927
Archived Theses
6
DOIs Assigned
1%
DOI Rate
Discipline
Kadmiyum veya kurşun stresi altındaki buğday fidelerine dışarıdan gallik asit ve/veya kurkumin uygulamalarının büyüme, fotosentetik parametreler, antioksidan sistem ve tolerans üzerine etkilerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, 200 µM kadmiyum (Cd) veya 100 μM kurşun (Pb) stresine maruz kalan buğday (Triticum aestivum L.)'da 100 μM ekzojen GLA (gallik asit) ve/veya 100 μM CUR (kurkumin) uygulamalarının büyüme, klorofil flüoresansı, gaz değişim parametreleri enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidanlar ve tolerans üzerindeki etkilerini belirlemek amaçlanmıştır. Cd veya Pb uygulanması ile nisbi sürgün büyüme oranı (RGR), bağıl su içeriği (RWC), karbon asimilasyon oranı (A), stoma iletkenliği (gs), Fv/Fm ve Fv/Fo değerlerinde kontrole kıyasla önemli azalmaların olduğu görülmüştür. Yalnız Cd maruziyeti kontrol grubuna göre glutatyon redüktaz (GR), NADPH oksidaz (NOX), monodehidroaskorbat redüktaz (MDHAR) aktiviteleri ile dehidroaskorbat (DHA) ve okside glutatyon (GSSG) içeriklerini artırmıştır. Cd uygulamalarına GLA ilavesi katalaz (CAT), peroksidaz (POX), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon peroksidaz (GPX), glutatyon S- transferaz (GST), glutatyon redüktaz (GR), MDHAR, glutatyon (GSH) aktivitelerini artırırken; CUR ilavesi süperoksit dismutaz (SOD), POX, APX, GPX, GST, NOX, dehidroaskorbat redüktaz (DHAR) ve MDHAR aktiviteleri ile total askorbat (tAsA) ve GSH içeriklerini artırmıştır. Pb uygulaması kontrol grubuna göre sadece CAT, GST, NOX, DHAR, MDHAR aktiviteleri ile DHA ve GSSG içeriğini indüklemiştir. Pb uygulamalarına GLA ilavesi SOD, CAT, POX, APX, GPX, GST, GR, NOX, DHAR, MDHAR aktiviteleri ile GSH içeriğini artırırken, CUR ilavesi POX, APX, GPX, GST, GR, NOX, DHAR, MDHAR aktiviteleri ile GSH birikimini yükseltmiştir. Cd ve Pb stresine maruz kalan buğday yapraklarında hücrelerin ve zarla çevrili organellerin membran bütünlüğünü bozan H2O2 ve TBARS içeriklerinde artış olduğu belirlenmiştir. GLA ve CUR uygulamalarıyla TBARS (Pb+GLA hariç) ve H2O2 içeriği azalmış ve oluşan oksidatif hasarın etkileri hafifletilmiştir. Sonuç olarak; GLA ve/veya CUR uygulaması, Cd veya Pb stresine maruz kalan bitkilerde oluşan oksidatif hasarın olumsuz etkilerini iyileştirerek önemli bir role sahip olmuştur.
Biyopolimer esaslı kompozit gıda ambalajlarının üretimi ve karakterizasyonu
Besinlerin doğru şekilde korunması için insanlığın geçmişten günümüze arayışı devam etmektedir. Gıda ambalajı olarak kullanılan sentetik bazlı polimerlerin; çevreye karşı gösterdikleri toksik etkileri, pahalı olmaları ve kolay elde edilememeleri sebepleriyle kullanım oranları azalmış ve yeni ürün arayışları ortaya çıkmıştır. Doğal polimerler, yeni ürün arayışı için uygun özelliklere sahiplerdir. Doğada bulunan maddelerden elde edilebilirlikleri sayesinde çevreye herhangi bir toksik etki göstermeyen doğal polimerler, aynı zamanda biyolojik yollarla da elde edilebilmektedirler. Nişasta, bitkiler ve özellikle ekinler (mısır, buğday, pirinç) tarafından büyük miktarlarda üretilen karmaşık bir karbonhidrat polimerdir ve toksik olmaması, biyobozunur olması ve film oluşturma özelliğinden dolayı film üretiminde sıklıkla tercih edilen bir doğal polimerdir. Nişasta taşıdığı bu özellikler sayesinde yapılan bu çalışmada tercih edilmiştir. Nişasta esaslı filmlerin içeriğine farklı oranlarda (ağırlıkça %1, %3 ve %5) yenibahar özütü eklenmiş ve doğal polimer filmlerin özelliklerinin güçlendirilmesi ve filmlere antibakteriyel özellik kazandırılması amaçlanmıştır. Yenibahar (Pimenta racemosa), Myrtaceae familyasına ait en çok bilinen baharat çeşitlerinden biridir. Yapılan çalışmalar bu bitkinin sulu özütünün, antimikrobiyal, antioksidan ve anti-inflamatuar özellikler gösterdiğini ortaya koymuştur. Yapılan bu çalışmada elde edilen yenibahar özütü katkılı nişasta bazlı filmlerin antibakteriyel özellikleri, suda çözünme ve şişme özellikleri, su buharı geçirgenlikleri, ışık geçirgenlikleri, kalınlıkları ve yoğunlukları incelenmiştir. Ayrıca FTIR ve SEM analizleri ile yapısal özellikleri karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar nişasta esaslı polimer filmlerin içeriğindeki yenibahar özüt miktarı arttığında filmlerin; antibakteriyel özelliklerinde, opaklık, su buharı geçirgenliği, yoğunluk, çözünürlük ve şişme oranlarında, saf nişasta içeren filmlere göre anlamlı şekilde artış görülmüştür. Elde edilen bu sonuçlar üretilen yenibahar özütü katkılı, nişasta esaslı polimer filmlerin gıda ambalajı olarak kullanım potansiyellerinin olabileceğine işaret etmektedir.
Physospermum cornubiense türünün kloroplast genomunun yeni nesil dizileme teknolojisiyle tanımlanması
Günümüzde tüm kloroplast genomu dizileme çalışmaları, başta filogenetik analizler olmak üzere sistematik, evrimsel biyoloji, taksonomi ve popülasyon genetiği gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Apiaceae (Maydanozgiller) familyasına ait ve dünyada yalnızca iki tür ile temsil edilen Physospermum cinsinin Türkiye'de doğal olarak yayılış gösteren Physospermum cornubiense türünün kloroplast genomu ilk kez dizilenmiş ve detaylı şekilde analiz edilmiştir. Toplanan örneklerden elde edilen toplam DNA, yeni nesil dizileme teknolojileri kullanılarak dizilenmiş ve kloroplast genomu de novo olarak monte edilmiştir. Ardından anotasyon işlemleri gerçekleştirilmiş, gen içeriği, yapısal özellikleri ve gen düzeni belirlenmiştir. Elde edilen veriler, P. cornubiense kloroplast genomunun halkasal yapıda ve 156.449 baz çifti uzunluğunda olduğunu göstermiştir. Genom, büyük tek kopya bölgesi (LSC: 86.333 bp), küçük tek kopya bölgesi (SSC: 17.730 bp) ve birbirini ayıran iki ters tekrar (IRa ve IRb: her biri 26.193 bp) olmak üzere dört alt bölgeden oluşmaktadır. Genom, 86 protein kodlayan gen, 37 tRNA geni ve 8 rRNA geni içermektedir. İntron analizi, trnK-UUU, rps16, trnG-GCC, atpF, rpoC1, trnL-UAA, trnV-UAC, petB, rpl6, rpl2, ndhB, trnI-GAU, trnA-UGC ve ndhA genlerinin bir intron, ycf3 ve clpP genlerinin ise iki intron içerdiğini göstermiştir. REPuter yazılımı kullanılarak ileri, geri, tamamlayıcı ve palindromik uzun tekrar dizilerinin sayıları ve uzunlukları belirlenmiştir. Ayrıca, mVISTA kullanılarak P. cornubiense ve Pleurospermum szechenyii kloroplast genomları karşılaştırılmış ve genomlar arasındaki benzerlikler görselleştirilmiştir. Trans-splicing ve cis-splicing genlerinin şematik haritası CPGview ile oluşturulmuş ve ekson-intron yapısı renklerle ayrılmıştır. Bu çalışma, Physospermum cornubiense'nin kloroplast genomunun yapısal ve genetik özelliklerini detaylı şekilde ortaya koyarak, hem moleküler evrim hem de filogenetik araştırmalar için önemli bir referans sağlamaktadır. LSC, SSC ve IR bölgelerindeki gen dizilimleri, Apiaceae familyası içerisindeki yakın akraba türlerle karşılaştırmalı filogenetik analizler ve moleküler işaretleyici geliştirme çalışmalarında referans niteliği taşımaktadır. Ayrıca, IR bölgesi genişleme ve daralma olaylarının incelenmesi, kloroplast genom evrimi ve psödogen oluşumu gibi moleküler süreçlerin anlaşılmasına katkı sağlayabilir. Sonuç olarak, bu çalışma Physospermum cornubiense'nin kloroplast genom yapısının haritasını sunmakta, türün korunması, biyoteknolojik uygulamalar ve farmakolojik çalışmalar açısından değerli bir kaynak oluşturmaktadır. Elde edilen veriler, gelecek çalışmalarda türün genetik çeşitliliğinin, evrimsel ilişkilerinin ve ekonomik olarak önemli metabolit üretim potansiyelinin araştırılmasına katkı sağlayacaktır.
