Çeşitli bitki ekstraklarının Pseudomonas aeruginosa'da çevreyi algılama sistemi üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of effects of various plant extracts on quorum sensing system in Pseudomonas aeruginosa
Yazar: EYLEM YURT GÖZE
Danışman: DOÇ. DR. GÜLGÜN TINAZA
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Patojen bakteriler konağı enfekte etmek ve hastalık oluşturmak için bir seri virülens faktörü üretirler. Birçok farklı Gram pozitif ve Gram negatif patojenin, virülens faktörlerinin üretimini koordine etmek için küçük, difüze olabilen N-açil homoserin lakton (AHL) türevi sinyal molekülleri üretmek suretiyle birbirleriyle haberleştikleri bilinmektedir. Çevreyi algılama (quorum sensing QS) olarak adlandırılan bu olayın biyolüminesans, antibiyotik biyosentezi, konjugasyon, virülens faktörlerinin üretimi ve biyofilm oluşumu gibi çeşitli fizyolojik işlemlerin regülasyonunda kullanıldığı keşfedilmiştir. Günümüzde biyoteknolojik çalışmalar, AHL antagonistlerinin geliştirilmesine odaklanmıştır. Tıpta bu tip moleküllerin kullanımı, hücreler arası haberleşmenin bloke edilerek virülensin azaltılması ve dolayısıyla enfeksiyonların kontrolüne fırsat verecek yeni bir tedavi yaklaşımı olarak düşünülmektedir.Gram negatif bakterilerde çevreyi algılama sistemini bloke ettiği bilinen, kırmızı bir deniz alginden (Delisea pulchra) izole edilen halojenlenmiş furanonlardır. Furanonların bu özelliklerinin keşfi, yüksek yapılı bitkilerin de çevreyi algılama sistemini bloke edebileceği olasılığını gündeme getirmiştir. Furanonlardan başka birkaç karasal bitkinin daha bakterilerin çevreyi algılama sistemini inhibe ettiği bildirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, Türkiye'de (Alanya ve Isparta bölgesinde) yetişen ve tıbbi öneme sahip 13 aromatik bitki toplanarak, farklı bakteri türlerinde QS'le düzenlenen davranışları inhibe edip etmediği araştırıldı. Çeşitli çözücüler kullanılarak elde edilen 39 bitki ekstraktının, C. violaceum CV026 ve Beechams ESS indikatör suşları kullanılarak, 10 bitkinin AHL sinyal molekülü üretimi üzerine bir etkisinin olmadığı, 3 bitkinin (kekik bitkisinin kloroform ve etil asetat ekstraktı, lavanta bitkisinin kloroform ekstraktı, adaçayı bitkisinin etanol esktraktı) AHL üretimi üzerine etkisinin olduğu saptandı. Bu bitki ekstraktlarının çok önemli bir insan patojeni olan P. aeruginosa'da las ve rhI sistemlernin etkisinde olan elastaz aktivitesi, kayma, ramnolipid üretimi ve proteaz aktivitesi gibi davranışları engelleyebildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
To infect a host and cause disease bacteria produce an array of virulence determinants that contribute to pathogenesis. It is now known that many different Gram positive and Gram negative pathojens communicate via production of small, diffusible N- acyl homoserine lactone (AHL) derivetive signalling molecules, to coordinate virulence determinant production. This event is quorum sensing. A variety of physiological process is a range of bacterial species is regulated by quorum sensing. Examples include bioluminescence, antibiotic biosynthesis, conjugation, the production of virulence determinants and biofilm differentiation in animal and plant pathojens. Biotechnological research is now focused on the development of AHL antagonists. In medicine, usage of such molecules represents a novel therapeutic approach offering the opportunity to attenuate virulence, and thus infection, by blocking cell-to-cell coomunication. To date, the only known anti-quorum sensing compounds are halogenated furonones isolated from the red alga Delisea pulchra. The discovery of these effects of furonones raised the possibility that higher plants might also bloke quorum sensing systems of bacteria. Besides furonones, a few terrestrial plants have also been shown to have anti-quorum sensing activity. In this work, for their ability to inhibit QS-regulated behaviors in different bacterial specises we tested 13 terrestrial plants which have medical and aromatic importance and which are grown in Turkey, (Alanya and Isparta region). Plant materials were dried and 39 plant extracts extracted using different solvents It is found that 10 plant have no influence on the production of AHL signal molecule by using C. violaceum CV026 and Beechams ESS indicator strain. Chloroform extract and Etyl asetat of extract of Thymus sp , Chloroform extract of Lavandula sp, Ethenol extract of Salvia sp, and are found that 3 plant have influence on the production of AHL signal molecule. It is proved that elastase activity which is under the influence of the systems of las and rhl in P. aeruginosa that is so important a human pathogen of these plant extracts ,in other words, that is regulated by QS, elastase activity, swarming, production of rhamnolipid and protease activity and such these attitudes can be blocked by these exracts.