Acı meyan (Sophora alopecuroides)'dan izole edilen endofitik fungusların ve konukçu bitkinin metabolitleri ile biyolojik aktivitelerinin incelenmesi
Comparison of the secondary metabolite content produced by endophytic fungus isolated from Sophora alopecuroides with the secondary metabolite content of the host plant
Yazar: BAHATTİN TABAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET HAKKI ALMA ; PROF. DR. İBRAHİM DEMİRTAŞ
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarım Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bitkilerden sekonder metabolit ekstraksiyonu sırasında karşılaşılan kısıtlamaları aşmak için (bol miktarda botanik malzeme gerektirmeleri, bitki gelişme zamanının uzun olması, düşük verim ve mevsimsel dalgalanma gibi) bitkilerin, tohum, meyve, gövde, kök, yaprak, yumru, tomurcuk, kabuk gibi tüm kısımlarında herhangi bir hastalık belirtisi olmadan yaşayan, konukçu bitkiye benzer özelliklere sahip biyoaktif metabolitler üretebilen endofitik funguslar kullanılabilinir.
Bu çalışmada, halk arasında acı meyan olarak adlandırılan antiviral, antitümör, nöroprotektif, antioksidan, analjezik, kalp koruyucu ve anti-inflamatuar aktivite gösterdiği rapor edilmiş olan Sophora alopecuroides bitkisinin kök, gövde ve tohumları ile bitkinin bu organlarından izole edilen endofitik fungusların metanol-kloroform ekstraklarının fenolik, flavanoid ve alkaloid içerikleri LC-MS/MS cihazı yardımıyla araştırılarak hem bitki ve hem de funguslar tarafından hangi metabolitlerin ortak olarak üretildiği araştırılmıştır. Ayrıca tüm ekstrakların biyolojik aktiviteleri (antioksidan, antibakteriyel, enzim inhisiyon ve DNA koruma aktiviteleri) belirlenerek, ülser ve Alzheimer hastalığı (AD) gibi bazı hastalıkların tedavisindeki kullanılabilirlik potansiyeli karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır.
Yaptığımız çalışma neticesinde, bitki'ye spesifik alkaloidler (Aloperine, Sophocarpine, Oxysophocarpine, Oxymatrine, Matrine, Sophoramine, Sophorodine, Cystine, Lysine) endofitik fungus ekstraklarında LC-MS/MS cihazı yardımıyla kütle tarama yöntemiyle tespit edilmiştir. Şöyle ki; Lecanillium psiloate eksraktın'da Sophocarpine (103 mAU), Oxymatrine (102 mAU), Oxysophocarpine (103 mAU). Alternaria alternata ekstraktında Sophocarpine (103 mAU), Oxymatrine (102 mAU), Matrine (102 mAU), Sophomarine (102 mAU), Alternaria tenuissima ve Clonostachys rosea ekstraktında ise sadece Sophocarpine (103 mAU) tespit edilmiştir. 
Ayrıca LC-MS/MS cihaz yardımıyla standart olarak tanıtılmış etken maddelerden; Salisilik asit, Sinaptik asit, Siringik asit p-kumarik, Kaemferol, Hidroksibenzaldehit'in kök, gövde ve tohum ekstraktında ve bazı endofitik fungus ekstraktlarında değişik düzeylerde ortak olarak üretildiği görülmüştür.
Gerçekleştirilen in vitro biyolojik aktivite sonuçlarına göre ise bazı fungus ekstraktlarının standart olarak kullanılan maddelerden daha etkili olduğu görülmüştür. Üreaz, inhibisyon aktivitesi yönünden Lecanillium psiloate (IC50 2.23±0.01 µg/mL) ekstraktı standart olarak kullanılan tiyoürenin inhibisyon aktivitesinden (IC50 14.17 ± 0.42 µg/mL), BChE inhibisyon aktivitesi yönünden, Lecanillium psiloate (IC501.74±0.12 µg/mL) ekstraktının standart olarak kullanılan galantamin'den (IC50 4.76±2.26 µg/mL), AChE inhibisyonu aktivitesi yönünden ise Alternaria alternata (IC503.91±0.25 µg/mL) ekstraktı'nın standart olarak kullanılan galantamin'den (IC5010.07±0.63 µg/mL) daha etkili olduğu görülmüştür. 