Biyopolimer temelli katalizörlerin biyolojik aktivitelerinin incelenmesi ve yapay fotosentez uygulamaları
Büyüyen ekonomiler, nüfus artışları, yaşam kalitesindeki değişiklikler dünya ekonomilerinin enerjiye olan bağımlılıklarını, enerjiye güvenilir ve ekonomik yollardan ulaşmanın önemini vurgulamaktadır. Enerji talebini karşılamak için çoğunlukla fosil yakıtlar kullanılması çevre kirliliğine neden olarak büyük zararlar verilmektedir. Geleneksel enerji üretim yöntemlerinin yerini alacak farklı yeşil ve ekolojik yöntemler bulmak tüm insanlık için kaçınılmaz bir hal almıştır. Küresel ısınma ve çevre kirliliğinin bir sonucu olarak sürekli artmaya devam eden CO2'in azaltılması için fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerji kaynakları ve yeşil enerji üretim teknikleri kullanılması büyük önem arz etmektedir. Bu tez çalışması kapsamında karbon temelli ve biyopolimer temelli katalizörler sentezlenerek yapısal, optik ve morfolojik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katalizörlerin yapay fotosentez uygulamaları ve biyolojik aktivite çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Karbon temelli katalizörler olarak CNT/ZnO, rGO/ZnO ve TEGO/ZnO nanokompozit katalizörleri sentezlenmiş ve fotokatalitik hidrojen üretim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. CNT/ZnO, rGO/ZnO ve TEGO/ZnO nanokompozitlerinin fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri, MoSx ve Pt yardımcı katalizörleri kullanılarak araştırılmıştır. Fotodepozisyon yöntemi ile üzerine yardımcı katalizör katkılanan katalizörlerin geliştirilmiş hidrojen üretim verimliliği, yüksek aktif yüzey alanı, yük ayrımı ve doymamış S atomlarının oluşumu, düşük ekziton oluşumu hızı ile ilişkilendirilmiştir. Biyopolimer temelli katalizörler olarak ticari SiC ve elektro eğirme yöntemiyle elde edilen lantanit grubu geçiş metal oksitlerinden CeO2 ve Yb2O3 (Yb2O3/SiC ve CeO2/SiC) nanofiber katalizörlerinin geniş bant aralığı nedeniyle EY boyar maddesi ile ışığa duyarlı hale getirilmiş biyolojik destek malzemesi olarak sodyum aljinat, selüloz, kitosan ve kitin gibi biyopolimerlerin varlığında fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri incelenmiştir. Biyopolimer tabanlı yapılarının oluşturulması ile elde edilen organik/inorganik yapılı katalizörler sayesinde aktif reaksiyon yüzey alanının ve iletkenliğin arttırılması aynı zamanda elektron/boşlukların rekombinasyonunun azaltılması öngörülmektedir. Ayrıca, MoSx veya Pt ortak katalizör öncüleri varlığında sodyum aljinat, selüloz, kitin ve kitosan gibi farklı biyopolimerler destek malzemesi olarak kullanılmasıyla SiC katalizörlüğünde gerçekleştirilen fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri arttırılmıştır. Tüm biyopolimerler, aktif yüzey alanı sağlaması, aglomerasyonunun önlenmesi, elektron transferini kolaylaştırılması ve katalizörler ile yardımcı katalizörler için bağlanma alanı sağlayarak katalizörlerin hidrojen üretim aktivitesini artırması amaçlanmıştır. Sodyum aljinat, kitosan, selüloz ve kitinin yarı iletkenler için biyolojik destek malzemesi olarak kullanımı, biyopolimer ile inorganik katalizör arasındaki sinerjik etki sayesinde hidrojen üretim aktivitesinin arttığını ortaya koymaktadır. Biyopolimerin destek malzemesi olarak kullanıldığı çalışmalarda morfolojik ve optik bulgular, biyopolimerlerin fotokatalitik hidrojen üretim reaksiyonlarında etkili destek malzemesi rolünü doğrulamaktadır. Ayrıca, tez kapsamında gerçekleştirilen antibakteriyel aktivite çalışmalarında kullanılan SiC, Yb2O3/SiC ve CeO2/SiC kompozit malzemelerinin hem E. coli hem de S. aureus bakterileri üzerinde karanlık ve LED ışık ortamında herhangi bir antibakteriyel aktivite göstermediği anlaşılmaktadır. Bu tez çalışması, katalizörlerin fotokatalitik hidrojen üretim performansını önemli ölçüde iyileştirmek için biyolojik destek malzemelerinin ve ortak katalizör entegrasyonu ile birlikte kullanılmasının potansiyelini vurgulamakla birlikte verimli ve sürdürülebilir enerji dönüşüm teknolojilerinin geliştirilmesine yol açmaktadır.
Ferula L. cinsine ait bazı türlerinin iPBS-retrotranspozon dna markörleri ile moleküler karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, Türkiye'de doğal olarak yayılış gösteren Ferula L. cinsine ait 20 farklı türe ait toplam 76 genotipin genetik çeşitliliği iPBS-retrotranspozon DNA markörleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Araştırma kapsamında, iPBS belirteçleri ile genotiplerin genetik yapıları incelenmiş ve türler arasındaki genetik farklılıklar detaylı şekilde analiz edilmiştir. Kullanılan 83 iPBS primerinden 10 tanesi analizler için uygun bulunmuş ve bu primerlerle toplam 80 polimorfik bant elde edilmiştir. Primer başına gözlemlenen allel sayısı 5 ile 15 arasında değişmiş, ortalama Polimorfizm Bilgi İçeriği (PIC) değeri ise 0.251 olarak hesaplanmıştır. Genetik çeşitlilik analizleri sonucunda; ortalama etkin allel sayısı (Ne) 1.554, Nei'nin genetik çeşitlilik indeksi (h) 0.3234 ve Shannon bilgi indeksi (I) 0.4868 olarak belirlenmiştir. Elde edilen moleküler veriler NTSYSpc (Dice benzerlik katsayısı), POPGEN1.32 ve STRUCTURE yazılımları kullanılarak analiz edilmiştir. Kümeleme analizleri, genotiplerin genetik benzerlik düzeylerine göre gruplandığını göstermiştir. Genetik yapı analizi sonucunda ise bireylerin iki farklı alt gruba ayrıldığı ortaya konmuştur. Elde edilen bulgular, iPBS-retrotranspozon markörlerinin Ferula türlerinin genetik çeşitliliğini ortaya koymada etkili bir araç olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, Ferula cinsi üzerine yapılacak genetik, filogenetik ve koruma biyolojisi araştırmalarına önemli katkılar sağlayacağı kanatindeyiz.
Fonksiyonelleştirilmiş mezogözenekli silika malzemelerin ilaç taşıma kapasitelerinin belirlenmesi ve PC3 hücre hattı üzerindeki in vitro etkilerinin incelenmesi
Prostat kanseri, dünya genelinde erkekler arasında en yaygın ve ölümcül kanser türlerinden biri olup, erkeklerde kanser kaynaklı ölümler arasında altıncı sırada yer almaktadır. Prostat kanserinin tedavisinde sıklıkla başvurulan yöntemlerden biri kemoterapidir. Ancak kemoterapötik ajanların temel dezavantajı, yalnızca kanserli hücreleri değil, aynı zamanda sağlıklı hücre ve dokuları da hedef almaları nedeniyle ciddi sistemik yan etkilere yol açabilmeleridir. Bu nedenle, son yıllarda ilaç taşıyıcı sistemler, kanser tedavisinde umut vadeden alternatif yaklaşımlar olarak dikkat çekmektedir. Bu kapsamda, mezogözenekli silika temelli malzemeler, sahip oldukları üstün fizikokimyasal özellikleri nedeniyle ilaç taşıma uygulamalarında yaygın olarak araştırılmaktadır. Silika bazlı mezogözenekli yapılar, yüksek özgül yüzey alanı, geniş gözenek hacmi, tekdüze gözenek boyutu dağılımı, yüksek biyouyumluluk ve düşük toksisite gibi avantajlara sahiptir. Bu çalışmada, ilaç taşıyıcı sistem olarak SBA-15 tipi mezogözenekli silika kullanılmıştır. SBA-15'in düzenli altıgen gözenek yapısı, ilaçların kontrollü salımı için uygun bir platform sunmaktadır. Malzemelerin morfolojisi, mezoyapısı ve fonksiyonelliği taramalı elektron mikroskobu, küçük açılı X-ışını saçılması, azot adsorpsiyon-desorpsiyonu, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi kullanılarak karakterize edildi.BET (Brunauer–Emmett–Teller) yöntemi ile yüzey alanı ve BJH (Barret-Hoyner-Halenda) yöntemi ile ortalama gözenek boyutu ve hacmi belirlenmiştir. Yapısal uygunluğu doğrulanan SBA-15, daha sonra çeşitli fonksiyonel gruplarla modifiye edilmiştir. Fonksiyonel SBA-15 yapılarının biyolojik etkinliği, L929 (sağlıklı fare fibroblast) ve PC-3 (insan prostat kanseri) hücre hatlarında in vitro toksisite analizleri ile değerlendirilmiştir. Hücre kültürü çalışmaları kapsamında, PC-3 hücreleri %10 FBS (Fetal Bovine Serum) ve gentamisin içeren RPMI-1640, L929 hücreleri ise %10 FBS ve penisilin içeren DMEM high glucose ortamında kültüre edilmiştir. Hücresel toksisite testleri, MTT (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür) yöntemiyle gerçekleştirilmiş ve SBA-15'in toksisitesi 6.17–166.6 µg/ml doz aralığında incelenmiştir. Hücre canlılığını %80'in üzerinde koruyan dozlar biyouyumlu olarak belirlenmiş ve bu dozlarda doksorubisin (DOX) yüklenmiş SBA-15 yapıları her iki hücre hattına uygulanmıştır. Elde edilen bulgular, fonksiyonel SBA-15 yapılarının PC-3 kanser hücrelerinde seçici toksisite gösterdiğini, buna karşın L929 sağlıklı hücreler üzerinde anlamlı bir toksik etki oluşturmadığını ortaya koymuştur. Bu durum, fonksiyonel grupların kanserli ve sağlıklı hücreler arasındaki biyokimyasal farklılıkları tanıyabildiğini ve hedefe yönelik seçici etkileşim potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, doksorubisin yüklü saf SBA-15 yapıları, salım davranışına bağlı olarak sadece PC-3 hücrelerinde anlamlı sitotoksisite oluşturmuş; L929 hücrelerinde ise canlılık yüksek seviyelerde korunmuştur. IC₅₀ değerlerinden elde edilen yaklaşık 1.8'lik seçicilik indeksi, bu sistemin antikanser seçiciliğini kantitatif olarak da desteklemektedir. Sonuç olarak, bu çalışma, fonksiyonel yüzey modifikasyonu ile biyolojik tanıyıcılık sağlayan yapıların ve ilaç yüklü SBA-15 sistemlerinin birlikte veya ayrı ayrı prostat kanseri tedavisinde hedefe yönelik, seçici ve güvenli ilaç taşıyıcı platformlar olarak kullanılabileceğini ortaya koymaktadır.
