Kokültür koşullarının basitrasin üretimine etkisi
Effects of coculture conditions on bacitracin production
Yazar: KEREM BORA
Danışman: PROF. DR. FAZİLET VARDAR SUKAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Bacillus licheniformis = Bacillus licheniformis ; Basitrasin = Bacitracin

Özet:
Gelişen fermentasyon teknolojisi son zamanlarda mikrobiyal kokültür üretimleri üzerine yapılan araştırmalara ivme kazandırmıştır. Literatüre göre, canlıların genetik yeteneklerinin doğal olarak bir arada kullanıldığı, düşük maliyetli, daha az kontaminasyon riski taşıyan, ayrıca ucuz ama karışık ve/veya kompleks besiyerlerinin değerlendirilmesine olanak veren bu teknolojinin yakın gelecekte büyük önem kazanacağı düşünülmektedir.Bu tezin amacı, Bacillus licheniformis NRRL B-1001 suşunun saf kültür fermentasyonlarında gözlenen basitrasin üretiminin kokültür fermentasyonları ile geliştirilme potansiyelinin araştırılmasıdır. Kokültür koşullarının basitrasin üretimine etkisinin incelenmesi amacıyla, basitrasin üreten B. licheniformis NRRL B-1001 suşu Gram pozitif ve Gram negatif bakteriler, farklı genuslardan seçilmiş mayalar ve küfler ile farklı sıcaklık ve üretim ortamlarında eşleştirilmiştir.M20 sentetik üretim ortamında, 30 oC sıcaklıkta erlenlerde gerçekleştirilen Bacillus licheniformis NRRL B-1001 ve Pichia anamola NRRL Y-366 kokültüründe basitrasin üretiminin saf kültür fermentasyonuna kıyasla %59 oranında arttığı gözlenmiştir. Yine sentetik ortamda 30 oC ve 37 oC sıcaklıklarda B. licheniformis NRRL B-1001 suşunun Aspergillus niger EGE K-497, Kluyveromyces marxianus NRRL Y-1109, Candida diddensiae NRRL Y-7589, Micrococcus luteus ATCC 9341 ve ticari ekmek mayasından izole edilen Saccharomyces cerevisiae izolatıyla eşleştirilmesiyle gerçekleştirilen ikili kültürlerde basitrasin üretiminde saf kültür fermentasyonlarına kıyasla %20'ye varan artışlar kaydedilmiş, ancak bu artışların Bacillus licheniformis NRRL B-1001 ile eşleştirilen türlerin yaşamsal aktivitelerinden kaynaklanmadığı, basitrasin üretimini kimyasal içerikleri ile etkiledikleri ispatlanmıştır.Kompleks ortamda 37 oC sıcaklıkta erlenlerde gerçekleştirilen bazı kokültür deneylerinde de basitrasin üretiminde saf kültür fermentasyonlarına oranla artış kaydedilmiştir. Ancak kompleks ortamda kokültür koşullarının basitrasin üretimine katkısının sentetik ortamda elde edilen sonuçlara kıyasla daha sınırlı olduğu görülmüştür.Kokültür koşullarının Bacillus licheniformis NRRL B-1001 suşunun basitrasin üretim mekanizmasını doğrudan etkilemediği, kaydedilen artışların fermentasyon ortamının fiziksel ve kimyasal koşullarındaki değişimlerden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Advances in fermentation technology have triggered research on microbial coculture productions in recent studies. Coculture technology, where the genetic abilities of different species are naturally combined, is reported to be a low cost process, more resistant to contamination. It allows mixed and/or complex substrate utilization, thus may become an important methodology for fermentation industry.The objective of this thesis is to investigate coculture fermentations with respect to their potentials of increasing bacitracin production by Bacillus licheniformis NRRL 1001. For this purpose, bacitracin producing B. licheniformis NRRL B-1001 strain was coupled with Gram positive and Gram negative bacteria, yeasts and molds selected from various genera and cultivated at different temperatures and in different production media.Production of bacitracin by the coculture of Bacillus licheniformis NRRL B-1001 and Pichia anamola NRRL Y-366 in erlenmeyer flasks containing M20 synthetic production medium at 30 oC gave 59% higher yield compared to the pure culture fermentations. At temperatures of 30 oC and 37 oC, dual cultures of B. licheniformis NRRL B-1001 with Aspergillus niger EGE K-497, Kluyveromyces marxianus NRRL Y-1109, Candida diddensiae NRRL Y-7589, Micrococcus luteus ATCC 9341 and Saccharomyces cerevisiae isolated from commercial bakers yeast resulted in higher yields (up to 20%) than the pure culture fermentations. However, it was proved that the increases were due to the chemical content of these microorganisms, rather than their biological activities.Some coculture fermentations performed in erlenmeyer flasks, containing complex media at 37 oC, also yielded higher bacitracin concentrations, but the increase was more conservative compared to the values obtained in M20 medium.It was concluded that the coculture conditions did not directly affect the bacitracin synthesis mechanism of Bacillus licheniformis NRRL B-1001, and the increases obtained were due to the change in the physical and chemical properties of the fermentation medium.