Lokal izolatların 2,3-bütandiol üretme potansiyellerinin araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET AKİF ÖMEROĞLU
Danışman: Ahmet Adıgüzel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu tez çalışmasında, çeşitli toprak ve sıcak su örneklerinden izole edilen bakterilerin melas bazlı fermentasyon ortamında 2,3-Bütandiol (2,3-BD) üretme potansiyelleri araştırıldı. En yüksek üretim verimine sahip olan izolatın moleküler düzeyde identifikasyonu yapıldıktan sonra, üretim verimini artırmak için hücre immobilizasyon teknolojisi kullanıldı ve kültür koşullarının optimizasyonu yapıldı. Yöntem: Tez çalışması kapsamında, farklı toprak ve sıcak su örnekleri hedeflenen bakteriler için izolasyon kaynağı olarak kullanıldı. İzolasyon çalışmaları aerobik koşullarda melas bazlı agar besiyerleri kullanılarak gerçekleştirildi. En yüksek 2,3-BD üretme potansiyeli olan izolatın moleküler identifikasyonu 16S rRNA dizi analizine göre yapıldı. Ardından, sodyum aljinat matrisi kullanılarak, identifikasyonu yapılan izolatın hücreleri immobilize edildi. İmmobilize hücrelerle steril olmayan koşullarda gerçekleştirilen 2,3-BD üretimini artırmak için sıcaklık (40, 45, 50, 55, 60 ve 65 ⁰C), pH (4-9), melas konsantrasyonu (25, 50, 75, 100, 125 ve 150 ml/l), yatak miktarı (5, 10, 15 ve 20 g), yatak hacmi (3, 5 ve 7 mm) ve inkübasyon süresi (12, 24, 36, 48 ve 60 saat) parametleri test edildi. Optimize edilmiş kültür koşullarında gerçekleştirilen proses sonucunda, kültür ortamındaki 2,3-BD konsantrasyonu Gaz kromatografisi/Kütle spektroskopisi (GC-MS) ile analiz edildi. Bulgular: Farklı toprak ve sıcak su örneklerinden toplam 52 adet bakteri izolatı elde edildi. Voges–Proskauer (VP) testi ve GC-MS analizleri sonucunda, BD43 kodlu izolatın en yüksek 2,3-BD üretme potansiyeline sahip olduğu tespit edildi. 16S rRNA dizi analizine göre BD43 kodlu izolatın Bacillus licheniformis'e %99 oranında benzerlik gösterdiği belirlendi. B. licheniformis BD43'ün immobilize hücreleriyle steril olmayan fermentasyon koşullarında 2,3-BD üretimi için optimum parametreler, 55°C, pH 7, 100 ml/l melas konsantrasyonu, 15 g yatak miktarı, 5 mm yatak hacmi ve 24 saatlik inkübasyon süresi olarak tespit edildi. Optimize edilmiş kültür koşullarında üretim prosesi sonucunda 31,6 g/l 2,3-BD elde edildi. Sonuçlar: Mevcut tez çalışmasında, lokal olarak izole edilen termofilik B. licheniformis BD43 suşunun aerobik koşullarda melası karbon kaynağı olarak kullanarak 2,3-BD üretimini gerçekleştirebileceği belirlendi. İzolatın termofilik özellikleri sayesinde üretim proseslerinin steril olmayan koşullar altında yüksek verimle gerçekleşebileceği ortaya konuldu. Hücre immobilizasyon teknolojisinin kullanılması ve kültür koşullarının optimize edilmesi ile izolatın 2,3-BD üretim potansiyelinin artırılabileceği gösterildi.