Siyanobakterilerle ağır metallerin giderimi ve bunu etkileyen faktörlerin araştırılması
An investigation on heavy metal removal by cyanobacteria and affecting factors
Yazar: EBRU ŞEBNEM YILMAZ
Danışman: PROF. DR. BELMA ASLIM ; PROF. DR. EMİR CANSUNAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Küçükçekmece Gölü, metal kirliliğine maruz kalan, dünyadaki doğal lagün göl ekosistemlerinden birisidir. Bu çalışmada, Küçükçekmece Gölü'nden, belli dönemlerde alınan su örneklerinden izole edilen ve ekstrasellüler polisakkarit (EPS) üretim kapasitelerine göre seçilen iki siyanobakteri izolatının Ni+2, Pb+2 ve Cr+6 metallerini biyobirikimi incelenmiştir.Çalışmada önce, gölden 10 adet tek hücreli siyanobakteri izolatının, Ni+2, Pb+2 ve Cr+6 metallerinin farklı konsantrasyonlarına maruz bırakılarak, klorofil-a ve EC50 değerleri tespit edilmiştir. Synechocystis sp. BASO403 izolatının her üç metale diğer izolatlara göre daha fazla dirençli olduğu saptanmıştır. İzolatların ekstrasellüler polisakkarit (EPS) üretimlerine bakıldığında BASO403'ün en yüksek, BASO404'ün en düşük EPS üretici izolatlarından olduğu görülmüştür. Bu izolatların, Ni+2, Pb+2 ve Cr+6 metallerini biyobirikim çalışmaları, bakterilerin optimum gelişme koşullarında (23 oC, pH 7) yapılmıştır. Tekli biyobirikim denemelerinde, Synechocystis sp. BASO403 ve Synechocystis sp. BASO404 izolatı 15 ppm Ni+2, 100 ppm Pb+2 ve 5 ppm Cr+6 metallerine bir hafta maruz bırakılmış ve her iki izolatta da hücre içi alınımın sadece Cr+6'da olduğu bulunmuştur.Aynı çalışma koşulları altında, ağır metallerin EPS yapının monosakkarit kompozisyonuna etkisi HPLC yöntemiyle belirlenmiştir. Farklı ağır metal konsantrasyonlarının EPS üretimine etkisine bakıldığında, her üç metal içinde en iyi sonucu Synechocystis sp. BASO403 göstermiştir.Biyobirikim denemeleri ile aynı şartlarda metallere maruz kalan Synechocystis sp. BASO403 ve Synechocystis sp. BASO404 izolatlarının toplam hücre proteinleri SDS-PAGE yöntemiyle incelenmiştir. Metale maruz kalan hücrelerin kontrol örneklerine göre protein miktarlarında değişiklikler olduğu saptanmıştır. Her iki izolat, aynı şartlarda metallere maruz bırakılarak toplam tiyol, proteine bağlı olmayan tiyol ve proteine bağlı tiyol miktarları hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler : Siyanobakteri, ağır metal, biyobirikim, ekstrasellüler polisakkarit, SDS-PAGE, Küçükçekmece Lagünü.

Abstract:
Küçükçekmece Lake is one of the natural lagoon lakes in the world that contains various endemic species inside of it. In this study, bioaccumulation of Ni+2, Pb+2 and Cr+6 heavy metals at two cyanobacteria isolates which were chosen according to their EPS production capacity were investigated from Küçükçekmece Lake.First of all, 10 unicellular cyanobacteria isolates were examined for different ranges of Ni+2, Pb+2 ve Cr+6 concentrations, also chlorophyll-a and EC50 values were determined.Synechocystis sp. BASO403 was the most resistant isolate against to these heavy metals. BASO403 was the most and BASO404 was the least EPS producing isolates. The isolates? bioaccumulation studies of Ni+2, Pb+2 and Cr+6 were examined at optimum growth conditions (23 oC, pH 7). In the single bioaccumulation experiments, Synechocystis sp. BASO403 ve Synechocystis sp. BASO404 isolates were exposed to 15 ppm Ni+2, 100 ppm Pb+2 ve 5 ppm Cr+6 for one week and especially Cr+6 was bioaccumulated inside cells.The effect of heavy metals on the monosaccharide structure of the EPS was analysed with HPLC. Also the effect of various heavy metal concentrations on the EPS production was measured and the best results were obtained from Synechocystis sp. BASO403.Protein profiles of both isolates which were exposed to heavy metals at the same experimental conditions of bioaccumulation were determined by SDS-PAGE. When the isolates were exposed to heavy metals, different protein values were detected compared to the control samples. Total thiol, non-protein thiol and protein thiol values for both isolates were calculated in the same conditions.Keywords: Cyanobacteria, heavy metal, bioaccumulation, extracellular polysaccharide, SDS-PAGE, Küçükçekmece Lagoon.