Denizel funguslardan biyoaktif metabolit üretimi
Bioactive metabolite production from marine fungi
Yazar: ŞABAN ORÇUN KALKAN
Danışman: DOÇ. DR. ATAÇ UZEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Genel olarak, sekonder metabolitler büyük oranda keşfedilmemiş olsa da bugün piyasada bulunan farmasötik bileşiklerin %40'dan fazlasının kaynağı bilinmektedir. Mikroorganizmalara gelince (ekstremofiller dahil), izolasyon ve kültivasyon metotlarındaki sınırlamalardan dolayı var olduğu düşünülen milyon mikroorganizma türünün sadece %2'si tanımlanabilmiştir. Artan hastane enfeksiyonları ve mikroorganizmaların hızla antibiyotik dirençliliği kazanmasından dolayı, daha etkili ve yeni antibiyotiklere ihtiyaç duyulmaktadır. Dünya yüzeyinin %70'ini kaplayan okyanuslar, biyoçeşitliliğinin büyük bir kısmını içermesine rağmen, sahip olduğu mikrobiyal çeşitliliğin büyük bir kısmı henüz keşfedilmemiştir. Denizel ortamlardaki ekstrem basınç, tuzluluk ve sıcaklık gibi koşullardan dolayı, karasal türlerinden farklı olarak, bu çevrelerde yaşamaya adapte olmuş canlılar, bilinen metabolitlerden farklı veya daha etkili biyoaktif metabolit üretme yeteneğindedir. Bu yüzden, denizel çevrelerden izole edilecek fungus örneklerinin biyoaktif metabolitleri önem kazanmaktadır.Bu çalışmada, çeşitli yöntemler kullanılarak Ege ve Akdeniz Bölgesi'nden toplanan farklı sünger ve sediment örneklerinden denizel türevli fungus izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Toplamda 118 denizel türevli fungus izolatı elde edilmiştir. Çalışma kapsamında izole edilen bütün izolatların biyoaktiviteleri, antibiyotik dirençli 5 test organizmasına karşı (E. coli O157H7: streptomisin, sülfisoksazol, ve tetrasiklin dirençli; S. aureus RSKK 95047: metisillin dirençli; E. faecium DSM 13590: vankomisin dirençli; C. albicans DSM 5817; P. aureginosa ATCC 27853) disk difüzyon metodu kullanılarak saptanmıştır. 118 izolattan 15'inin (%12,71) en az bir test organizmasına karşı aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Bu araştırmada ayrıca, yüksek aktivite gösteren 3 izolatın (06ÇK003, 08SK002 ve 08SK015) büyük çaplı fermentasyonu tamamlanmış ve izolatların tanısı, fenotipik karakteristikleri ve 5.8S-ITS bölgeleri ya da 18S rDNA bölgelerinin PCR amplifikasyonuyla genus ve tür seviyesinde gerçekleştirilmiştir. Fenotipik ve genotipik tanımlama çalışmaları sonucunda, 06ÇK003 kodlu izolat Aspergillus flavus türü olarak tanımlanmış ve diğer iki izolatın tür düzeyinde tanımlama çalışmaları devam etmektedir. Bununla birlikte, 06ÇK003 kodlu izolattan biyoaktivite temelli metabolit izolasyonu çalışmaları sonucunda antimikrobiyal aktivite gösteren 2 adet molekül elde edilmiştir. Literatür araştırmaları sonucunda, bu 2 molekülün, 2008 yılında Lin ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada tanımlanmış olduğu saptanmıştır. Ancak, bizim çalışmamız bu moleküllerin antimikrobiyal aktiviteleri üzerine bilinen ilk çalışmadır.

Abstract:
In general, even though secondary metabolites largely unexplored, sources of more than 40% of pharmaceutical compounds is known. When it comes to microorganisms (including extremophiles), only about 2% of thought to be million species of microorganisms identified due to technical limitations of current isolation and cultivation methods. Therefore, there is no doubt that discovery and development of drugs in microbiological field still have huge potential. Due to increasing hospital infections and microorganisms are rapidly gaining antibiotic resistance, more effective and novel antibiotics are needed. Although oceans covering 70% of the earth surface includes a large part of biodiversity, majority of microbial diversity in oceans have not yet discovered. Because of the conditions such as extreme pressure, salinity, temperature in marine environments, unlike terrestrial species, organisms have adapted to live in these environments capable of producing bioactive compounds different or more effective than known metabolites. Hence, bioactive metabolites obtained from fungal species to be isolated from marine environments have gain in importance.In this study, we performed fungus isolation from different sponges and sediment samples obtained from the Aegean and the Mediterranean Region using a variety of methods. In total, 118 marine-derived fungus isolates were isolated. Within the scope of the study, bioactivities of the all of isolated marine-derived fungus were determined by using disc diffusion method against five antibiotic-resistance test organisms (E. coli O157H7: streptomycin-, sulfisoxazole- and tetracycline-resistant; S. aureus RSKK 95047: methicillin-resistant; E. faecalis DSM 13590: vancomycin-resistant; C. albicans DSM 5817; P. aeruginosa ATCC 27853). We found that 15 out (12.71) of 118 isolates showed activity against at least one test organism. Also in the study, large-scale fermentation of three isolates showing high activity (06ÇK003, 08SK002 and 08SK015) was completed and identification of isolates was performed by phenotypic characteristics and PCR amplification of the 5.8S-ITS region or the 18S rDNA region at the genus or species level. As a result of phenotypic and genotypic identification, the isolate coded as 06ÇK003 was identified as Aspergillus flavus and species-level identification of the two other isolates are in progress. In addition to this, after studies performed on bioactivity-based metabolite isolation from the isolate coded as 06ÇK003, two molecules showing antimicrobial activity were obtained. After the literature search, we determined that the two molecules were identified in a study by Lin and co-workers in 2008. However, our research is the first known study on the antimicrobial activities of these molecules.