Türkiye'de doğal olarak yayılış gösteren lınarıa grandıflora desf., lınarıa genıstıfolıa (L) mıll. subsp. confertıflora (boıss.) P.H.davıs ve lınarıa pyramıdalıs subsp. pyramıdalıs taksonlarının polinasyon biyolojisi
Bu çalışma, Türkiye'de farklı yükselti ve lokalitelerde yayılış gösteren Linaria grandiflora, L. genistifolia subsp. confertiflora ve L. pyramidalis subsp. pyramidalis türlerinin tozlaşma biyolojisini incelemek amacıyla yürütülmüştür. 2023–2024 yıllarında çiçeklenme dönemlerinde yapılan arazi çalışmalarıyla taksonlara gelen polinatörler gözlemlenmiş; ziyaret saatleri, davranış biçimleri ve polen taşıma bölgeleri video ve fotoğraflarla belgelenmiştir. Morfometrik ölçümler ile çiçek spur uzunlukları ve polinatör glossa uzunlukları karşılaştırılmış, türler arasında morfolojik eşleşmeler tespit edilmiştir. Polen ve stigma canlılığı, çiçeklerin açılma öncesi ve sonrası dönemlerinde değerlendirilmiş, genç evrelerde canlılık oranlarının daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca her türde erkek ve dişi organların olgunlaşma zamanları karşılaştırılarak dikogami tipleri ortaya konmuştur. L. grandiflora'da protandri, L. pyramidalis subsp. pyramidalis'te protogini, L. genistifolia subsp. confertiflora'da ise kısmi protandri eğilimi gözlenmiştir. Bulgular, çiçek yapısı ile polinatör davranışları arasında işlevsel uyum olduğunu ve bu uyumun tozlaşma başarısı üzerinde etkili olduğunu göstermektedir.
Sumak özütü ve fiber takviyeli nişasta esaslı akıllı ve aktif gıda ambalajı üretimi ve karakterizasyonu
Gıdanın kalite ve güvenliğini sağlamak amacıyla gıda ambalajlarının kullanımı oldukça önemlidir. Nişasta biyobozunur, ulaşılabilir ve ucuz olması nedeniyle gıda ambalajı üretiminde en çok kullanılan polimerlerden biridir. Bu tez çalışmasında, jel döküm yöntemi kullanılarak nişasta esaslı filmler üretilerek sumak (Smk) özütü ve bambu lifi (BL) ile desteklenmiştir. Gıda ambalajının antibakteriyel olması sayesinde gıdanın raf ömrü artarken gıda zehirlenmesi kaynaklı ölümler de azaltılabilir. Nişasta tek başına antibakteriyel olmadığı için yapılan bu çalışmada nişasta filmler literatürde antimikrobiyal olduğu bildirilen sumak (Rhus coriaria L.) özütü ilave edilerek bu özelliğin kazandırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, mekanik olarak zayıf bir polimer olan nişastayı güçlendirmek için bitki kökenli lifler kullanabilir. Bu çalışmada nişasta filmlere BL ilave edilerek mekanik özelliklerin güçlendirilmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında saf nişasta (%5 w/v), Smk (%5 v/v) katkılı nişasta ve Smk ile değişen oranlarda BL (%5, %10, %15 w/w nişasta) içeren nişasta filmler üretilmiştir. Elde edilen filmlerin kalınlık, yoğunluk, optik özellikleri, şişme, çözünürlük, su içeriği, su buharı geçirgenliği, pH duyarlılığı, antibakteriyel ve antioksidan aktivite ve mekanik özellikleri belirlenmiş olup, ek olarak SEM ve FTIR analizleri de yapılmıştır. Son olarak; toprağa gömme yöntemi ile biyobozunurluk testleri yapılmıştır. Smk ve BL içeren filmlerin kalınlık ve opaklıkları Smk katkılı filmlere kıyasla anlamlı ölçüde artarken yoğunlukları azalmıştır. Filmlerin su içeriği ve çözünürlük değerlerinde BL miktarı arttıkça anlamlı bir düşüş gözlemlenirken, şişme değerlerinde anlamlı bir fark oluşmamıştır. Smk ve Smk+BL filmler arasında su buharı geçirgenliği yönünden istatistiksel bir fark oluşmazken nişasta içeren filme göre hepsinde anlamlı bir düşüş gözlenmiştir. Mekanik testler sonucunda BL oranı arttıkça çekme mukavemeti artarken yüzde uzamanın azaldığı görülmüştür. Filmlerin antibakteriyel aktivitesi Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumonia ve Bacillus subtilis bakterileri üzerinde disk difüzyon yöntemi kullanılarak test edilmiştir. Elde edilen filmlerin Gram (+) ve Gram (-) bakterilere karşı etkili olduğu görülmüştür. DPPH testi sonucunda Smk içeren filmlerin iyi bir antioksidan aktivite gösterdiği ve bu antioksidan aktivitenin BL eklenmesiyle anlamlı bir değişiklik göstermediği görülmüştür. 12 hafta toprakta bekletilen filmlerin hepsinin kütlece %70'ten fazlasının bozunarak toprağa karıştığı gözlenmiştir. Elde edilen bulgular Smk özütü ve Smk+BL katkılı biyokompozit nişasta filmlerin gıda ambalajı uygulamalarında kullanım potansiyelinin olabileceğini göstermektedir. Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde nişasta – Smk özütü – BL içeren bir çalışmaya rastlanmamıştır. İlk kez bu tez çalışması kapsamında bu bileşimde filmler üretilerek literatüre katkı sağlanmıştır.
Epoksitlenmiş keten tohumu yağ içerikli biyopolimer filmlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Epoksi reçine ince filmleri, kaplama malzemeleri ve yalıtkan filmler gibi çeşitli uygulamalarda giderek artan bir şekilde kullanılmaktadır. Bitkisel yağlardan elde edilen biyoreçineler, petrol içerikli termoset reçinelere sürdürülebilir bir alternatif sunmaktadır. Bu nedenle, biyobazlı içeriğe sahip yeni film veya kaplama materyallerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, keten tohumu yağından (LO) epoksidasyon yoluyla epoksitlenmiş keten tohumu yağı (ELO) sentezlenmiş ve bisfenol A tipi epoksi reçine (ER) ile 3:2 ağırlık oranında karıştırılarak biyoiçerikli bir matris elde edilmiştir. ELO, FTIR analizleri ile karakterize edilmiş ve iyot sayısı ile epoksit grubu tayinleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan filmler, farklı oranlarda (%1, 3, 5, 7, 10 ve 15 ağırlıkça) ilave edilen Aynısefa çiçeği yağı (CldO) ile oluşturulmuş ve bu filmler; antibakteriyel, mekanik, termal, şişme davranışı, su içeriği, su buharı geçirgenliği, kimyasal dayanım ve biyobozunabilirlik özellikleri açısından incelenmiştir. Aynısefa çiçeği yağı ilavesi ile özellikle %10 CldO oranına kadar filmlerin çekme mukavemetinde dikkate değer bir artış gözlemlenmiştir. ELO ve CldO katkısı, film kalınlığında azalmaya yol açmıştır. Tüm film örneklerinin pH değerleri 7.1 ile 7.2 arasında bulunmuş ve bu değerlerin cilt pH'ı ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Filmlerin su buharı geçirgenlik oranları (WVTR) oldukça düşük olup 0.0082–0.0661 g/(m²·gün) aralığında ölçülmüştür. Ayrıca, CldO içeren filmler bazı patojen bakterilere karşı antibakteriyel aktivite göstermiştir. Biyobozunabilirlik performansı da CldO oranındaki artışla birlikte yükselmiş ve %15 CldO içeren filmde 42 gün sonunda biyolojik bozunma oranı %15.34 olarak tespit edilmiştir.
Silika mezogözenekli ilaç taşıyıcı maddelerin oksidatif strese maruz bırakılan retina pigment epitel hücreleri üzerinde etkilerinin incelenmesi
Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD), gelişmiş ülkelerde geri dönüşümsüz görme kaybının başlıca nedenlerinden biridir. Hastalığın patogenezinde retinal pigment epitel (RPE) hücrelerinde biriken oksidatif stresin önemli rol oynadığı bilinmektedir. Oksidatif stres, reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimi ile hücresel yapılara zarar vererek hücre ölümüne neden olur. Bu çalışmada, YBMD'nin in vitro modeli olarak kullanılan ARPE-19 hücrelerinde oksidatif stres indüklendi ve silika temelli, mezogözenekli bir yapı olan SBA-15 nanotaşıyıcılarının bu modele karşı koruyucu ve tedavi edici potansiyeli araştırıldı. SBA-15 yapısı sentezlendi ve morfolojik/yapısal karakterizasyonu TEM, SEM, BET ve BJH analizleri ile gerçekleştirildi. Yüzey modifikasyonu için trimetoksi[3-(metilamino) propil]silan, [3-(N, N dimetilamino) propil] trimetoksisilan ve 3-aminopropiltrimetoksisilan kullanılarak amin grupları ile fonksiyonelleştirme yapıldı. Fonksiyonel gruplar FTIR analiziyle doğrulandı. Ardından, antioksidan özellikleri ile bilinen doğal bir flavonoid olan Quercetin yüklemesi gerçekleştirildi, yükleme FTIR ve UV-Vis spektrumu ile doğrulandı. ARPE-19 hücre hatları kullanılarak saf SBA-15 ve amin grubu içeren modifiye SBA-15 yapılarının sitotoksik etkileri değerlendirildi. Elde edilen bulgulara göre, saf SBA-15'nin toksik etki göstermediği, ancak amin gruplarıyla fonksiyonelleştirilen SBA-15 yapılarının belirli bir düzeyde sitotoksisiteye neden olduğu tespit edildi. Oksidatif stres modeli oluşturmak amacıyla hücrelere artan dozlarda H₂O₂ uygulandı ve 300 µM H₂O₂'nin optimal stres dozu olarak belirlenmesiyle bu konsantrasyon referans alındı. Oksidatif strese maruz bırakılan hücrelerde, saf SBA-15 ve amin modifiye SBA-15 formlarının hücre canlılığını anlamlı derecede artırdığı ve oksidatif stresi azalttığı gözlemlendi. Quercetin yüklü SBA-15 yapılarının 24 saatlik inkübasyonunda, özellikle saf SBA-15 ve tersiyer aminle modifiye edilen SBA-15'nin stresi ortadan kaldırarak hücrelerde iyileşme sağladığı belirlendi. Bu çalışmanın sonuçları, SBA-15 temelli malzemelerin ARPE-19 hücrelerinde ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanımına ve oksidatif stresin azaltılmasındaki etkilerine yönelik literatürdeki ilk kapsamlı verileri sunmaktadır. Elde edilen bulgular, özellikle Quercetin yüklü SBA-15'nin tersiyer amin modifikasyonu ile sinerjik koruyucu etkisinin daha önce rapor edilmemiş olması açısından önem taşımaktadır. Ancak, bu öncül sonuçların klinik uygulamalara yönelik potansiyelini değerlendirmek için mekanistik çalışmalar ve in vivo deneylerle desteklenmesi gerekmektedir.
