Biyosidal etkili sentetik peptitlerin etkinliğinin ve stabilitesinin artırılması
Increasing the activity and stability of biocidal-effective synthetic peptides
Yazar: MUSTAFA ÖZKURT
Danışman: PROF. DR. ÖMÜR ÇELİKBIÇAK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Fizikokimya = Physical chemistry

Özet:
Gıda, hayvan ve insan sağlığını korumak amacıyla patojenlere karşı yoğun bir şekilde kullanılan antibiyotikler, zamanla kalıntı, antibiyotik dirençliliği ve nörolojik hasarlara yol açarak çevre ve insan sağlığını tehdit etmektedir. Bu sorunların çözülmesi amacıyla araştırmacılar insan ve çevre sağlığı için tehdit oluşturmayan doğal çözümlerin arayışına yönelmiştir. Antimikrobiyal Peptitler (AMP), doğal olarak bitki ve canlı bünyesinde var olan yapılardır ve sentetik olarak da sentezlenip üretilmesi mümkün olan amino asit zincirleridir. AMP'ler bakteri, virüs, mantar, parazit gibi patojenlere etki etmekte ve ölümlerine neden olmaktadır.
Katı Faz Peptit Sentezi (SPSS) yönteminin son yıllarda hızlı bir şekilde gelişmesi ile AMP'ler üzerinde gerçekleştirilen çalışmalar da hız kazanmıştır. SPPS yöntemi standart prosesler içerisinde yüksek verimde ve oldukça hızlı bir şekilde sentetik peptit sentezine imkân sağlamaktadır.
Çalışmada SPPS yöntemi kullanılarak üç adet peptit sentezlenmiştir. Antikoksidiyal özelliğe sahip PW-2 peptiti ve bu peptitin diziliminde modifikasyonlar yapılarak elde edilen PW-KC ve KP-M peptitleri sentezlenmiştir.
Preparatif özelliğe sahip yüksek performans sıvı kromatografisi (HPLC) sistemi ile peptitlerin sentezi esnasında oluşan yan reaksiyon ürünleri saflaştırılmıştır. Elde edilen peptitlerin yapıları matriks yardımlı lazer desorpsiyon/iyonlaştırma uçuş zaman kütle spektrometresi (MALDI-TOF-MS) ile doğrulanmıştır. Sentezlenen peptitlerin Eimeria ookistleri üzerinde etkinliğini belirlemek için Eimeria Ookistlerine karşı antikoksidiyal etkinlik çalışmaları yapılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda 1. saat, 3. saat, 24.saat ve 7.günde Eimeria ookistleri kantitatif fekal flotasyon metoduyla mikroskop altında sayılmıştır. Bu sonuçlara göre sentezlenen üç peptit içerisinden en yüksek antikoksidiyal etkinliğe sahip peptitin KP-M peptiti olduğu belirlenmiştir. Daha sonra KP-M peptitinin Püskürtmeli Kurutucu Sistemi (PKS) kullanılarak mikroenkapsülasyon işlemi gerçekleştirilmiş ve böylelikle KP-M peptitinin stabilitesi arttırılmıştır.
Mikroenkapsülasyon ürününün çeşitli oranlarda seyreltilmiş çözeltisinin Eimeria ookistleri üzerine antikoksidiyal etkinlik testleri gerçekleştirilerek sonuçlar KP-M peptitinin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar KP-M peptitinin mikroenkapsülasyon sonucunda stabilitesinin % 25,17 oranında arttığını göstermiştir.

Abstract:
Antibiotics, which are used intensively against pathogens to protect food, animal, and human health, pose a threat to the environment and human health over time by causing residue, antibiotic resistance, and neurological damage. To solve these problems, researchers have turned to natural solutions that do not pose a threat to human and environmental health. Antimicrobial Peptides (AMPs) are structures naturally present in plants and organisms and are amino acid chains that can also be synthesized and produced synthetically. AMPs affect pathogens such as bacteria, viruses, fungi, and parasites and cause their death.
With the rapid development of the Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS) method in recent years, studies on AMPs have also accelerated. The SPPS method allows for the synthesis of synthetic peptides with high efficiency and speed within standard processes.
Three peptides were synthesized using the SPPS method. The PW-2 peptide with anticoccidial properties and the PW-KC and KP-M peptides obtained by modifying the sequence of this peptide were synthesized.
By using the preparative high-performance liquid chromatography (HPLC) system, by-products formed during the synthesis of peptides were purified. The structures of the obtained peptides were confirmed by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Anticoccidial activity studies were conducted against Eimeria oocysts to determine the effectiveness of the synthesized peptides on Eimeria oocysts. As a result of the studies, Eimeria oocysts were counted under a microscope using the quantitative fecal flotation method at 1 hour, 3 hours, 24 hours, and on the 7th day. According to these results, it was determined that among the three synthesized peptides, the KP-M peptide had the highest anticoccidial activity. Subsequently, the microencapsulation process of the KP-M peptide was carried out using the Spray Drying System (SDS), thereby increasing the stability of the KP-M peptide.
Anticoccidial activity tests of the microencapsulation product diluted at various rates were conducted on Eimeria oocysts, and the results were compared with those of the KP-M peptide. The obtained results showed that the stability of the KP-M peptide increased by 25.17% as a result of microencapsulation.