Yılan gömleğinin fizikokimyasal karakterizasyonu ve biyoteknolojik uygulama alanları
Physicochemical characterization and biotechnological application areas of Shed Snake Skin
Yazar: BETÜL AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. MURAT KAYA ; PROF. DR. FATİH DUMAN
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Moleküler Biyoloji  Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Tırnak, toynak, saç ve yün gibi yapıların ana yapısal proteini olan keratin, non-toksik, biyouyumlu ve biyobozunur olmasının yanı sıra sahip olduğu birçok eşsiz özellik nedeniyle araştırmacılar tarafından sıkça tercih edilmektedir. Fakat yapısal olarak keratin içeren yılan gömleğinin fizikokimyasal analizlerine ve biyoteknolojik uygulamalarına dair bilgiler oldukça kısıtlıdır. Mevcut çalışmada, yüksek keratin içeriğine sahip ve oldukça geniş bir yayılım gösteren Dolichophis caspius' un (Hazer yılanı, bozyörük) atık gömleğinin ilk kez fizikokimyasal analizleri yapılmış ve biyoteknojik uygulamalarda malzeme olarak değerlendirilmiştir. Hiçbir işlem görmemiş atık yılan derisinin dorsal ölçek, ventral ölçek ve menteşe olmak üzere üç farklı kısmının FT-IR, SEM, TGA, XRD, ICP-MS, Amino asit Analizi, Elementel Analiz ve Temas Açısı Ölçümü cihazları kullanılarak karakterizasyonu yapılmıştır. Yılan gömleğinin üç farklı kısmının antimikrobiyal aktiviteleri test edilmiş ve Escherichia coli ve Streptococcus mutans bakterilerine karşı antimikrobiyal aktivite göstermediği görülmüştür. MTT analizi ile sitotoksisiteleri belirlenmiş ve ilk 72 saat sonraki hücre canlılıkları ventral ölçek, dorsal ölçek ve menteşe kısımları için sırasıyla, %77.0, %110.2 ve %94.4'dür. Yılan gömleğinin dorsal ölçek, ventral ölçek ve menteşe olmak üzere üç farklı kısmına, yara iyileşmesinde yaygın olarak kullanılan D-Panthenol yüklenmiş ve salım özellikleri araştırılmıştır. Sırasıyla dorsal ölçek, ventral ölçek ve menteşe kısımları için ortalama ilaç yükleme kapasiteleri: %2,07±0,13, %1,28±0,04, %1,77±0,95 olarak kaydedilmiştir. İlk 1 saatte dorsal ölçekte ilacın %46.67'si, ventral ölçekte %80.09'u ve menteşe kısmında %69.85'i salınmıştır. Hücre kültürü uygulamalarında L929 hücre hattı kullanılmış ve yılan gömleğinin L929 hücreleri için iyi bir substrat olmadığı görülmüştür. Analiz ve uygulamaların hiçbirinde yılan gömleğine herhengi bir ön işlem uygulanmamış, orijinal haliyle kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Yılan derisi, Biyopolimer, Yılan deri değiştirme, Ecdysis, Dolichophis caspius

Abstract:
Keratin, which is the main structural protein of structures such as nails, hooves, hair and wool, is frequently preferred by researchers due to its many unique properties as well as being non-toxic, biocompatible and biodegradable. However, information on the physicochemical analyzes and biotechnological applications of the snake shirt, which contains structural keratin, is very limited. In the present study, physicochemical analyzes of the waste jacket of Dolichophis caspius (Hazer snake, bozyörük), which has a high keratin content and shows a wide distribution, were made for the first time and evaluated as a material in biotechnological applications. Characterization of the untreated waste snake skin was performed on three different parts of the dorsal scale, ventral scale and hinge using FT-IR, SEM, TGA, XRD, ICP-MS, Amino Acid Analysis, Elemental Analysis and Contact Angle Measurement devices. The antimicrobial activities of three different parts of the snake shirt were tested and it was found that they did not show antimicrobial activity against Escherichia coli and Streptococcus mutans bacteria. Cytotoxicity was determined by MTT analysis and cell viability after the first 72 hours was 77.0%, 110.2% and 94.4% for the ventral scale, dorsal scale and hinge parts, respectively. D-Panthenol, which is widely used in wound healing, was loaded on three different parts of the snake shirt, namely dorsal scale, ventral scale and hinge, and its release properties were investigated. The mean drug loading capacities for the dorsal scale, ventral scale and hinge parts were recorded as 2.07±0.13%, 1.28%±0.04%, 1.77±0.95%, respectively. In the first 1 hour, 46.67% of the drug was released on the dorsal scale, 80.09% on the ventral scale and 69.85% on the hinge portion. The L929 cell line was used in cell culture applications and it was seen that the snakeskin was not a good substrate for L929 cells. No pre-treatment was applied to the snake shirt in any of the analyzes and applications, and it was used in its original form.

Keywords: Snake skin, Biopolymer, Snake molting, Ecdysis, Dolichophis caspius