Bor-dipirometen (BODIPY) boyaları kullanılarak fotokatalitik hidrojen üretimi
Günümüzde enerji ihtiyacının büyük ölçüde fosil yakıtlardan karşılanması; hava kirliliği, sera gazı emisyonları, su ve toprak kirlenmesi, ekosistem tahribatı ve asit yağmurları gibi çevresel sorunlara yol açmakta, aynı zamanda insan sağlığını da tehdit etmektedir. Bu nedenle, sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelmek ve enerji verimliliğini artırmak, çevresel etkileri azaltma açısından kritik bir gereklilik haline gelmiştir. Hidrojen enerjisi, geleceğin temiz enerji taşıyıcısı olarak öne çıkmaktadır. Yenilikçi yöntemlerden biri olan fotokatalitik hidrojen üretimi, güneş enerjisini kullanarak suyun ayrıştırılması yoluyla hidrojen elde edilmesini mümkün kılan sürdürülebilir bir yaklaşımdır. Bu süreçte yaygın olarak kullanılan titanyum dioksit (TiO2) gibi yarı iletken fotokatalizörler, bant aralıklarının genişliği nedeniyle yalnızca UV bölgesinde aktif olabilmekte, bu da görünür ışık altında verimliliği sınırlandırmaktadır. Bu sorunu aşmak için, görünür bölge ışığı altında uyarılabilen boyar madde katkılı sistemler geliştirilmekte ve bu sistemler fotokatalizörlere entegre edilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, görünür ışık altında yüksek etkinlik gösterebilen Boron-dipirometen (BODIPY) tabanlı boyar maddelerin fotokatalitik hidrojen üretiminde ışığa duyarlılaştırıcı olarak kullanımı araştırılmıştır. BODIPY boyar maddeleri, yüksek mol absorbsiyon katsayısı, ayarlanabilir emisyon/absorpsiyon enerjileri ve yüksek floresans kuantum verimi gibi üstün optoelektronik özellikleri sayesinde etkili elektron transferi sağlayarak fotokatalitik reaksiyonlarda yüksek verimlilik sunmaktadır. Çalışma kapsamında, hidrofilikliği artırmak amacıyla -OH grubuyla fonksiyonlandırılmış BODIPY-tiyofen bazlı kovalent organik polimer (COP) yapıları sentezlenmiş ve fotokatalizör olarak kullanılmıştır. COP yapıları, ışık soğurma yeteneklerinin artırılması için BODIPY ile birleştirilmiş ve TiO2 nanoparçacıkları ile desteklenerek fotokatalitik sistemler oluşturulmuştur. Geliştirilen BODIPY-Th-COP-OH_TiO2 fotokatalizörü, hidroksil gruplarının kazandırdığı hidrofilik karakter sayesinde, BODIPY-Th-COP-CH3_TiO2 sistemine kıyasla daha yüksek hidrojen üretim performansı göstermiştir. Görünür ışık altında metanolün fedakâr reaktif olarak kullanıldığı sistemde, BODIPY-Th-COP-OH_TiO2 fotokatalizörü 0.197 mmol g-1 s-1, BODIPY-Th-COP-CH3_TiO2 ise 0.132 mmol g-1 s-1 hidrojen üretim kapasitesine ulaşmıştır. Tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar, BODIPY tabanlı boyar maddelerin uygun fonksiyonel gruplarla modifiye edilerek fotokatalitik performanslarının optimize edilebileceğini ve sürdürülebilir hidrojen üretiminde etkili bir yaklaşım sunabileceğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, çevre dostu enerji üretiminde yenilikçi malzeme tasarımlarının önemini vurgulamakta ve görünür ışık altında çalışan yeni nesil fotokatalizörlerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
İnsan osteosarkom hücre hattında (SAOS-2) emodin yüklü mezogözenekli silika malzemelerin biyokimyasal aktivite potansiyelinin araştırılması
Günümüzde kemoterapötik ajanların hedefe yönelik ve kontrollü salımı, klasik tedavilerin yol açtığı sistemik toksisite ve sınırlı etkinlik gibi sorunların aşılmasında kritik öneme sahiptir. Bu bağlamda nanoteknoloji temelli ilaç taşıyıcı sistemler, özellikle kanser tedavisinde terapötik ajanların hedef hücrelere etkin biçimde ulaştırılması açısından güçlü bir potansiyel sunmaktadır. Mezo-gözenekli silika nanomalzemelerin (MSNM), geniş özgül yüzey alanı, düzenli ve ayarlanabilir gözenek mimarisi, yüksek biyouyumluluk ve kolay yüzey fonksiyonelleştirilebilirlikleri sayesinde ilaç taşıma uygulamalarında öne çıkmaktadır. Bu tez kapsamında, mezo-gözenekli silika sınıfının temsilcisi SBA-15 nanomalzemelerin sentezlenmiş ve yüzeyleri primer, sekonder ve tersiyer amin grupları ile fonksiyonelleştirilmiştir. Elde edilen yapılar SEM, TEM, FTIR, N₂ adsorpsiyon/desorpsiyon-BET özgül yüzey alanı ve BJH gözenek çapı dağılımı analizleri ile karakterize edilmiştir. Ardından, doğal kaynaklı bir antikanser ajan olan Emodin nanoparçacıklara yüklenmiş; yükleme verimi ile kontrollü salım profilleri nötr ve asidik pH koşullarında değerlendirilmiştir. SBA-15, fonksiyonelleştirilmiş türevleri, serbest Emodin ve Emodin yüklü nanoparçacıklar; insan osteosarkom hücre hattı (Saos-2) ve sağlıklı endotel hücre hattı (HUVEC) üzerinde 24, 48 ve 72 saat inkübasyon sürelerinde test edilmiştir. Biyolojik yanıt, hücre canlılığı (MTT), morfolojik gözlemler ve apoptotik yanıt göstergeleri üzerinden incelenmiştir. Yükleme verimi en yüksek düzeye primer amin ile fonksiyonelleştirilmiş formülasyonda ulaşmıştır. Salım deneylerinde, sekonder aminli formülasyon her iki pH koşulunda da görece daha yüksek salım sergilerken, saf SBA-15 en düşük salım profiline sahip olmuştur. Hücre kültürü çalışmalarında primer ve sekonder aminli formülasyonların Saos-2 hücrelerinde belirgin antiproliferatif etki oluşturduğu; tersiyer aminli formülasyonun ise daha kontrollü/dengeli bir toksisite profili sunduğu gözlenmiştir. HUVEC üzerinde tersiyer ve primer aminli formülasyonların daha düşük toksisite göstermesi dikkat çekicidir. Elde edilen bulgular, uygun yüzey modifikasyonlarının Emodin'in kanser hücrelerine karşı etkinliğini artırırken sağlıklı hücreler üzerindeki istenmeyen etkilerini azaltabildiğine işaret etmektedir. Sonuç olarak, fonksiyonelleştirilmiş SBA-15 tabanlı mezo-gözenekli silika nanotaşıyıcılar, doğal antikanser ajanların hedefe yönelik ve görece daha güvenli uygulanmasında umut vadeden bir platform sunmaktadır.
Grafitik karbon nitrür (g-C₃N₄) uygulanan bakterilere ayva (Cydonia oblonga) ve böğürtlen (Rubus fruticosus) ekstraktlarının antimikrobiyal etkilerinin araştırılması
Günümüzde nanomalzemeler, artan bakteriyel direnç sorununa karşı yeni ve etkili çözümler sunmaları nedeniyle önem kazanmaktadır. Yapısal özellikler ile biyolojik yanıt arasındaki ilişkinin anlaşılması hem yeni malzeme tasarımına hem de mevcut uygulamaların geliştirilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada, g-C₃N₄ belirli koşullar altında termal ve kimyasal tabakalarına ayrılma yöntemleriyle sentezlendi ve elde edilen nanoparçacıklar FT-IR, SEM, BET ile Zeta potansiyel ölçümleriyle karakterize edilmiştir. FT-IR sonuçları, 1200–1600 cm⁻¹ aralığındaki karakteristik titreşimlerin g-C₃N₄ bulk nanoparçacığında daha belirgin olduğunu, 2400 cm⁻¹ bölgesindeki geniş bandın ise tabaka ayrılma işlemleri sonrasında yapısal düzenin zayıfladığını göstermiştir. SEM görüntülerinde, bulk g-C₃N₄'ün heterojen bir yüzey yapısına sahip olduğunu; termal tabakaların ayrılmasında gözenekliliğin arttığı, kimyasal tabakada daha pürüzlü fakat homojen bir morfoloji oluşturduğu; termal-kimyasal kombine edilmiş tabaka ayrılma ile elde edilen nanoparçacıkta yüzey düzenini belirgin olarak iyileştirdiğini ortaya koymuştur. BET analizleri, termal işlemde edilen g-C₃N₄ nanoparçacığının daha yüksek yüzey alanı ve gözenek hacminin olduğunu; buna karşı olarak bulk ve kimyasal tabaka ayrılmasında elde edilen g-C₃N₄ nanoparçacıklarının daha sınırlı adsorpsiyon kapasitesi gösterdiği saptanmıştır. Zeta potansiyeli ölçümleri, bulk, termal ve kimyasal tabaka ayrılmasında, nanoparçacıkların −15 mV düzeyinde kararlı dispersiyon özellikler gösterdiğini, buna karşılık termal-kimyasal kombine edilen tabaka ayrışmasında g-C₃N₄ nanoparçacığın −10.3 mV ile daha düşük kararlılık gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, ayva ve böğürtlen yapraklarından elde edilen ekstraktların iyileştirici potansiyeli değerlendirilmiş; fenolik analizlerde sırasıyla 1916,37 ve 1746 mg GAE/g değerlerine ulaşan yüksek fenolik içerik belirlenmiş, DPPH ve CUPRAC sonuçları güçlü antioksidan kapasitenin olduğu değerlendirilmiş ve HPLC verileri ile fenolik çeşitlilik saptanmıştır. Diğer bir aşamada, g-C₃N₄ ve türevlerinin, bitki ekstraktlarıyla birlikte veya tek başına 32–0,0625 mg/mL aralığında test edilmesi sonucunda, özellikle termal-kimyasal kombine edilmiş tabaka ayrılmasında elde edilen g-C₃N₄'ün Gram pozitif türlerde 32 mg/mL düzeyinde aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Bitki ekstraktları 2–8 mg/mL aralığında daha güçlü antibakteriyel aktivite göstermiştir; bazı birlikte uygulamalarda ise antagonistik OD artışları gözlemlenmiştir. g-C₃N₄ türevlerinin yapısal düzeni, yüzey özellikleri ve kolloidal davranışının biyolojik yanıtla yakından ilişkili olduğunu, bitki ekstraktlarının ise yüksek fenolik içeriğe bağlı güçlü bir iyileştirici potansiyel olduğu tespit edilmiştir. g-C₃N₄ ve türevlerinin yapısal özelliklerinin antibakteriyel yanıtı doğrudan etkilediğini; özellikle yüzey alanı ve morfolojisi iyileşen nanoparçacıkların Gram pozitif bakterilerde daha belirgin etkili olduğu değerlendirilmiştir. Ayva ve böğürtlen ekstraktlarının yüksek fenolik içerik ve güçlü antioksidan kapasite ile kayda değer bir biyolojik potansiyel sunduğu görülmüş; bazı birlikte uygulamalar antagonistik davranışlar sergilese de belirli koşullarda malzeme–ekstrakt uyumunun artırılabileceği anlaşılmıştır. Bu çalışma, hem g-C₃N₄ tabanlı nanoyapıların biyolojik uygulamalar için geliştirilmesine hem de bitki temelli doğal bileşiklerle desteklenen yeni antimikrobiyal stratejilerin tasarlanmasına yönelik bilimsel temeli güçlendirmektedir.
