Denizel türevli filamentöz fungus suşlarının ksilanaz üretim kapasitelerinin belirlenmesi
Determination of xylanase production capacities of marine-derived filamentous fungal strains
Yazar: MELİH NİYAZİ KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. ATAÇ UZEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Genel olarak, birçok endüstriyel enzim karasal organizmalardan elde edilmektedir. Bununla birlikte, dünya yüzeyinin %70'ini kaplayan okyanusların içerdiği tuzluluk, yüksek basınç, düşük sıcaklık ve özel ışık koşulları, denizel mikroorganizmalar ve karasal türlerinden üretilen enzimler arasında önemli farklılıklar oluşturmaktadır. Karasal çevre ile karşılaştırıldığında, denizel çevre denizel mikroorganizmalara eşsiz genetik yapı ve yaşama alanı sağlamaktadır. Bu yüzden, denizel koşullara adapte olmuş fungus örneklerinden biyoteknolojide kullanılabilecek enzimlerin elde edilmesi büyük önem taşımaktadır. 
Bu çalışmada, Ege ve Akdeniz Bölgesi'nden toplanan farklı sünger ve sediment örneklerinden izole edilmiş denizel türevli fungus izolatları ksilanaz enzimi üretme açısından taranmıştır. Toplamda 108 denizel türevli fungus izolattan 81 tanesinin (%75) tarama besiyerinde ksilanaz ürettiği belirlenmiştir. Tarama sonucunda en yüksek ksilanaz aktivitesine sahip olduğu belirlenen 4 izolatın (06SK019, 08SK014, 08ÇK001 ve 08SK016) ksilanaz üretimleri araştırılarak izolatların fermentasyon sonucu ürettikleri protein miktarı, enzim aktivitesi ve spesifik aktiviteleri hesaplanmış ve en iyi aktivite gösteren izolat Trichoderma pleuroticola 08ÇK001 olarak tespit edilmiştir. 08ÇK001 izolatı ile toplam hacim 1250 ml olacak şekilde fermentasyon yapılmış ve enzim amonyum sülfat çöktürmesi ve diyaliz ile kısmi enzim saflaştırılması gerçekleştirilmiştir. Diyaliz işleminden sonra ksilanaz enzimi 1195.5 U/mg spesifik aktivite ve %40.3 verim ile 2.3 kat saflaştırılmıştır. Enzimin optimum sıcaklığı 50°C, optimum pH'sı da 5.0 olarak belirlenmiştir. Enzim pH 5.0'de +4°C'de 1 saat boyunca aktivitesinin %53'ünü korurken, 50°'de 15 dakikalık inkübasyondan sonra aktivitesinin %18.1'ini koruyabilmiştir. K+, Ba+2 , Na+, β-merkaptoetanol, Triton X-100 ve toluen enzim aktivitesini arttırdığı, Fe+2, Ca+2, Co+2, Mn+2, PMFS, hekzan, etanol ve izoamilalkolün enzim aktivitesini azalttığı gözlemlenmiştir.  Bu çalışma ile denizel türevli Trichoderma pleuroticola 08ÇK001 izolatından ksilanaz enzimi ksımen saflaştırılarak karakterize edilmiş olup, optimum pH ve sıcaklık değerleri ile inhibitör ve metal iyonlarına karşı gösterdiği direnç nedeniyle enzimin gıda ve hayvan yem endüstrisinde kullanım potansiyeline sahip olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
In general, several industrial enzymes are derived from terrestrial organisms. However, Oceans, covering 70% of the earth surface, include salinity, high pressure, low temperature and special lighting conditions contribute to the differences between enzymes produced by marine microorganisms and homologous enzymes from terrestrial microorganisms. When compared with the terrestrial environment, marine environment gives marine microorganisms unique genetic structure and life habitats. Therefore, obtaining enzymes that can be used in biotechnology from fungal samples adapted to marine conditions is of a great importance. 
In this study, marine-derived fungal isolates from different sponges and sediments samples from the Aeagean and the Mediterranean Region were screened in terms of xylanase production. In total, it was determined that 81 (75%) out of 108 isolates exhibited xylanase activity in an agar plate assay.  As a result of screening, protein concentrations, enzyme activities and specific activities of four isolates showed the highest xylanase activity (06SK019, 08SK014, 08ÇK001 and 08SK016) were calculated and isolate with the highest xylanase activity was identified as Trichoderma pleuroticola 08ÇK001. Fermentation of 08ÇK001 was completed, with a working volume of 1250 ml, and partial purification of enzyme by ammonium sulphate precipitation was realized. Afer dialyses, xyalanse was purified 2.3-fold with a recovery of %40.3 and its specific activity was up to 1195.5 U/mg. Optimum temperature and pH values of enzyme were determined as 50°C and 5.0, respectively. Enzyme showed stability at pH 5.0 and 4°C temperature by retaining %53 of initial activity after an hour incubation, and it was retained its activity %18.1 at the end of 15 minutes. It was found that the activity of enzyme was stimulated by K+, Ba2+, Na+, β-mercaptoethanol, Triton X-100 and toluene, but was inhibited Fe2+, Ca2+, Co2+, Mn2+, PMFS, hexane, ethanol and isoamyl alcohol. In this study, xylanase from marine-derived fungus isolate Trichoderma pleuroticola 08ÇK001 was partially purified and characterized, because of its optimal pH and temperature values as well as its resistance to inhibitors and metal ions tested, it is thought that enzyme has a potantial for being used in food and animal feed indusrty.