Farklı ekosistem aktinobakteri izolatlarında yeni biyoaktif sekonder metabolitlerin araştırılması ve karakterizasyonu
Exploration and characterization of new bioactive secondary metabolites in actinobacterial isolates from different ecosystems
Yazar: NESLİHAN AKARSU
Danışman: DOÇ. DR. ASLIHAN KURT KIZILDOĞAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Ekstrem koşullarda yaşayabilen aktinobakteriler farklı biyoaktif sekonder bileşikleri sentezleyebilmektedirler. Bu çalışmada, daha önce izole edilmiş Karadeniz dip sedimenti (Streptomyces klenkii S2704, Streptomyces ovatisporus S4702, Micromonospora yasonensis DS3186 ve Micromonospora profundi DS3010) ve Türkmenistan-Karakum Çölü (Micromonospora sp. KC721, KC708, KC207, KC723 ve Plantactinospora sp. KC601 ve KC705) suşlar PKSI/PKSII/NRPS gen bölgelerine özgü primerler kullanılarak PCR ile taranmıştır. Elde edilen nükleotid dizilerinin biyoinformatik analizleri yapılarak literatürdeki diğer dizilere benzerlik yüzdeleri belirlenmiştir. Suşlara ait N-Z-Amine kültürlerinin altı farklı (etil asetat, kloroform, dietil eter, benzen, n-butanol ve hekzan) çözücü ile özütlenmesinin ardından, özütlerin antimikrobiyal aktiviteleri agar disk difüzyon yöntemiyle belirlenmiştir. En iyi antimikrobiyal aktivite, S. ovatisporus S4702 etil asetat özütünde görülmüştür. S. ovatisporus S4702 etil asetat özütünün sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle Minimal İnhibitör Konsantrasyon (MIC) değerleri belirlenmiş, NMR ve LC-MS/MS analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu özütün B. subtilis ATCC 6633, E. faecalis ATCC 29212, S. aureus ATCC 25923 ve  M. luteus ATCC 9341 suşlarında yüksek ve orta seviyeli duyarlılığa neden olan MIC değerleri sırasıyla 8,  85, 53.3 ve 32 µg/mL bulunmuştur. Flash Kolon Kromatografisiyle saflaştırılan özütten dört bileşen (madde1, madde2, madde3 ve karışım) elde edilmiştir. Bu bileşenlerle yapılan MIC deneyleri herbirinin farklı seviyelerde antimikrobiyal aktiviteye sahip biyoaktif bileşikler içerdiklerini doğrulamaktadır. 1H NMR-13C NMR analizleri sonucunda, maddelerde yoğun aromatik ve alifatik gruplar tespit edilmiştir. NMR verileri, safsızlıklar nedeniyle yapılarının net olarak belirlenmesinin henüz mümkün olmadığını göstermektedir. Ancak, söz konusu maddelerin safsızlıklarının giderilmeyle, Gram-pozitif bakterilere karşı güçlü antimikrobiyal aktivite gösteren ve ekstrem koşullarda sentezlenen özgün bir mikrobiyal metabolit tanımlanmış olabilecektir.

Aralık 2018, 155 sayfa
Anahtar Kelimeler: Aktinobakteri, Sekonder metabolit, NRPS/PKSI/PKSII gen bölgeleri, Özütleme, 	Antimikrobiyal aktivite, NMR, LC-MS/MS

Abstract:
Actinobacteria that can survive under extreme conditions can synthesize different bioactive secondary compounds. In this study, previously isolated Black Sea bottom sediment (Streptomyces klenkii S2704, Streptomyces ovatisporus S4702, Micromonospora yasonensis DS3186, Micromonospora profundi DS3010) and Karakum Desert (Turkmenistan) (Micromonospora sp. KC721, KC708, KC207 and KC723, Plantactinospora sp. KC601 and KC705) strains were screened by PCR using primers specific for PKSI/PKSII/NRPS gene clusters. Bioinformatics analyzes of deduced nucleotide sequences were performed and the percent similarity to other sequences in the literature were determined. After extracting N-Z-amine cultures of the strains with six different (ethyl acetate, chloroform, diethyl ether, benzene, n-butanol and hexane) solvent, antimicrobial activities of the extracts were determined by agar disc diffusion method. The best antimicrobial activity was observed in S. ovatisporus S4702 ethyl acetate extracts. Minimal Inhibitor Concentration (MIC) values of S. ovatisporus S4702 ethyl acetate extract were determined by broth microdilution method, and NMR and LC-MS/MS analyzes were performed. The MIC values of this extract against Bacillus subtilis ATCC6633, Enterococcus faecalis ATCC29212, Staphylococcus aureus ATCC25923 and Micrococcus luteus ATCC9341 strains were found to be 8, 85, 53.3 and 32 µg/mL, respectively. The extract purified by Flash Column Chromatography yielded four components (substance1, substance2, substance3 and mixture). The MIC assays of these components confirmed that each contains bioactive compounds with different levels of antimicrobial activity. 1H NMR-13C NMR analysis showed dense aromatic and aliphatic groups in the substances. According to NMR data, it is not yet possible to clearly determine the substances' structure due to impurities. With the elimination of the impurities, a unique microbial metabolite synthesized in extreme environments and with strong antimicrobial activity against Gram-positive bacteria, might be identified.

December 2018, 155 pages
Key Words: Actinobacteria, Secondary metabolite, NRPS/PKSI/PKSII gene region, Extraction, Antimicrobial activity, NMR, LC-MS/MS