Bradyporus sp. (Orthoptera, Insecta) kitin ve kitosan film üretimi ve insan hücre hattı (HEK293) üzerine sitotoksisitesinin araştırılması
Bradyporus sp. (Orthoptera, Insecta) chitin and chitosan film production and investigation of their cytotoxicity on human cell line (HEK293)
Yazar: RAJAA UMRAN MOSA AL-RUBAYE
Danışman: PROF. DR. MURAT KAYA
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Moleküler Biyoloji  Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Kitin, N-asetil-D-glukozamin bileşenlerinden (poli (β-(1->4)-N-asetil-D-glukozamin)) oluşan bir polisakkarittir, dünyada en çok bulunan ikinci biyopolimerdir. Bu önemli biyopolimerin doğada esas olarak omurgasızlar, eklembacaklılar, böcekler, algler, mantarlar ve ökaryotik mayalarda bulunduğu bildirilmektedir. Doğada en yaygın kitin kaynakları kabuklu deniz ürünleri ve suda yaşayan omurgasızlar olarak belirtilmektedir. Kitinin deasetillenmiş türevleri kitosandır. Bu çalışmada, kitin ve kitosan Bradyporus sp.'den izole edildi. (Orthoptera, Insecta). Elde edilen kitosan 3 boyutlu film yapısı FTIR, TGA, XRD, SEM, elementel analizlerle bozulmadan karakterize edildi. Kitosanın sitotoksik etkilerini belirlemek için MTT testi yapıldı. Optimum ve aşırı doz aralıklarında uygulanan kitosan, HEK293 hücrelerine 24, 48 ve 72 saat süreyle uygulandı. Kitosan FTIR spektrumları 4000 ile 400 cm-1 frekans aralığında karakteristik bantlar göstermiştir. TGA/DTG analizinden kitosanın DTGmax değeri 297,5 °C olarak belirlendi. XRD analizinde iki maksimum pik elde edildi (2θ=10.9, 2θ=19.6). SEM analizi sonrasında yüksek büyütme gücünde gözenekli ve mikrofibriler yapı gözlendi. Element analizinde kükürt tespit edilmezken ~%41,10 karbon, ~%7,46 nitrojen ve ~%6,67 hidrojen tespit edildi. MTT sitotoksisite testinde kitosan'ın IC50 dozu 24. saatte 1427 µM, 48. saatte 808.9 µM ve 72. saatte 611.6 µM olarak belirlendi. Kitosan yapısıyla karakterize edilen bu tombul çekirge türü, çeşitli teknolojik ve endüstriyel amaçlar için potansiyel bir kitin ve kitosan kaynağı olarak kullanılabilir.

Abstract:
Chitin, a polysaccharide composed of N-acetyl-D-glucosamine components (poly (β-(1->4)-N-acetyl-D-glucoseamine)), is the second most abundant biopolymer in the world. It is reported that this important biopolymer is found in nature mainly in invertebrates, arthropods, insects, algae, fungi and eukaryotic yeasts. Although the most common sources of chitin in nature are indicated as shellfish and aquatic invertebrates. The deacetylated derivatives of chitin are chitosan. In this study, Chitin and chitosan were isolated from Bradyporus sp. (Orthoptera, Insecta). The obtained chitosan 3D film structure was characterized by FTIR, TGA, XRD, SEM, elemental analysis without deteriorating. MTT test was performed to determine the cytotoxic effects of chitosan. Chitosan administered at optimal and overdose intervals was applied to HEK293 cells for 24, 48 and 72 hours. Chitosan FTIR spectra showed characteristic bands in the frequency range between 4000 and 400 cm-1. DTGmax value of chitosan was determined as 297.5 °C from TGA/DTG analysis. Two maximum peaks were obtained in XRD analysis (2θ=10.9, 2θ=19.6). After SEM analysis, porous and microfibrillar structure was observed at high magnification power. While no sulfur was detected in elemental analysis, ~41.10% carbon, ~7.46% nitrogen and ~6.67% hydrogen were detected. In the MTT cytotoxicity test, the IC50 dose of chitosan was 1427 µM at 24 hours, 808.9 µM at 48 hours, and 611.6 µM at 72 hours. Characterized by their chitosan structure, this plump grasshopper species can be used as a potential source of chitin and chitosan for various technological and industrial purposes.