Türkiye sularına ait siyanobakteri türlerinden izole edilen ekzopolisakkaritlerin (EPS) karakterizasyonu ve kozmetik sektöründe kullanılma potansiyellerinin araştırılması
Characterization of exopolysaccharides (EPS) isolated from cyanobacteria species from Turkey waters and investigation of their potential use in cosmetics industry
Yazar: SİMGE BULUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜŞRA AKTAŞ MANSUROĞLU ; DOÇ. DR. FÜSUN AKGÜL
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasının amacı, Türkiye'nin farklı bölgelerinden izole edilen siyanobakteri türlerinin EPS'lerini araştırmak, karakterize etmek ve kozmetik endüstrisinde kullanılabilme potansiyelini araştırmaktır. Siyanobakteri türleri (55 ve 72) tarafından üretilen EPS'lerin monosakkarit kompozisyonları, fonksiyonel grupları ve kristalografik özellikleri sırasıyla HPLC, FT-IR ve XRD ile belirlenmiştir. Ayrıca, antioksidan aktiviteleri, nem emme ve nem tutma kabiliyetleri ve tirozinaz inhibisyon aktiviteleri değerlendirilmiştir. 16S rRNA dizileme sonucu suşlar >%98,9 benzerlik oranıyla Chlorogloeopsis fritschii (55) ve Pseudanabaenaceae cyanobacterium (72) olarak belirlenmiştir. 55 ve 72 kodlu suşların EPS üretim miktarları sırasıyla 888,0 mg/L ve 776,8 mg/L olarak bulunmuştur. İlk defa monosakkarit kompozisyonları belirlenen C. fritschii (55 kodlu suş) ve P. cyanobacterium (72 kodlu suş) suşlarından elde edilen EPS'lerde ramnoz, glukoz, arabinoz, mannoz, ksiloz ve galaktoz türlere göre farklı oranlarda bulunmuştur. En baskın monosakkarit ramnoz olarak tespit edilmiştir. EPS'lerin amorf yapıda olduğu ve farklı fonksiyonel gruplar içerdiği tespit edilmiştir. Her iki EPS'nin de %80 DPPH süpürme potansiyeline ve %8-11 arasında değişen toplam antioksidan kapasitesine sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, her iki EPS'de kozmetik sektöründe yaygın olan üreye ve kitosana benzer nem tutuma kapasitesi gösterirken, onlardan daha iyi nem emilim kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Ek olarak, 55 kodlu EPS'nin literatüre kıyasla düşük bir konsantrasyonda (2 mg/mL) %10'luk bir tirozinaz inhibisyon aktivitesine sahip olduğu bulunmuştur. Bu sonuçlar, siyanobakterilerin yüksek miktarda EPS ürettiğini ve siyanobakteriyel EPS'lerin antioksidan ve anti-tirozinaz aktivitelerinin yanı sıra nem emme ve nem tutma kapasiteleri ile kozmetikte potansiyel bir doğal bileşen olarak kullanım için umut verici bir aday olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The objective of this thesis is to investigate and characterize EPSs of different Cyanobacteria species, isolated from different regions of Turkey and explore their potential use in cosmetic industry. Monosaccharide composition, functional groups, and crystal structure of the EPSs produced by cyanobacterial species (55 and 72) were determined by HPLC, FT-IR and XRD, respectively. Additionally, their antioxidant activity, moisture absorption and moisture retention ability, and tyrosinase inhibition activity were evaluated. As a result of 16S rRNA sequencing, the strains were identified as Chlorogloeopsis fritschii (55) and Pseudanabaenaceae cyanobacterium (72) with >98.9% similarity. Both cyanobacteria species yielded high amount of EPS with 888.0 mg/L and 776.8 mg/L of extracted EPS from 55 and 77, respectively. The main component of the EPS molecules detected was rhamnose, glucose, arabinose, mannose, xylose, and galactose in different ratios. Rhamonse was the most dominant monosaccharide. Both EPSs were found to have an antioxidant activity with 80% of DPPH scavenging potential and 8-11% of total antioxidant capacity. Moreover, they both showed strong moisture absorption and retention properties compared to chitosan and urea. Additionally, 55 had a tyrosinase inhibition activity with 10% at a small concentration of 2 mg/mL. The results suggest that Cyanobacteria produced high amount of EPS and cyanobacterial EPSs are promising candidate for use as a potential natural ingredient in cosmetics with their antioxidant and antityrosinase activities as well as moisture absorption and moisture retention capacities.