Farklı koyun ırklarına ait yapağılardan zirai amino asitlerin (organik gübre) geliştirilmesi için biyolojik ve kimyasal hidroliz yöntemlerinin optimizasyonu
Bitki yetiştiriciliğinde amino asitlerin kullanımı, bitki büyümesine etkisi, tane sayısı ve besinsel içeriğini artırması ve zararlıların engellenmesine katkıları nedeniyle, gittikçe rağbet edilen bir konudur. Yapağı (yün), geçmişte birçok alanda kullanılıyor olmasına rağmen, günümüzde yerini elyaf türü polimer malzemelere bırakmış ve atık olarak değerlendirilmeye başlanmıştır. Bu alandaki güncel çalışmalar ülkemizde yapağı fenotipi ve keratin başlığında değerlendirilmiştir, yabancı çalışmalarda ise yapağının takviye diyet proteini olarak kullanılabilirliğine dair çalışma bulunmaktadır. Çalışmamızda ülkemizde en fazla rağbet edilen ırklar; Akkaraman, Morkaraman, Merinos ve İvesi koyun ırklarına ait yapağılar kullanılmıştır. Yapağılardan aminoasit eldesi için biyolojik (enzimatik) ve kimyasal (asidik bazik) hidroliz yöntemleri kullanılmıştır. Optimizasyon parametrelerini enzim, kimyasal miktarı, zaman ve sıcaklık oluşturmuştur. Hidroliz işlemi sonrasında elde edilen numuneler UV Spektrofotometri cihazında grafikleştirilmiş ve LC-MS/MS yöntemi kullanılarak da toplam amino asit miktarı ve amino asit çeşitliliği nicel olarak belirlenmiştir. Böylece yapağıdan aminoasit eldesi için; en az enerji ve kimyasal madde harcanarak, en yüksek toplam aminoasit miktarının ve en çok amino asit çeşidinin elde edildiği hidroliz yöntemi belirlenerek, ideal bir proses ortaya konulmaya çalışılmıştır. Literatür taraması yapılarak, optimizasyon çalışmalarında sıklıkla kullanılan parametreler de baz alınmakla beraber, parametreler geniş bir spektrumda ele alınıp hem işlem sayısının fazla olması hem de işlem çeşitliliği bakımından literatüre katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir. Optimizasyon çalışmaları başlıca üç ana başlıktan oluşmaktadır ki bunlar, kimyasal hidrolizasyon, biyolojik hidrolizasyon ve hibrit hidrolizasyondur. Kimyasal hidrolizasyonda HCl 4,6 ve 8 molar derişim ile asidik optimizasyon için, NaOH 4,6 ve 8 molar derişim bazik optimizasyonda kullanılmıştır. Biyolojik hidrolizasyonda proteinaz-K ile ekstrakte edilmiş kuzu abomasumu özü kullanılmıştır. Kimyasal ve biyolojik hidrolizasyonlardan elde edilen numunelerde yapılan ölçümlerde içerik oranı yüksek olanlar hibrit hidroliz başlığı altında proteinaz-K ve esktrakte edilmiş kuzu abomasum özü eklenerek hidrolize edilmiştir. Hidrolizasyon sıcaklık parametreleri 45, 90 ve 120 santigrat derece, hidrolizasyon süresi ise 2, 8, 16 ve 24 saattir. Asidik optimizasyonda 144 işlem, bazik optimizasyonda 144 işlem, biyolojik hidrolizasyonda 96 işlem ve hibrit hidrolizasyonda 16 işlem yapılmıştır. Yapılan işlemler neticesinde çalışmada yer alan tüm koyun ırkların hidrolizatlarında toplam aminoasit içeriği varlığı belirlenmiştir. En yüksek toplam aminoasit içeriğine sahip olan koyun yünleri sırasıyla Morkaraman, İvesi, Akkaraman ve Merinostur. Hibrit hidroliz uygulamasında abomasum ekstraktının (pepsin) proteinaz-k'ya göre verimli olduğu değerlendirilmiştir.
İyon kanalları blokerlerinin karbonhidrat metabolizması ve diyabet üzerine olumlu olumsuz etkileri
İyon kanalları, hücre zarında bulunan ve iyonların zar boyunca hareketini kolaylaştıran büyük protein kompleksleridir. Karbonhidrat metabolizmasını etkileyen olaylar kan glikoz seviyelerini artırabilir veya azaltabilir. Diyabet, karbonhidrat, yağ ve protein metabolizmasının bozulmasıyla karakterize kronik, karmaşık bir metabolik hastalıktır. Bu tez çalışması, iyon kanalı blokerlerinin diyabet üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Diyabetik aktiviteyi belirlemek için, en çok tercih edilen iyon kanalı blokerlerinden olan; naringenin, meksiletin, azimilid, diazoksid, diltiazem ve verapamil çalışılmıştır. Bu blokerlerin hücre içi ve hücre dışı iyon konsantrasyonlarına etkisinin yanı sıra, hücrelerin şeker tüketim durumu ve enzim aktivitesi üzerine etkileri de analiz edilmiştir. Spektrofotometrik yöntem kullanarak α -amilaz ve α -glikozidaz enzim inhibisyonu belirlenmiştir. Hücre kültürü çalışmaları için, Alamar Blue yöntemi kullanılarak, hücre çoğalmasını etkilemeyen bileşik konsantrasyonu belirlenmiştir. Daha sonra, hücre içi sıvıdaki sodyum, potasyum ve kalsiyum iyonlarının konsantrasyonları indüktif olarak eşleşmiş plazma spektroskopisi (ICP-OES) yöntemi kullanılarak ölçülmüştür. Yapılan enzim aktivite çalışmalarında; α-glikozidaz enzimi üzerinde naringenin, meksiletin, diltiazem ve diazoksit bileşiklerinin inhibitör, verapamil ve azimilid bileşiklerinin ise aktivatör etkiler gösterdiği gözlemlenmiştir. α-Amilaz Enzimi ile yapılan çalışmalar sonucunda naringenin, azimilid, diazoksit ve diltiazem blokerlerinin bu enzimin aktivasyonuna neden olduğu, meksiletin ve verapamilin ise inhibitör etki gösterdiği gözlemlenmiştir. Hücre kültürü çalışmalarında iyon kanalı blokerleri yüksek ve düşük şeker oranlarında H9c2 ve PANC-1 hücre hatlarında nasıl etki gösterdiği araştırılmıştır. Deney sonucuna göre; yüksek glukoz ortamında meksiletin ve naringenin kas hücrelerinin şeker tüketimini teşvik edici etki gösterdiği, verapamil ve diltiazemin ise kas hücrelerinin şeker tüketimini düşürücü etki gösterdikleri görülmüştür. Tüm sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde naringenin α-glikozidaz enzimi için inhibitör olduğu, kas hücrelerinin şeker tüketimini teşvik nazara alındığında; diyabet hastaları için alternatif olarak kullanımının uygun olabileceği görülmekle beraber, α-amilaz enzimini aktive ettiği için öğün sırasında tüketilmesinin kan şekerini yükseltebileceği görülmektedir. Bu nedenle yemeklerden en az iki saat sonra alınması tavsiye edilebilir. Meksiletin, azimilid ve diazoksit iyon kanalı blokerlerinin antidiyabetik özellik gösterdiği ve diğerlerine nazaran diyabet hastaları için kullanımının daha uygun olduğu değerlendirilmiştir. Sonuç olarak iyon kanal blokerlerinin diyabetik koşullarda, normal koşullara göre farklı davranışlar sergilediği, bu nedenle nasıl kullanılması gerektiği ile ilgili bu çalışma ile yeni bir bakış açısı önerilmiş olsa da in vivo deneylerle daha net bulgulara ihtiyaç olduğu anlaşılmıştır.
CEA tespiti için elektrokimyasal immünosensörgeliştirilmesi
Bu çalışmada, karsinoembriyonik antijenin (CEA) tespiti amacıyla elektrokimyasal bir immünosensör geliştirilmiştir. Bunun için öncelikle altın elektrot yüzeyinde 3-merkaptopropiyonik asit (MPA) ve 11-merkaptoundekanoik asit (MUA) karışımı ile tek tabaka oluşturulmuştur. Daha sonra elektrot yüzeyi sırasıyla 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimid/N-hidroksisüksinimid (EDC/NHS), antiCEA ve sığır serum albumini (BSA) ile modifiye edilerek immünosensör hazırlanmıştır. Hazırlanan immünosensör için MPA/MUA oranı ile, MPA/MUA, EDC/NHS, BSA, anti-CEA ve CEA süreleri optimize edilmiştir. Elektrokimyasal ölçümler için diferansiyel puls voltametrisi kullanılmıştır. İmmünosensörün doğrusal aralığının 0.05-50 ng/mL, tespit limitinin ise 0.03 ng/mL olduğu belirlenmiştir.
