Süne (Eurygaster spp.) zararı görmüş buğdaylardaki proteaz enzimini inaktive eden doğal proteaz inhibitörlerinin tespit edilmesi
The Determination of the natural protease inhibitors that inactive protease enzyme in bug (Eurygaster spp.) damaged wheats
Yazar: BURCU OLANCA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DİLEK SİVRİ ; PROF. DR. HAMİT KÖKSEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Baklagiller = Leguminosae ; Buğday = Wheat ; Elektroforez = Electrophoresis ; Peptid hidrolazlar = Peptide hydrolases ; Süne = Shield bug ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Süne-kımıl {Eurygaster spp., Aelia spp.J Türkiye' nin de dahil olduğu buğday yetiştiricisi çeşitli ülkelerde önemli verim ve kalite kaybına neden olmaktadır. Bu çalışmada, süne proteazının doğal inhibitörleri araştırılmıştır. Süne proteaz enzim grubunun belirlenmesi için çeşitli sentetik proteaz inhibitörleri kullanılmıştır. Proteaz aktivitesinin pefabloc-SC ve EDTA-Na2 ile inhibisyonu, süne proteaz(lar)ının serin ve metallo proteaz gruplarına ait olduğunu göstermiştir. Bileşimlerinde yüksek miktarda serin proteaz inhibitörleri bulunması nedeniyle yemeklik ve yemlik baklagiller, inhibitor kaynağı olarak tercih edilmiştir. Bu bitkilerden hazırlanan ham ekstraktların, süne proteazı üzerine inhibisyon etkileri, sodyum dodesil sülfat poliakrilamid jel elektroforez (SDS-PAGE) ile incelenmiş ve sonuçlar üç adet bitki ekstraktının (BE1, BE2 ve BE3), süne proteaz aktivitesi üzerine inhibisyon etkiye sahip olduklarını göstermiştir. En yüksek inhibisyon aktivitesi, BE1' de tespit edilmiştir. BE1' in inhibisyon etkisi, farklı oranlarda (10:1; 5:1 ve 2:1, un:BE1), süne zararı görmüş dört farklı buğday çeşidinde araştırılmıştır. Modifiye sedimentasyon testi ve Kjeldahl protein analizi ile belirlendiği gibi buğday çeşitlerinin süne zararı ve protein içerikleri yaklaşık aynı seviyededir. Süne zararı görmüş unlarda, BE1' in glütenin ve gliadin proteinlerinin hidrolizasyonu üzerine inhibisyon etkisi sırasıyla SDS-PAGE ve asit poliakrilamid jel elektroforez (A-PAGE) yöntemleri ile incelenmiştir. Elektroforegramlar SynGene-Version 3.02 software kullanılarak densitometre ile kantitatif olarak analiz edilmiştir. Süne enzimi etkisi ile glütenin bantlarının pik hacimlerinde meydana gelen azalmalar, relatif süne proteaz aktivitesi olarak alınmıştır. SDS-PAGE sonuçları, orta (5:1) ve yüksek (2:1) oranlarda BE1 ilavesi ile süne zararı görmüş buğday çeşitlerinde glütenin proteinlerinin hidrolizinin, önemli derecede inhibe olduğunu göstermiştir. Bitki ekstraktının bu etkisinin buğday çeşitleri ve glütenin alt birimleri arasında da farklılık gösterdiği belirlenmiştir. - ' M "-S 1~ ıA-PAGE sonuçları, süne proteazının gliadin proteinleri üzerine etkisinin, gluteninlerden daha düşük olduğunu göstermiştir. Süne proteazının gliadin proteinleri üzerine hidrolizasyon etkisinde, çeşitler arasında farklılık olduğu da gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Buğday, süne, Eurygasterspp., süne proteazı, serin proteaz, elektroforez, proteaz inhibitörleri, baklagiller.

Abstract:
Wheat bug {Eurygaster spp., Aelia spp.j causes major yield and quality losses in several wheat-growing countries including Turkey. In this study natural inhibitors of wheat bug protease were investigated. In order to determine the bug protease enzyme group, several synthetic protease inhibitors were used. The protease activity was inhibited by pefabloc-SC and EDTA-Na2, suggesting that bug protease(s) belongs to serin and metallo protease groups. Food and feed legumes were preferred for the source of inhibitors due to their high serin protease inhibitor contents in their compositions. The inhibition effects of the crude extracts prepared from the plants on the bug protease were tested by Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE) and the results were showed that three plant extracts (BE1, BE2 and BE3) had inhibition effects on the bug protease activity. The highest inhibition activitiy was detected in BE1. The inhibition effect of the BE1 was investigated in four different bug damaged wheat cultivars (two of hard red and two of hard white wheat cultivars) at different addition levels (10:1; 5:1 and 2:1, flour: BE1). The levels of damage and protein contents of the wheat cultivars were approximately at the same levels as revealed by modified sedimentation test and Kjeldahl protein assay. In bug damaged wheat samples, the inhibition effects of BE1 on the hydrolyzation of glütenin and gliadin proteins were examined by SDS-PAGE and Asit Poliacrylamid Gel Electrophoresis (A-PAGE) methods, respectively. The electrophoregrams were analyzed quantitatively by densidometry using the software SynGene-Version 3.02. The decreases in pik volumes of glütenin bands by the effect of bug enzyme were presented as relative bug protease activity. SDS-PAGE results showed that the hydrolyzation of glütenin proteins in bug damaged wheat cultivars was inhibited significantly by using BE1 at medium (5:1) and high (2:1) addition levels. It was also determined that the inhibition effect of BE1 indicated differences among the wheat cultivars and glütenin subunits. A-PAGE results showed that bug protease had much lower effect than glütenin IIIproteins on gliadin proteins. Intercultivar differences were also observed in hydrolyzing effects of bug protease on gliadin proteins. Keywords: Wheat, wheat bug, Eurygaster spp., wheat-bug protease, serin protease, electrophoresis, protease inhibitors, legumes.