Çevreyi algılama (Quorum sensing) inhibitörü olarak tasarlanan moleküllerin etkileri üzerine çalışmalar
Studies on effects of novel quorum sensing inhibitory molecules
Yazar: EBRU ÖNEM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEYHAN ULUSOY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Benzimidazoller = Benzimidazoles ; Patojenite = Pathogenicity ; Pseudomonas aeruginosa = Pseudomonas aeruginosa

Özet:
Hücre-hücre iletişim ile popülasyon yoğunluğuna bağlı iletişim mekanizması çevreyi algılama sistemi olarak adlandırılmakta ve pek çok bakteri cinsinde görülmektedir. Bakteriler arasındaki bu iletişimin temeli, bakterilerin bulundukları ortama otouyarıcı (AI) sinyal molekülü olarak adlandırılan bir takım maddeleri sentezlemeleri ve sentezlenen bu maddelerin yoğunluğu ile ortamdaki popülasyon yoğunluklarını algılayabilmeleri ve bunun neticesinde de sinyal moleküllerinin özel genlerin ekspresyonun da rol oynamasına dayanmaktadır. Bakteriler bu şekliyle yüzlerce davranış sergilemekte fakat bunlar içerisinde en önemli olanı enfeksiyon hastalıkların kaynağı olan virülens faktörlerinin bu sistem aracılığı ile sentezidir.
Bakterilerde çok fazla sinyal molekülü tanımlanmış olup Gram negatif bakterilerde yaygın olarak açil homoserin lakton sinyal molekülü adı verilen moleküller görülmektedir. Fırsatçı bir patojen olan P. aeruginosa?da çevreyi algılama sistemini, virülens faktörleri üretmek, biyofilm oluşumunu sağlamak, kayma hareketi yapmak gibi hastalıkların patogenezinde önemli rolü olan olayların düzenlenmesinde kullanır. Çevreyi algılama sistemini virülens faktörlerinin regülâsyonundan sorumlu olmasının keşfinden sonra bu sistemin inhibisyonu sağlanarak bakterilerle mücadelede yeni tedavi stratejileri olarak düşünülebilnektedir.
Bu amaçla çevreyi algılama siteminde önemli rolü olan açil homoserin lakton moleküllerinin analogları sistemin inhibisyonu üzerine denenmektedir. Bu çalışmada çevreyi algılama sistemi inhibitör adayı olarak tasarlanıp sentezlenen benzimidazol türevi moleküllerin (U65, U77, U92) virülens faktörleri piyosiyanin, elastaz, proteaz üretimi, kayma hareketi üzerine etkisi ile biyofilm oluşumu üzerine inhibitör etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla çalışma kapsamına P. aeruginosa PA01 ve farklı vücut dokularından izole edilen dokuz adet klinik izolat dahil edilmiştir. Çevreyi algılama sistemi inhibitör aday olarak tasarlanan moleküllerin inhibitör etkileri biyomonitör suş olan QSIS1 ve C. violaceum 026, C. violaceum VIR07 suşları kullanılarak tespit edilmiştir. İnhibitör etkileri tespit edilen moleküllerin virülens faktörleri kayma hareketi ve biyofilm oluşumu üzerine inhibitör etkileri araştırılmış ve sonuçta çevreyi algılama sistemi inhibitör adayı olarak sentezlenen benzimidazol türevi moleküllerin (U65, U77, U92) virülens faktörleri üzerinde önemli inhbitör etkilerinin olduğu görülmüştür. Özellikle P. aeruginosa PA01 suşunda biyofilm ve kayma hareketi üzerine % 56- % 74 arasında değişen inhibisyon oranları gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Çevreyi Algılama, N-Açil homoserin lakton, Pseudomonas aeruginosa, virülens faktörleri.

Abstract:
Density-dependent cell-cell communication, or quorum sensing (QS), has been demonstrated in numerous species of bacteria. And bacteria communicate with each other within their vicinity using chemical signalling molecules which are known as autoinducers (AI). Quorum sensing relies on these autoinducers to control gene expression in response to changes in bacterial cell density. Several signalling molecules have been identified and the most common type in most Gram negative bacteria are the N-acylhomoserine lactones (AHLs). Quorum sensing signal molecules are also emerging as multifunctional molecules that influence life, significantly the outcome of host pathogen interactions. In the opportunistic pathogen Pseuodomonas aeruginosa also use quorum sensing systems. In Pseuodomonas aeruginosa quorum sensing systems plays a very important role in the regulation of biofilm formation, virulence factors, conjugation and swarming mobility. The discovery of quorum sensing systems regulating bacterial virulence has afforded a novel opportunity to control infections without interfering with growth. 
In this purposes new AHL analogs synthesis and investigated for inhibition of quorum sensing. In this study we investigated inhibitor effect of several novel benzimidazole molecules named U65, U77 and U92 on some virulence factors elastase, pyocyanin, protease, swarming motility and biofilm formation in P. aeruginosa PA01 and 9 clinical P. aeruginosa isolates. U65, U77 and U92 screened for anti-quorum sensing activity using a biomonitor strain, QSIS1(Quorum Sensing Selector Strain 1)  and Chromobacterium violaceum CV026, Chromobacterium violaceum VIR07. All of them showed anti-QS activity and the inhibitory effect of U65, U77 and U92 on production of elastase, protease, pyocyanin, swarming motility and biofilm formation has been observed. Conclusion novel benzimidazole molecules inhibited especially swarming motility and biofilm formation on P. aeruginosa PA01 strain between % 56- %74.
Keywords: Quorum sensing, N-acyl-homoserine lactone, Pseudomonas aeruginosa, virulence factors.