stress. At 5ºC, a protein size of 7.6 kDa was detected and at 45ºC, all the proteins except the 28.7 kDa were lost but it was determined that a new protein size of 20.7 kDa was produced. Completely same of the cell wall content defined at 45ºC was seen under the % 0.2 ox-bile stress.