Yeni aktinobakteri türlerinin aktivite yönlendirmeliizolasyon çalışmaları
Activity-directed isolation studies of new actinobacteriaspecies
Yazar: SERVET KAYA
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM DEMİRTAŞ
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Ekstrem koşullarda yaşayabilen aktinobakteriler farklı biyoaktif sekonder metabolitleri üretebilmektedir. Bu çalışmada Türkmenistan-Karakum Çölü'nden alınan bir toprak örneğinden izole edilen Nonomuraea aridisoli KC333T suşu modifiye ISP2 (GYM) besiyerinde sentezlenerek metanol özütünün izolasyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen ham ekstraktın ve fraksiyonların antimikrobiyal aktivite testi EUCAST disk difüzyon yöntemi kullanılarak yapıldı. Nonomuraea aridisoli KC333T suşunun ham metanol ekstraktı, patojen Salmonella enterica ATCC 13311, Bacillus subtilis ATCC 6633, Listeria monocytogenes NCTC 5348, Klebsiella pneumoniae ATCC 700603, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212 suşlarına karşı antimikrobiyal aktivite göstermiştir. Kolon kromatografisi ile ayrılan fraksiyonlardan herbirinin farklı seviyelerde antimikrobiyal aktivite göstermesi ana ekstraktın birbirinden farklı biyoaktif bileşikler içerdiklerini doğrulamaktadır. Yapılan sitotoksik aktivite testleri sonucu Nonomuraea aridisoli KC333T suşunun ham ekstraktının özellikle prostat ve akciğer kanser hücre hatlarında oldukça etkili olduğu ve meme kanseri (MDA-MB-231), insan kolon kanseri (Caco-2) ve embriyonik böbrek (HEK293) hücre hatlarına karşı da sitotoksik aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Fakat elde edilen fraksiyonların sitotoksik etki göstermemesi ham özütte bulunan değişik sekonder metabolitlerin sinerjistik etkiyle sitotoksik aktivite gösterdiğini düşündürmektedir. Yapılan antioksidan aktivite testleri sonucunda Nonomuraea sp. KC333T ekstraktının DPPH süpürme aktivitesine sahip olup indirgeyici güç potansiyelinin yüksek olduğu görülmüştür. Bileşiklerin yapıları NMR, FTIR, UV, HPLC, GC-MS ve HPLC-MS/MS teknikleri ile belirlendi. GC-MS/MS analizi sonucunda 2-Methylbutyric acid, α-Ketobutyric acid, Benzeneacetic acid, β-Citronellol ve Propylene glycol M1aFr1 ve S1 kodlu her iki fraksiyonda da bulunurken, Ribitol, Galactinol ve Testosterone sadece M1aFr1'de, Pyranone ve D-Allose ise sadece S1'de belirlendi. Yapılan orbitrap LC-MS analizi sonucunda S1 fraksiyonunda Lopinavir, Dibutyl phthalate, N-Acetyl-D-sphingosine, Hypoglycin A, [6]-Gingerol, Pestalotin ve Valpromide bulundu.

Abstract:
In extreme conditions, actinobacteria capable of surviving produce various bioactive secondary metabolites. In this study, the strain Nonomuraea aridisoli KC333T isolated from a soil sample from the Turkmenistan-Karakum Desert was cultured in modified ISP2 (GYM) medium, and the isolation of the methanol extract was performed. The antimicrobial activity of the obtained crude extract and fractions was tested using the EUCAST disk diffusion method. The crude methanol extract of Nonomuraea aridisoli KC333T strain exhibited antimicrobial activity against pathogenic strains such as Salmonella enterica ATCC 13311, Bacillus subtilis ATCC 6633, Listeria monocytogenes NCTC 5348, Klebsiella pneumoniae ATCC 700603, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 25923, and Enterococcus faecalis ATCC 29212. Chromatographic separation of the fractions confirmed that each fraction had different levels of antimicrobial activity, indicating the presence of distinct bioactive compounds in the main extract. Cytotoxicity tests revealed that the crude extract of Nonomuraea aridisoli KC333T strain was particularly effective against prostate and lung cancer cell lines, as well as showing cytotoxic activity against breast cancer (MDA-MB-231), human colon cancer (Caco-2), and embryonic kidney (HEK293) cell lines. However, the lack of cytotoxic effects in the obtained fractions suggests that the diverse secondary metabolites present in the crude extract may exhibit cytotoxic activity through synergistic effects. Antioxidant activity tests showed that the Nonomuraea sp. KC333T extract possessed DPPH scavenging activity and high reducing power potential. The structures of the compounds were determined using NMR, FTIR, UV, HPLC, GC-MS, and HPLC-MS/MS techniques. GC-MS/MS analysis revealed the presence of 2-Methylbutyric acid, α-Ketobutyric acid, Benzeneacetic acid, β-Citronellol, and Propylene glycol in both fractions labeled M1aFr1 and S1, while Ribitol, Galactinol, and Testosterone were found only in M1aFr1, and Pyranone and D-Allose were detected only in S1. Orbitrap LC-MS analysis identified Lopinavir, Dibutyl phthalate, N-Acetyl-D-sphingosine, Hypoglycin A, [6]-Gingerol, Pestalotin, and Valpromide in the S1 fraction.