Çeşitli stres koşullarının Escherichia coli O157:H7'de glutatyon içeriği üzerine etkisi
The effect of various stress conditions on glutathione content in Escherichia coli O157:H7
Yazar: NİHAL KANAT
Danışman: DOÇ. DR. SERAP COŞANSU AKDEMİR
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Asit adaptasyonu, düşük pH (3,0), yüksek gelişme sıcaklığı (45?C), NaCl (%5, %10), H2O2  (%1, %2,5) ve sodyum hipoklorit (%0,05, %0,5) streslerinin E. coli O157:H7?de hücre içi glutatyon (GSH) ve sistein (CYS) miktarı üzerine etkisi invitro koşullarda araştırılmıştır. Hücre içi GSH ve CYS miktarları HPLC ile analiz edilmiştir. 
Aside adapte edilen grupta canlı hücre sayısı kontrol grubuna yakın bulunurken hücre içi GSH ve CYS miktarı kontrole göre azalmıştır. GSH/GSSG oranı ise 4,37?den 0,91?e düşmüştür. pH 3,0 ortamına aşılanan hücrelerde GSH belirlenemezken, CYS miktarının kontrol grubuna göre yaklaşık 15 kat daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yüzde beş NaCl içeren ortamda geliştirilen hücrelerde GSH ve CYS miktarları sırasıyla 20,83 ve 2,64 nmol/107 kob olarak belirlenmiştir. Diğer yandan %10 NaCl içeren ortamda geliştirilen hücrelerde GSH belirlenemezken CYS miktarı %5 NaCl ortamındaki hücrelerden yaklaşık 2 kat daha fazla bulunmuştur. GSH/GSSG oranı %5 NaCl bulunan ortamdaki hücrelerde kontrolden daha düşük olup 0,15 olarak hesaplanmış, ancak %10 NaCl bulunan ortamdaki hücrelerde GSH belirlenemediğinden bu oranı hesaplamak mümkün olmamıştır. Yüksek sıcaklıkta (45oC) 6 saat inkübe edilen hücrelerde GSH miktarı (1,72 nmol/107 kob) 37oC?de geliştirilen hücrelerdekinden (0,27 nmol/107 kob) daha yüksek bulunmuştur. Buna karşın kontrol grubunda 2,11 olan GSH/GSSG oranı 45oC?de inkübe edilen hücrelerde 0,14?e düşmüştür. Hidrojen peroksit (%1, % 2,5) ile 60 dakikalık muamele sonucunda canlı hücre sayısı tespit edilebilir düzeyin altına düşmüştür. Bu nedenle GSH ve CYS tespit edilememiştir. Sodyum hipoklorit (%0,05, %0,5) ile 60 dakika muamele edilen hücrelerde GSH, CYS ve GSH/GSSG oranı kontrol grubundan daha yüksek bulunmuştur. GSH/GSSG oranının sodyum hipoklorit stresinde diğer streslere göre oldukça yüksek olduğu gözlenmiştir.
Bu çalışmada uygulanan sıcaklık, NaCl ve sodyum hipoklorit stresleri hücre içi GSH ve CYS miktarlarının artışına neden olurken, pH stresi (3,0) CYS miktarında artışa neden olmuştur. Sıcaklık ve NaCl streslerinde GSH/GSSG oranı azalırken sodyum hipoklorit stresi ile bu oran yükselmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada elde edilen verilere göre glutatyonun farklı stres koşullarında E. coli O157:H7 hücrelerinin korunmasında rol oynadığı ancak sözkonusu savunma mekanizmasının strese göre farklılık gösterebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
The effect of acid adaptation, low pH (3,0), high growth temperature (45?C), NaCl (5%, 10%), H2O2 (1%, 2,5%) and sodium hypochlorite (0,05%, 0,5%) stresses on intracellular glutathione (GSH) and cysteine (CYS) contents in E. coli O157:H7 were investigated in vitro conditions. Intracellular GSH and CYS contents were analyzed by HPLC.
While the number of viable cells in acid adapted group was close to the control group, the contents of intracellular GSH and CYS decreased as compared to the control. GSH/GSSG ratio decreased from 4.37 to 0.91. While GSH in the cells inoculated into pH 3.0 medium was not detected, the content of CYS detected to be approximately 15 fold higher as compared to the control. The GSH and CYS contents of the cells grown in medium containing 5% NaCl were 20.83 and 2.64 nmol/107 cfu, respectively. On the other hand, while GSH was not detected in growing cells in the medium containing 10% NaCl, content of CYS was approximately 2 fold higher than the cells grown in the medium containing 5% NaCl. GSH/GSSG ratio  of cells in medium containing 5% NaCl is lower  than control cells was calculated as 0.15, but it was not be able to calculate this ratio because of GSH could not be detected in the cells grown in 10% NaCl added medium. The content of GSH (1.72 nmol/107 cfu) in cells incubated for 6 hours at 45oC was higher than the cells grown at 37oC (0.27 nmol/107 cfu). After all, 2.11 of GSH/GSSG ratio in control group decreased to 0.14 in incubated cells at 45oC. After treatment with hydrogen peroxide (1%, 2.5%) for 60 minutes, the viable cell count decreased to below the detectable level. Therefore, GSH and CYS can not be detected in hydrogen peroxide treated groups. GSH, CYS and GSH/GSSG ratio in cells treated with sodium hypochlorite (0.05%, 0.5%) for 60 minutes were higher the control group. The ratio of GSH/GSSG was higher in sodium hypochlorite stress than the other stresses. 
While the temperature, NaCl and sodium hypochlorite stress conditions applied in this study lead to increase in contents of intracellular GSH and CYS, pH stress (pH 3.0) induced to increase in amount of CYS. The GSH/GSSG ratio decreases in temperature and NaCl stresses, but it increased with sodium hypochlorite stress. Finaly, according to data obtained in this study, it was concluded that glutathione plays role for protection of E. coli O157:H7 cells from different stresses, but the protection mechanism may differ according to the stress.