Biyodegradasyon ve pestisit etkinliği üzerine sinerjistik etki yaratabilen mikroorganizmaların tespiti ve moleküler karakterizasyonu

Günümüzde giderek büyüyen sanayi sektörü ve artan nüfus ile birlikte doğada çok çeşitli kimyasallar birikmiştir. Doğaya salınan bileşikler arasında pestisitler, hem modern tarımda hem de gıda işleme, depolama, nakliye ve pazarlamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Biyoremediasyon teknolojisinde oldukça tercih edilen mikroorganizmalar pestisitleri de içeren çeşitli çevresel kirleticileri parçalamak veya detoksifikasyona uğratmak için ilgili reaksiyonları aktive edecek şekilde genetik olarak evrilmişlerdir. Bakteriyel biyoremediasyon odaklı bu çalışmada, pestisitleri metabolize ettiği tespit edilen ve GBS19 olarak adlandırılan suşun, 16 S rRNA analizi ile S. marcescens' in bir straini olduğu tespit edilmiştir. S. marcescens GBS19 suşunun tüm genom sekans analizi bilgisi ile KEGG veri tabanında bulunan birçok degradasyon yolağıyla ilişkilendirilmiştir. LC-MS kromatografik analizleri ile 25 pestisit etken maddesi üzerinde yapılan çalışmalar; Serratia marcescens GBS19 suşunun bazı etken maddeler üzerinde % 67' ye varan oranlarda biyobozunma sağladığını, bazı etken maddeler üzerinde ise sinerjistik etki sağlayarak, % 29' a varan oranlarda derişimi artırır şekilde etki ettiği tespit edilmiştir. Sonrasında, bakterinin herbisiti parçalamasını doğrulamak için S. marcescens GBS19 suşunun genomunda AtzF geninin kodladığı allophanate hydrolase gen bölgesinin üzerinden protein modellemesi yapılmıştır. Bu modellemeden alınan ligand (atrazin), protein-ligand interaksiyonu bakımından incelenmiş ve "kör yerleştirme" yapılarak 7 ayrı alt üniteden oluşan hydrolase enzimi üzerinde Atrazinin en fazla Hydrolase A alt ünitesine bağlanabildiği koordinatları ile tespit edilmiştir. Bağlanma afinite değerleri kcal/mol ölçekli protein üzerinde nerelere bağlanabileceği ligand dönme olasılıklarına göre yerleştirme programlarıyla tespit edilmiştir. Daha sonra elde edilen sonuçlar bu amaç için kullanılan açık erişimli server sonuçları ile bir kez daha uluslararası ölçekli karşılaştırılarak teyit edilmiştir. Mevcut çalışmalarımızın bakteriyel biyoremediasyon süreçlerinin ve mekanizmalarının gen ve protein düzeyinde etkileşim boyutunda, ileriye dönük bilimsel bulgular taşıdığına inanmaktayız. Anahtar kelimeler: Serratia marcescens, Serratia marcescens GBS19, Mikrobiyal biyoremediasyon, Moleküler yerleştirme, LC-MC, KEGG