Zeaksantin öncül maddesini kullanarak safran apokarotenoidlerinin heterolog mikrobiyal biyosentezi

Bitki sekonder metabolitleri; çiçeklerin rengi, yemeğin tadı, zararlılara ve hastalıklara karşı direnç gibi özellikler için çok önemlidir. Dahası, ilaçlar, boyalar ve kokular gibi birçok değerli kimyasal maddenin kaynağıdır. Bu nedenle, bitkilerde sekonder metabolit üretimi, daha iyi bir kimyasal üretmek, daha az toksik bir bileşik üretmek veya yeni bileşikler üretmek için mühendisliğini yapabilmek oldukça ilgi çekmiştir. Bitki sekonder metabolitleri ile ilgili yapılan çalışmalar son yıllarda giderek artmıştır. Sekonder metabolitlerin üretiminin geliştirilmesi ile ilgili yeni alanlar ortaya çıkmaya başlamıştır. Rekombinant Dna teknolojisi gibi yeni gelişen alanlar, sekonder metabolit yolaklarının üzerinde çalışmalar yaparak sekonder metabolit üretimini geliştirmeyi amaçlamışlardır. Fakat bu yolaklar üzerinde bazı sıkıntıların aşılması başarılamamıştır. Bu eksikliklerin giderilebilmesi için metabolik mühendisliği ve sentetik biyoloji gibi yeni gelişen ve çözüm odaklı çalışmalar başarıyı beraberinde getirmiştir. Bakteriler, mayalar gibi mikroorganizmaları kullanılarak bitkide üretimi olan metabolitlerin yolak yapısını bakteriye entegre edilerek metabolit üretimi arttrılmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada bitkiye ihtiyaç duyulmadan yolak genleri bakteriye aktarılarak bitki sekonder metabolitleri üretim aşamaları geliştirilmiştir. Safran bitkisinde (Crocus sativus L.) bulunan sekonder metabolitleri olan krosin, safranal ve pikrokrosin sentez aşamaları incelenmiştir. Metabolit biyosentezinin geçekleşebilmesi için CCD2 ve UGT genlerinin plazmid inşaları yapılmıştır. Plazmid inşaları yapılan genlerin ekspresyonu için E. coli NEB 10-beta ve E. coli MG1655 soyları kullanılmıştır. Safran metabolitlerinin biyosentezi HPLC cihazı kullanılarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda HPLC analizlerine dayanarak pikrokrosin üretiminin gözlendiği fakat safranal ve krosin biyosentezinin gerçekleşmediği görülmektedir. Birçok alanda oldukça ekonomik değere sahip olan safran bitkisinin bitki-bağımsız üretilebilmesi için alternatif ve ilgi çekici çalışmalar yapılmıştır. Anahtar kelimeler: Sekonder metabolit, sentetik biyoloji, metabolik mühendisliği, safran, krosin, pikrokrosin, safranal, Crocus sativus L.