Metal organik kafes yapıları kullanılarak antikanserojen ilaçların in-vitro etkilerinin belirlenmesi
Bu tez çalışmasında, Metal Organik Kafes (MOF) yapılarının antikanser ilaç taşıyıcı sistemler olarak kullanım potansiyeli detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, MOF yapılarının metotreksat (MTX) ilacı ile yüklenebilirliğini ve bu yapıların kontrollü ilaç salımı üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Bu doğrultuda, Gadolinyum (III) klorür heksahidrat ve tereftalik asit kullanılarak MOF yapıları sentezlenmiş ve bu yapılar metotreksat ile yüklenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan MOF yapıları FTIR, TGA, DSC ve XRD analizleri ile kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. FTIR analizleri, MOF yapılarının ve MOF-MTX kristallerinin kimyasal bağ yapılarını ve fonksiyonel gruplarını detaylı bir şekilde karakterize etmiştir. TGA analizleri, bu yapıların termal stabilitesini ve bozunma sıcaklıklarını belirleyerek termal dayanıklılıklarını ortaya koymuştur. DSC analizleri, MOF'ların termal özelliklerini detaylandırırken, XRD analizleri kristal yapılarının doğruluğunu sağlamıştır. Elde edilen veriler, MOF yapılarının metotreksat ile etkin bir şekilde yüklenebildiğini ve kontrollü ilaç salımı sağladığını açıkça ortaya koymaktadır. Bu çalışmada ayrıca, metotreksat yüklü MOF kristallerinin radyoterapi sırasında insan akciğer alveolar epitel hücreleri (A549) ve bronşiyal epitel hücresi (BEAS-2B) üzerindeki antikanserojen etkileri hücre kültürü ve in vitro radyoterapi denemeleri kullanılarak değerlendirilmiştir. MTT canlılık testi ile nanoparçacıkların akciğer kanseri hücrelerine yönelik antiproliferatif etkileri belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçları, MOF yapılarının antikanser tedavilerde potansiyel bir ilaç taşıyıcı olarak kullanılabileceğini ve bu yapıların ilaç salım profillerinin optimize edilebileceğini göstermektedir. Bu tez çalışması, MOF yapılarının biyomedikal uygulamalarda kullanımını destekleyen önemli bilgiler sağlamaktadır ve gelecekteki antikanser teda vilerinde yenilikçi yaklaşımlar sunma potansiyeli taşımaktadır.
Timokinonun, ilaç salınım sistemi için liposomal kapsüllenmesi, stabilite çalışmaları karakterizasyonu ve rahim ağzı kanser hücrelerinde in vitro anti kanserojen etkisinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, çörek otu yağından elde edilen biyolojik olarak aktif bileşen timokinonun (TQ), lipozomal sistemler aracılığıyla hedeflenmiş ilaç taşıyıcısı olarak kullanımı araştırılmıştır. TQ'nun düşük suda çözünürlüğü ve biyoyararlanımı nedeniyle, stabilitesini ve terapötik etkinliğini artırmak amacıyla lipozomal formülasyonlar geliştirilmiştir. Formülasyonlar üç farklı yapıda hazırlanmıştır: boş (blank) lipozom, TQ yüklü lipozom (TQ-LP) ve kitosan kaplı TQ yüklü lipozom (CS-TQ-LP). Fosfolipit içeriği yumurta sarısından elde edilerek formülasyonların temel yapı taşı olarak kullanılmıştır. Lipozomal yapılar ince film hidratasyon tekniği ile hazırlanmış ardından sonike edilip liyofilizasyona tabi tutulmuştur. Hazırlanan preparatlar partikül boyutu, zeta potansiyel, Polidispersite İndeksi(PDI), enkapsülasyon verimi, morfolojik yapı (TEM), FTIR, DSC ve XRD analizleri ile karakterize edilmiştir. UV-vis spektrofotometre ile TQ'nun enkapsülasyon verimi hesaplanmıştır. Blank, TQ-LP ve CS-TQ-LP formülasyonlarının partikül boyutları sırasıyla 265,1nm, 222,3 nm ve 277,4 nm, zeta potansiyelleri -27,19, –36,96 mV ve –34,05 mV olarak ölçülmüştür. Enkapsülasyon verimleri %94'ün üzerindedir. XRD ve DSC analizlerinde TQ'nun amorf faza geçtiği ve taşıyıcı matrise başarıyla entegre olduğu doğrulanmıştır. TEM analizlerinde küresel ve heterojen yapılar gözlenmiş, FTIR spektrumlarında ise bileşenler arası etkileşimler tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular paralelinde, TQ'nun lipozom ile enkapsülasyon formunun kanser hücresi modeli olan HeLa hücreleri üzerinde daha toksik etki gösterdiği ve bu durumun, hem hedefleme hem de kontrollü salım kapasitesi açısından avantaj sağladığını göstermektedir. Sonuçlar, TQ'nun lipozomal formülasyonu ile biyolojik etkinliğinin artırılabileceğini ve rahim ağzı kanseri gibi hedefli kanser tedavilerinde umut vadeden bir yaklaşım olduğunu ortaya koymuştur.
İnsan gözünün yapısal ve işlevsel özelliklerinin 3 boyutlu modellenmesi ve görmenin interaktif simülasyonu
Bu tezde insan gözünün yapısal ve işlevsel özelliklerini tanımlayan üç boyutlu web tabanlı interaktif modeller oluşturulması, görme ile ilgili mekanizmaların bilgisayar ortamında canlandırılmalarının gerçekleştirilmesi ve elde edilen materyal ile bir eğitim modülü hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla, elde edilen verilerden yola çıkılarak gözün fizyolojik anatomisi, retina hücreleri, görme yolları ve görme korteksi alanları üç boyutlu olarak modellenmiştir. Göz optiğinin temel ilkeleri, mercekler ve çalışma mekanizmaları, fototransdüksiyon, görme keskinliği, renkli görme ve kırma kusurları ile ilgili iki ve üç boyutlu canlandırmalar yapılmış; göz kaslarının interaktif modeli ile dokuz farklı göz hareketi sanal ortamda görsel olarak temsil edilmiştir. Hazırlanan tüm görsel materyalden web tabanlı interaktif eğitim modülü hazırlanmıştır. Hazırlanan eğitim modülüne bilgisayar ve mobil cihazlar üzerinden erişim sağlanmıştır. Eğitim modülüne erişim sağlayan kişilerin geri bildirimlerini almak üzere bir anket hazırlanmış, sisteme entegre edilmiştir. Tez çalışmasını takip eden süreçte, interaktif öğrenmenin uzun dönem yanıtlarının takip edilmesi planlanmıştır.
Androjen reseptörünün olası hedeflerine bağlanma dinamiğinin çalışılması
Normal prostat hücrelerine benzer şekilde prostat kanseri hücreleri, büyümek ve hayatta kalabilmek için androjenlere ihtiyaç duyar. Prostat kanserinin büyümesi, hücre çoğalması/hücre ölümü oranına bağlıdır. Prostat kanserinde, çoğalma oranı ölüm oranından daha yüksektir ve sürekli büyümeye neden olur. Androjenler ve AR bu oranın ana düzenleyicisidir. AR prostat gelişiminde ve karsinogenezde transkripsiyonel faktör olarak kilit rol oynamaktadır. AR'ın olası hedef genlere bağlanma dinamiğini araştırmak prostat kanserinde AR patofizyolojisini aydınlatmak için gereklidir. Bu amaçla bu tez çalışmasında nutlin3a varlığında p53 stabilizasyonunun AR'ın transkripsiyonel hedeflerine bağlanma dinamiği, hücre içi lokasyonunu nasıl etkilediği ve AR transaktivasyonu üzerindeki etkisi araştırıldı. LNCaP hücrelerine nutlin3a uygulanarak sağlanan p53 stabilizasyonunun AR yolağı üzerindeki etkisi western blot analizi yapılarak araştırıldı. AR transaktivasyonundaki değişimi araştırmak için nutlin3a'nın farklı dozları uygulanarak Lüsiferaz Reporter assay analizi yapıldı ve transaktivasyonunun düşük dozlarda baskılandığı anlaşıldı. AR transaktivasyonun baskılanmasının translokasyondaki ekisini anlamak amacıyla immünofloresan deneyi ve sitoplazmik-nükleer fraksiyonlama sonrasında western blot analizi yapılarak araştırıldı ve nutlin3a'nın MDM2 aracıklı AR transaktivasyonundaki azalmanın sitoplazmik tutulumdan kaynaklandığı sonucuna varıldı.
Urmiye gölünden alınan örneklerde arseniğe dirençli bakterilerinizolasyonu, tanımlanması, fenotipik ve moleküler karakterizasyonu
Yeraltı sularının, nehirlerin ve tarımsal çiftliklerin yaygın arsenik kontaminasyonu, yaygın arsenik zehirlenmesine ve sonuç olarak sağlık ve ekonomi ile ilgili sorunlara yol açmaktadır. Dünya çapında milyonlarca insan arsenik kontaminasyonu ile tehdit altındadır, bu nedenle olası küresel felaketi önlemek için ciddi önlemler alınmalıdır. Son yıllarda, biyoremidasyon uygulamalarının yolunu açan bakteriyel arsenik detoksifikasyonu ve metabolizmasını anlamak için birçok çalışma yapılmıştır. Bu tez çalışmasında, arsenik dirençli bakterileri, kurumakta olan Urmiye gölün'den izole ve karakterize etmeye çalışılmıştır. İlk izolasyon için, 10mM arsenat ve % 7,5 NaCl içeren ve 9,5 pH'ya ayarlanan LB ortamı kullanılmıştır. Bakterilerin tanımlanması fenotipik ve genotipik çalışmalara dayanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen toplam on izolat için 16s rDNA analizi, tüm suşların esas olarak Bacillus cinsine ait olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bazı suşlar için, arsenat ve arsenit maksimum tolerans konsantrasyonu yüksek değerlerde saptanmıştır, sırasıyla; 320mM ve 32mM. Bütün suşlarda arsenat redüktaz geni (arsC) tespit edilmiştir. arsB geni, Bacillus sp. S1, S8, S12 ve E15 suşları haricinde tüm suşlarda saptanmıştır. Solunum arsenat redüktaz (arrB) ve arsenit oksidazın (arxA) metabolik genleri izolatların hiçbirinde tanımlanamamıştır.
