Bazı bakteri türlerinin bor toleranslarının, SDS-PAGE profillerinin belirlenmesi ve bursa-kestelek bor maden yatakları ve çevresinden bor toleransı yüksek bakterilerin izolasyonu
Some bacterial species boron tolerance, SDS-PAGE profiles and bursa-kestelek from boron mineral deposits and the isolation of bacteria with high tolerance
Yazar: RAMAZAN KARAKAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BEKİR ÇÖL
Muğla Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology
Dizin: Bakteriler = Bacteria ; Bor = Boron ; Protein analizleri = Protein analysis ; Tolerans = Tolerance

Özet:
Ülkemiz, dünya Bor rezervlerinin % 72'sine sahiptir ve her geçen gün Bor'un önemi gittikçe artmaktadır. Bor elementi bir yarı metal olup, maden, kimya, tarım, ilaç sektörü dâhil birçok alanda kullanılmaktadır. Bunların yanında, göreceli olarak az çalışma yapılmış olmasına rağmen, Bor'un biyolojik olarak da çok öneme sahip olduğu görülmektedir. Bor'un faydalı özelliklerinin yanında belli bir eşik seviyesinin üzerinde zararlı olma durumu da söz konusudur. Bor'un biyolojik öneminin detaylı olarak anlaşılması için yeni moleküler biyoloji yaklaşımları ve model organizmalar kullanılmalıdır. Bu açıdan bakteriler, birçok nedenden dolayı ideal adaylardır. Bor'un bakterilerle olan ilişkisi konusunda yapılan çalışmalar göreceli olarak yetersizdir. Bu yüzden, bu tez çalışmasında, öncelikle türleri bilinen çeşitli bakterilerin Bor toleransları belirlenmiştir. Test edilen 37 farklı mikroorganizma türünde, Borik asit toleransları büyük çoğunlukla 25 mM- 75 mM arasında değişiklik göstermiştir. Sadece iki bakteride tolerans değeri 100 mM borik asit olarak tespit edilmiştir. Bu değer üzerinde hiçbir mikroorganizma üreme göstermemiştir. Dolayısıyla bakteri dünyasında Bor tolerans eşik değeri 100 mM borik asit olarak önerilmiştir. Ayrıca, Bor etkisinin anlaşılabilmesi için, seçilen bakterilerin (n = 18) farklı Bor konsantrasyonarında geliştirilmesinden elde edilen hücrelerden, protein ekstraktları elde edilmiş ve bunlar üzerinde 1D SDS-PAGE analizleri gerçekleştirilmiştir. Bazı durumlarda Bor konsantrasyonuna bağlı ortaya çıkan protein bandları gözlemlenmiştir. Borun sıvı besi yerinde bakteri üremesi üzerine etkisini göstermek amacıyla, 22 farklı türün büyüme eğrileri belirlenmiştir. Ayrıca, Bor toleransı yüksek bakteri izolatları elde edebilmek amacıyla, Bursa Kestelek'te bulunan Bor madeni ve çevresinden, Bor'ca zengin toprak örnekleri toplanmış ve Bor'a tolerans gösteren bakteriler izole edilmiştir. Bu izolatların Bor tolerans değerleri 150-300 mM borik asit arasında değişmektedir. Seçilen Bor toleransı yüksek 10 adet izolatın, 16SrRNA gen dizisi belirlenerek, Pseudomonas, Bacillus, Zhihengliuella ve Exiguobacterium genuslarına ait türler açığa çıkarılmıştır. Bor toleransı yüksek çıkan bazı izolatların, artan Bor konsantrasyonuna bağlı olarak, sıvı besi yerinde büyüme eğrileri belirlenmiş ve bu ortamda da Bor tolerans seviyelerinin yüksek olduğu gösterilmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada, hem türü bilinen bakteriler üzerinde Bor tolerans ve protein profil belirleme deneyleri yapılmış, hem de Bor toleransı yüksek olan yeni bakteri izolatları elde edilmiştir. Bu çalışma, Bor-bakteri ilişkisinin anlaşılabilmesi adına önemli bir boşluğu doldurarak, gelecekteki çalışmalarda kullanılacak veriler üretmiştir.Anahtar Kelimeler: Bor, Bakteri, İzolasyon, Tolerans, Protein profil

Abstract:
Our country shares 72% of the world Boron reserves and the significance of this element (Boron) has increased with each passing day. Boron is a semi-metal that is used in numerous areas including mining, chemistry, agriculture and pharmacology. In addition, despite the lack of sufficient studies, it is seen that Boron is also important in biology. Besides its beneficial effects, this element is harmful when present above a threshold level. In order to understand the biological importance of Boron in detail, modern molecular biology approaches and model organisms should be employed. The bacteria, in that regard, are the ideal candidates. The scope and number of the studies addressing the Boron-bacteria relationship are relatively insufficient. Thus, in this thesis, firstly the boron tolerances of known bacteria species were determined. Among the 37 different microorganism species tested, Boric acid tolerances have been mostly found within the range of 25 mM- 75 mM. Only for the two of the bacteria, was the tolerance detected to be 100 mM. No microorganisms were able to grow above this level. Consequently, the value of 100 mM boric acid is presented here as the threshold level for Boron tolerance in the bacteria world. Also, in order to elucidate the Boron effect further, the protein extracts were prepared from the cell pellets obtained from the selected bacteria (n = 18) grown with varying concentrations of Boron and SDS-PAGE analyzes were performed. Protein bands were observed in some cases as a function of Boron concentration. To show the effect of Boron on the growth of bacteria in liquid medium, the growth curves of 22 different species were determined. Also, with the goal of obtaining bacteria with high Boron tolerance, the soil samples containing relatively higher levels of boron were collected and from which Boron tolerant bacteria were isolated. The Boron tolerance levels of the bacteria isolates were within the range of 150-300 mM boric acid. 16SrRNA gene sequences of the 10 Boron tolerant isolates selected were determined and the species belonging to Pseudomonas, Bacillus, Zhihengliuella and Exiguobacterium genus were revealed. The growth curves of some of the isolates with higher levels of tolerance were determined in liquid culture as a function of increasing Boron concentration and it was shown as well that Boron tolerance levels are high in such conditions. As a result of this study, the experiments dealing with the determination of Boron tolerance of known bacteria species and the analysis of protein profiles were conducted in addition to obtaining highly Boron tolerant novel bacteria isolates. This study, in conclusion, provides much needed information that will likely fill an important gap in the field in order to be able to understand the boron-bacteria relationship and can certainly be used in future studies.Key Words: Boron, Bacteria, Isolation, Tolerance, Protein profile