Antioksidant aktivite değerleri yönünden Cunninghamella echinulata (DPPH IC50 6.40±4.36 µg/mL)' nın serbest radikal süpürme aktivitesi, sentetik antioksidantlardan BHA, (DPPH IC50 7,01±0.54 µg/mL), BHT, (DPPH IC50 14,4±2.58 µg/mL) ve E Vitamini (DPPH, IC50 23,06±4.47 µg/mL) daha etkili oldukları görülmüştür. 
Sonuç olarak konukçu S. alopecuroides ile ilişkili bazı metabolitleri biyosentezleme yeteneği kazanmış olan endofitik funguslar aracılığıyla bitki sekonder metabolitlerine benzer hatta bazı aktiviteler yönünden daha etkili olabilecek metabolitlerin biyoteknolojik olarak 12 ay boyunca endofitik funguslar aracılığıyla üretilebilinceği tespit edilmiştir.

Abstract:
In order to overcome the limitations during secondary metabolite extraction from plants (such as requiring abundant botanical material, long development time of the plant, low yield, and seasonal fluctuation), endophytic fungi are used in which can produce bioactive metabolites having anticancer, antimicrobial, and antioxidant properties similar to living host plant without causing any disease symptos in all parts of plant such as; seed, fruit, root, leaf, bark
İn the this study we concluded that comparative analysis of the phenolic, flavonoid and alkaloid properties of the roots, stems and plants of the Sophora alopecuroides plant, popularly presented as bitter licorice, which has been reported to show antiviral, antitumor, neuroprotective, antioxidant, analgesic, cardioprotective and anti-inflammatory activities, and it was investigated which metabolites were produced jointly by both plants and fungi and the methanol-chloroform extracts of endophytic fungi. Their contents were investigated via LC-MS/MS device. In addition, the biological activities of all extracts (antioxidant, antibacterial, enzyme inhibition and DNA protection activities) were determined, and their potential usability in some supported treatments such as ulcer and Alzheimer's disease (AD) was comparatively investigated.
As a result of our study, plant-specific alkaloids (Aloperine, Sophocarpine, Oxysophocarpine, Oxymatrine, Matrine, Sophoramine, Sophorodine, Cystine, Lysine) were detected in endophytic fungus extracts by mass scanning detection method with the help of LC-MS/MS device. Namely; Sophocarpine (103 mAU), Oxymatrine (102 mAU), Oxysophocarpine (103 mAU) in Lecanillium psiloate extract. Sophocarpine (103 mAU), Oxymatrine (102 mAU), Matrine (102 mAU), Sophomarine (102 mAU) were detected in the Alternaria alternata extract, and only Sophocarpine (103 mAU) was detected in the Alternaria tenuissima and Clonostachys rosea extracts
In addition, with the help of LC-MS/MS device, it was observed that some of the standardly introduced phenolics Salicylic acid, Synaptic acid, Syringic acid p-coumaric, Kaemferol, Hydroxybenzaldehyde were co-produced at different levels in root, stem and seed extracts and some endophytic fungus extracts.
According to the in-vitro biological activity results, some fungal extracts were found to be more effective than the standard substances used. Namely; In terms of urease inhibition activity, extracts of Lecanillium psiloate (IC50 2.23±0.01 µg/mL) are higher than the inhibition activity of standard thiourea (IC50 14.17 ± 0.42 µg/mL), and in terms of BChE inhibition activity, extracts of Lecanillium psiloate (IC50 1.74±0.12 µg/mL). In terms of AChE inhibition activity, Alternaria alternata (IC50 3.91±0.25 µg/mL) was higher than galantamine used as standard (IC50 10.07±0.63 µg)/mL) has been found to be more effective.
In terms of antioxidant activity values, the antioxidant scavenging capacity of Cunninghamella echinulata (DPPH IC50 6.40±4.36 µg/mL) is higher than the synthetic antioxidants BHA, (DPPH IC50 7.01±0.54 µg/mL), BHT, (DPPH IC50 14.4±2.58 µg/mL) and Vitamin E (DPPH, IC50 23.06±4.47 µg/mL) were determined to be more effective.
As a result, it has been seen in the scientific literature that metabolites that are similar to plant secondary metabolites and even more effective in terms of some activities can be biotechnologically produced by endophytic fungi for 12 months, through endophytic fungi that have gained the ability to biosynthesize some metabolites associated with host plants.