Biyomoleküllere yönelik moleküler damgalanmış polimerler için hesapsal yaklaşım
Moleküler olarak damgalanmış polimerlerin (MIP'ler) hazırlanması zaman alıcıdır. MIP'lerin hazırlanma protokolleri, monomer seçimi, kalıp molekülü için uygun porojen, çapraz bağlayıcı ve stokiyometri oranını içerir. Hesapsal yöntemleri kullanmak, zaman ve maliyeti kısaltabilir. Hedef molekül ve monomerler için başlangıç yapıları oluşturmak için, Spartan 16'da konformasyonel dağılım uygulanmıştır. Kompleksler üzerinde çalışılmıştır. İlk geometriler, moleküler mekanik yöntemle konformasyonel dağılımla elde edildikten sonra, bu geometriler yarı ampirik yöntemlerle hesaplandı. Bir sonraki aşamada, kompleksler arasından enerji olarak en kararlı ve bazı daha az kararlı yapılar seçildi. Bu kompleksler için ayrıca Yoğunluk Foksiyoneli Teorisi (DFT) yöntemi kullanılarak daha yüksek seviyelerde hesaplamalar gerçekleştirildi. DFT çalışmalarında, bu yapılar Gaussian 09'da ωB97XD fonksiyoneli ve 6-311++G(d,p) baz seti ile hesaplanmıştır. MIP sisteminde solvent etkisini gözlemlemek için, hesaplamalarda Polarizable Continuum Model (PCM) kullanılmıştır. Ayrıca çapraz bağlayıcı moleküllerin pre-polimerizasyon kompleksine etkileri incelendi. Hidrojen bağları, moleküler olarak basılmış polimerlerin oluşumu ve stabilitesi için önemlidir. Hidrojen bağı etkileşiminden zayıf etkileşimler de moleküler tanımada etkilidir. Bu çalışmada bu etkileşimler ve MIP üzerindeki etkileri incelendi.
İran Astragaluslarından triterpen saponinlerin izolasyonu ve immün sistem üzerindeki etkilerinin araştırılması
Fabaceae (Leguminosae) familyasının üyesi olan Astragalus cinsi dünya üzerinde yaklaşık 2000 tür ile vasküler bitkiler arasında en büyük cinsi oluşturmaktadır. Bu cinsin Kuzey Amerika'da 372 ve Avrupa'da 133 türü tanımlanmıştır. Astragalus cinsi Türkiye'de 224 tanesi endemik olmak üzere 450 tür ile temsil edilmektedir (Çeçen vd, 2016; Davis, 1970). İran'daki bitki örtüsünde ise yaklaşık 900 türü bulunmaktadır (Osaloo vd., 2003). Bazı Astragalus türlerinin kurutulmuş köklerinden elde edilen Radix Astragali (RA), geleneksel tıpta hayvan ısırmaları ve zehirlenmelerinde, yaralanmalarda ve yanıklarda, lösemi ve rahim kanseri tedavilerinde iyileştirici etkisinden dolayı kullanılmaktadır (Çakilcioğlu ve Turkoğlu, 2010; Graf, 1992). Bugüne kadar yapılan çalışmalarda Astragalus türlerinden izole edilen oleanan ve sikloartan iskeletine sahip saponinlerin, antiviral (Gariboldi, 1995), immünostimülan (Çalış vd., 1997; Bedir vd., 2000c; Yeşilada vd., 2005; Nalbantsoy vd., 2011), kardiyotonik (Khushbaktova vd., 1994), sitotoksik (Radwan vd., 2004), anti-protozoal (Özipek vd., 2005), yara iyileştirici (Sevimli-Gür vd., 2011) gibi biyolojik aktiviteleri rapor edilmiştir. Grubumuz tarafından da Astragalus türlerinden birçok oleanan ve sikloartan tipi triterpen saponin izole edilmiş ve bu bileşiklerin immünostimülan, anti-protozoal, anti-kanser, sitotoksik aktivite ile birlikte hemoliz etkileri incelenmiştir (Bedir vd., 1998, 1999a,1999b; Çalış vd., 1997; Çalış vd., 2008; Polat vd., 2009, 2010; Horo vd., 2010, 2012; Savran vd., 2012; Gülcemal vd., 2011, 2012, 2013; Denizli vd., 2014). Astragalus türlerinden (AST) izole edilen saponinler üzerinde yapılan in vitro ve in vivo çalışmalar sonucunda bu grup bileşiklerin IL-2 seviyesini anlamlı şekilde indüklediği ortaya konmuştur (Yeşilada vd., 2005; Nalbantsoy vd., 2011, 2012). Astragalus türlerinin dünya üzerindeki yayılımı dikkate alındığında, bu bitkinin çeşitliliği yönünden en zengin ülke olan İran'da fitokimyasal ve/veya sekonder metabolitlerinin immünomodülatör etkileri üzerine kayda değer bir çalışma yapılmadığı görülmüştür. Sunulan doktora tezinde, İran/İran-Turan bölgelerine ait Astragalus türleri ve immünomodülatör aktiviteleri üzerine ileri çalışmaların yapılması hedeflenmiştir. Bu tez kapsamında, ince tabaka kromatografisi kullanılarak 22 İran-Turan Astragalus türü toplanmış ve bu türler içerisinden saponince zengin 3 Astragalus türü (Astragalus brachycalyx FISCHER, Astragalus karjaginii BORISS, Astragalus leiophyllus FREYN & BORNM) fitokimyasal olarak incelenmiş ve izole edilen bileşiklerin yapı tayinleri 1D- ve 2D-NMR, ESI-MS ve HR-MS kullanılarak yapılmıştır. Toplamda 3 farklı Astragalus bitkisinden 37 bileşik izole edilmiş ve bu bileşiklerden 4 tanesinin (3-O-β-D-ksilopiranozil-6-O-β-D-glukopiranozil-16-O-β-D-glukopiranozil-3β,6α,16β,24(S),25-pentahidroksisikloartan, 3-O-[α-L-arabinopiranozil-(1→2)-β-D-ksilopiranozil]-6-O-β-D-glukopiranozil-16-O-β-Dglukopiranozil-3β,6α,16β,24(S),25-pentahidroksisikloartan, 6α,16β,24(S),25-tetrahidroksi-sikloartan-3-on ve 6-O-β-D-ksilopiranozil-3β,6α,16β,24(S),25-pentahidroksisikloartan ) bilim dünyası için yeni olduğu saptanmıştır. Elde edilen ekstrelerin ve bazı bileşiklerin immün sistem üzerinde etkileri insan kanı kullanılarak immünomodülatör sitokinlerin salınımına etkisi ve insan eritrositlerine karşı hemolitik aktiviteleri yönünden incelenmiştir. Test edilen ekstre ve bileşiklerin (3 µg ve 6 µg dozlarla) IL-2, IL-17A ve INF-γ sitokin salınımını anlamlı şekilde yükseltmiştir ancak test edilen ekstre ve bileşiklerin (2,5, 12,5, 25, 50, 125, 250, 500, 5000 μg/mL dozlarla) herhangi bir hemolize neden olmadığı belirlenmiştir.
Petrokimya endüstrisindeki gaz emisyonlarının biyoteknolojik olarak değerlendirilmesinin araştırılması
Atmosferdeki CO2 seviyesi ve buna bağlı olarak gelişen iklim değişikliği dünya genelinde önemli bir kaygı oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında bu soruna bir çözüm arayışı kapsamında, endüstri kaynaklı CO2'nin biyoteknolojik olarak yakalanarak değerli bir ürün ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyometana dönüştürülmesi hedeflenmiş ve bu kapsamda hem simüle gazlarla hem de gerçek atık gazları ile denemeler gerçekleştirilmiştir. Tezin ilk bölümünde özgün HYBRID biyoreaktör konfigürasyonu ile çalışmalar başlatılmıştır. Bu bölümde, optimum H2/CO2 değeri ve hacimsel gaz yükleme hızları araştırılmıştır. En başarılı metan üretimi stokiyometrik olarak da beklenildiği gibi H2/CO2: 4:1 oranında tepe gazı bileşenleri arasında %86 olarak analiz edilmiştir. Ayrıca reaktör içerisindeki metanojenik biyoçeşitlilik PZR ve DGGE teknikleri ile analiz edilmiştir. Mikrobiyota analizi sonuçları incelendiğinde, beklenildiği üzere arke sayısının bakteri sayısından yaklaşık olarak 1 log (10 kat) fazla olduğu görülmektedir. Reaktör içerisinde hidrojenotrofik metanojenlerin dominant olduğu gözlemlenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, immobilize biyoreaktörlerde dört farklı dolgu materyali ile (MBBR, cam boncuk, pomza ve cam halka) biyometan üretimi gerçekleşmiştir. Bu çalışmada elde edilen metan yüzdeleri %80, %75, %65 ve %78 olarak gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması ülkemizdeki sanayi kuruluşları için CO2 gaz atığını değerlendirme ve bu atığı yenilenebilir bir enerji kaynağına dönüştürme potansiyeli ile sürdürülebilir bir iş modeli olarak çözüm sağlanabileceğini göstermektedir.
Antimikrobiyal özellikteki peptitler ile nanopartiküler sistemler yardımıyla yarı katı bir formülasyon geliştirilmesi
Bu tezde antimikrobiyal peptitler kullanılarak veziküler sistemler yardımı ile yara iyileştirme etkili bir yarı katı formülasyon geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Veziküler sistemler, etkin madde olarak seçilen antimikrobiyal peptitlerin yara üzerine etki süresini uzatmak, stabilitesini artırmak amacı ile seçilmiş ve çalışma boyunca niozom formu üzerine iyileştirmeler yapılarak optimal formülasyona ulaşılmaya çalışılmıştır. En uygun formülasyona ulaşmak amacı ile, etkin madde in vitro yara iyileşme dozu belirlenmesi, niozom karakterizasyonunda mikroskobik gözlemler, partikül boyutu ve zeta potansiyel ölçümleri, diferansiyel tarama kalorimetre ölçümleri, taramalı elektron mikroskobu görüntüleri; yarı katı formülasyon karakterizasyonunda pH ve reoloji ölçümleri, dissolüsyon çalışmaları, stabilite incelemeleri ve salım kinetik modellemeleri tamamlanmıştır. Anahtar sözcükler: Yarı-katı, antimikrobiyal peptit, hBD-3, LL-37, veziküler sistemler, niozom, yara iyileşme, yara.
