Mimetik antimikrobiyal peptitlerin geliştirilmesi ve etkileşimlerinin incelenmesi
Development of mimetic antimicrobial peptides and investigation of its effects
Yazar: BAYRAM AKKUŞ
Danışman: PROF. DR. ARZU ERSÖZ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Antimikrobiyal peptit (AMP) sınıfından olan ve amfifilik bir lipopeptit olan surfaktinin mikrobiyal hücre zarını hedef alarak, delik gelişimine ve hücre çökmesine neden olduğu bilinmektedir. Özellikle Bacillus subtilis kaynaklarından surfaktinin fermentasyon ve saflaştırılması kritik önem taşıyan adımlardandır. Ayrıca bu biyosentez süreci sonrasında, biyokimyasal sentez ile mimetik surfaktin eldesi de yeni endüstriyel kullanım sahaları açısından büyük önem kazanmıştır. Bu amaçla, çalışmanın ilk aşamasında karnitini ligand olarak barındıran metal-şelat yapısına surfaktinin lipofilik uçlarını tanılayan molekül baskılanmış polimerler (MIP) sentezlenerek, kriyojel kolona gömüldüğü bir akış sistemi geliştirilmiş ve ardından biyo-ekstratlardan halkasal surfaktinin ayrımı ve saflaştırılması incelenmiştir. Bu tamamı tarafımızdan geliştirilen yeni ayırma malzemelerinin karakterizasyonlarının yanı sıra adsorpsiyon-desorpsiyon işlemleri de ortaya konulmuştur.
Çalışmanın ikinci aşamasında, saflaştırılan halkasal surfaktinden yola çıkılarak lineer surfaktin (L-surfaktin) elde edilmiştir. Bunun için gerekli lipaz tabanlı kriyojenik kolon sistemi de ilk defa bu çalışmada üretilerek L-surfaktin ve D-sorbitol-L-surfaktin ile F127 pluronik-L-surfaktin mimetik AMP yapılarının biyokimyasal akış kolonunda sentezlenmesinde kullanılmış ve karakterizasyon işlemleriyle de desteklenmiştir.
Çalışmanın üçüncü aşamasında ise üretilen halkasal ve lineer surfaktin tabanlı mimetik yapıların bijel (BJ) üretiminde ve hidroksiapatit (HAp) sentezinde kullanılabilirliği ortaya konularak elde edilen bulgular karakterizasyonla desteklenmiştir.
Son olarak tez kapsamında sentezlenen surfaktin yapılarından yola çıkılarak hazırlanan mimetik AMP yapılarının antimikrobiyal etkileri incelenmiş ve tartışılmıştır.

Abstract:
It is known that surfactin, which is an amphiphilic ring lipopeptide from the antimicrobial peptide (AMP) class, causes hole development and cell collapse by targeting the microbial cell membrane. Fermentation and purification of surfactin especially from Bacillus subtilis sources are critically important spets. In addition, after this biosynthesis process, the production of mimetic surfactin by biochemical synthesis the first stage of the study, a flow system was developed by synthesizing molecular imprinted polymers (MIP) that identify the lipophilic ends of surfactin to the metal-chelate structure containing carnitine as a ligand and embedded in the cryogel column, and then the separation and purification of ring surfactin from bio-extracts was investigated. In addition to the characterizations of these new separation materials, all developed by us, adsorption-desorption processes are also presented.
In the second stage of the study, linear surfactin (L-surfactin) was obtained from the purified ring surfactin. The lipase-based cryogenic column system required for this was also produced for the first time in this study, and was used for the synthesis of L-surfactin and D-sorbitol-L-surfactin and F127 pluronic-L-surfactin mimetic AMP structures in a biochemical flow column and supported by characterization processes.
In the third stage of the study, the usability of the produced circular and linear surfactin-based mimetic structures in bigel production and hydroxyapatite (HAp) synthesis was revealed and the findings obtained were supported by characterization.
Finally, the antimicrobial effects of mimetic AMP structures prepared from the surfactin structures synthesized within the scope of the thesis were examined and discussed.