Antibakteriyel ve antifungal özellikte polimerik nanomalzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve deri endüstrisinde kullanılabilirliğinin araştırılması
Bu tezde, antibakteriyal ve antifungal özelliklere sahip olan çay ağacı yağı'nın (TTO) kontrollü salımı için yapısında hidrofobik gruplar bulunan poli(HEMA-MAPA) nanopolimeri sürfaktansız emülsiyon polimerizasyon yöntemi ile sentezlendi. TTO'in zaman ve başlangıç konsantrasyonuna karşı maksimum adsorbsiyon koşulları belirlendi. Nanopolimerik malzemenin karakterizasyonu için SEM, FTIR, Zeta-boyut, Zeta- potansiyel ve EDS ölçümleri yapıldı. Yapılan denemelerde, fenilalanin aminoasitini içeren poli(HEMA-MAPA) nanopolimerine maksimum TTO bağlanma koşulları belirlendi; etanol içinde, 25 oC sıcaklıkta, 45 dakika süre ile 2,5 mg/mL TTO konsantrasyonunda maksimum 55,44 mg TTO bağlanma miktarı hesaplandı. Optimum koşullarda TTO bağlanan nanopolimerlerin salım koşullarının incelenmesi için pH ve sıcaklık denemeleri yapıldı. Selüloz membranlar içerisine konulan nanopolimer ilk dakikalarda yüksek hızlarda, daha sonra düşük hızlarda salım davranışları gerçekleştirerek, yüksek oranlarda madde salımı gerçekleştirdiği görüldü. Geliştirilen nanomalzeme, deri endüstrisinde kullanılan zararlı kimyasalların yerine geçebilecek, insan sağlığını olumsuz etkilemeyen ve doğaya dost bir ürün olduğu düşünülmektedir. Bu nanomalzemenin deri içine absorplanmasıyla antibakteriyel ve antifungal deri ürünleri geliştirilip tekstil sektörü gibi farklı sektörlere kullanım olanağı sağlanabilir.
Biyomoleküler etkileşime yönelik elektrokimyasal nükleik asit biyosensörlerin geliştirilmesi
Tez çalışmamızın ilk kısmında, nükleik asit hibridizasyonuna dayalı biyomoleküler etkileşimden yola çıkılarak mikroRNA tayininin daha hassas ve duyarlı bir şekilde, daha hızlı, pratik ve düşük maliyetle yapılabileceği elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda tek kullanımlık kalem grafit elektrot (PGE) yüzeyi, kovalent bağlacıyı ajan (CA) ve iyonik sıvı (IL) ile modifiye edilerek kanser ve birçok hastalığın teşhisinde önemli bir biyobelirteç olarak tanımlı mikroRNA-34a tayinine yönelik bir biyosensör (IL-CA-PGE) geliştirilmiştir. Sensörün mikroskobik yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), elekrokimyasal karakterizasyonu ise elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve dönüşümlü voltametri (CV) yöntemleri ile yapılmıştır. IL-CA-PGE yüzeyine immobilize edilecek DNA prob konsantrasyonu, miRNA-34a hedef konsantrasyonu, hibridizasyon süresi ve oluşan hibritin elektrot yüzeyine immobilizasyon süresi EIS tekniği ile optimize edilmiştir. DNA probu ve mikroRNA-34a hedef arasında hibrit oluşumuyla biyomoleküler etkileşime dayalı mikroRNA-34a tayini EIS tekniği ile yüzeydeki direnç farklanması izlenerek gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, geliştirilen biyosensörün uygulanabilirliğinin incelenmesi amacıyla yapay serum ortamında (FBS) miRNA tayini yapılmıştır. Farklı mikroRNA dizileri varlığında ise biyosensörün seçimliliği tampon çözeltisi ve FBS ortamında test edilmiştir. Tez çalışmamızın ikinci bölümünde, bir mikotoksin olan Fumonisin B1 (FB1) ile çift sarmal DNA'nın etkileşimini incelemek amacıyla PGE kullanılmıştır. Literatürde ilk kez FB1'in DNA ile etkileşimi elektrot yüzeyinde EIS tekniği kullanılarak incelenmiştir. DNA konsantrayonu, FB1 konsantrasyonu ve etkileşim süresi empedimetrik yöntemle optimize edilmiştir DNA biyosensörünün FB1'e seçimliliği farklı mikotoksinlerin; Zearalenon (ZEN), Deoksivinalenol (DON), Okratoksin A (OTA)'nın oranındaki karışım ortamlarında test edilmiştir. Biyomoleküler etkileşimlerin tek kullanımlık elektrokimyasal biyosensörlerle algılanmasına yönelik tez çalışmasında daha duyarlı ve seçimli bir şekilde tekrarlanabilir sonuçlar elde edilmesi gelecekte farklı miRNA ve toksin analizlerinin güvenle yapılabileceğini göstermektedir.
Biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere polimerik tabanlı kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, elektroeğirme ve spin kaplama yöntemleri kullanılarak invaziv nöral implant ve protezlere uygun polimerik tabanlı kompozit malzemelerden arayüz geliştirilmiştir. Doğal bir biyopolimer olan ve biyomedikal alanda geniş kullanımlarasahip kitosan, biyoçözünürlüğü yavaş olması sebebiyle uzun dönemli invaziv uygulamalarda tercih edilmekle birlikte elektroeğirmede işlem performasını olumlu etkileyen polikaprolakton ve nöral hücrelerin elektroaktif hücreler olmaları sebebiyle grafen ile kompozitler oluşturulmuştur. İnce film kaplamalar için grafen/kitosan kompozitler tercih edilirken nanolif yüzeylerin üretimi için grafen/PCL kompozitler hazırlanmıştır. Karakterizasyon için taramalı elektron mikroskopisi (SEM), XRD analizi, Raman spektroskopisi, FTIR spektroskopisi. TG-DTG termogram analizleri, dört nokta prob yöntemi, elektrokimyasal empedans analizi; yüzeylere ekilen hücrelerin proliferasyonlarının belirlenmesi için MTT testi uygulanmıştır. Kontrolden yüksek proliferasyon değerlerine sahip yüzeylere aktin-DAPI boyama uygulanarak floresans mikroskobisinde hücrelerin nörit geliştirme özellikleri incelenmiştir. Hücre canlılığı ile nörit gelişiminin, elektriksel iletkenlikle paralel olduğu ve grafen katkılı nanolifler üzerinde nörit sayısının, filizlenmenin ve nörit uzunluklarının arttığı, grafen katkılı PCL nanolif yüzeylerin invaziv nöral uygulamalarda kullanıma uygun oldukları gösterilmiştir. Çalışmanın önemli bilimsel katkılarından bir diğeri de grafen katkılı PCL nanolif üretiminde elde edilen başarılı sonuçlardır
Türkiye'deki biyoteknoloji sektörünün yapısı ve inovasyon kapasitesinin belirlenmesi
Bu tezde Türkiye'deki biyoteknoloji alanında faaliyet gösteren ekosistem paydaşlarının durumu, coğrafi dağılımı ve bu alanda faaliyet gösteren özel sektör firmalarının Ar-Ge ve inovasyon kapasitesinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Öncelikli olarak biyoteknoloji konusu terminolojik olarak sonrasında da ülkemizdeki ve dünyadaki gelişimi özet olarak incelenmiştir. Ülkemizdeki kamu ve özel kuruluş yapıları ile beraber ekosistemin tüm paydaşları interaktif bir harita ile bir araya getirilmiştir. Bu haritada Üniversiteler, Kamu ve Özel Sektör Ar-Ge Merkezleri, Tematik Araştırma Merkezleri ve başta gıda, sağlık ve endüstriyel alanlarda üretim yapan biyoteknoloji firmalarına yer verilmiştir. Son olarak çalışmaya katılan biyoteknoloji alanında faaliyet gösteren firmaların inovasyon performansı farklı parametrelerinde analiz edilerek, biyoteknololoji alanında faaliyet gösteren firmaların Ar-Ge ve inovasyon yapısı analiz edilmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına göre Ar-Ge ve inovasyon kapasitelerinin artırılması ve sorunların giderilmesi için öneriler geliştirilmiştir.
Otsu bitkilerin plastinasyonu
Bu tez çalışmamızda kuş, memeli, sürüngen gibi hayvan dokularının korunmasında uygulanan plastinasyon yönteminin bitki dokusuna uyarlanarak morfolojik özelliklerini koruyan plastine bitkiler elde edilmesi amaçlanmıştır. Tez öncesi yaklaşık on beş deneme şeklinde ön çalışma gerçekleştirilmiş ve bunlardan sekizinin tez içinde değerlendirilmesi uygun bulunmuştur. Gerçekleştirilen tez çalışmasında iki ana bölüm bulunmaktadır: Bunlardan ilki otsu bitki morfolojisini etkin olarak koruyan tespit solüsyonu ve yönteminin belirlenmesi; ikincisi ise tespitli otsu bitkilerin plastinasyonuna uygun malzemelerin ve yöntemin belirlenebilmesidir. Çalışmamızda, bitkilerin tespiti için çeşitli kimyasallardan oluşan solüsyonlar uygulandı ve dehidrasyon basamağında alkol ve aseton serilerinden geçirildi. Tezin ikinci bölümünü oluşturan plastinasyon malzemesi ve yöntemi olarak silikon ve gliserin maddelerinin kullanımı tercih edildi. Plastinasyon yöntemi uygulandı. Tespit solüsyonu için en uygun içerik ve yöntemin Shamasundar'ın çalışmasından esinlenerek hazırladığımız yöntemin olduğu sonucuna varıldı. Gliserin impregnasyon uygulamalı plastinasyon tekniği sonucunda elde ettiğimiz ürünler toksik olmayan, kokusuz, kuru ve dayanıklı materyaller olarak aslına en yakın morfolojik özellikleri korur şekilde elde edildi.
Terapötik bir monoklonal antikorun ortogonal kromatografik metotlarla karakterizasyonunun yapılması
Biyoteknolojik ilaç sınıfının en büyük kolu monoklonal antikorlardır. Terapötik monoklonal antikorlar farmasötik alanda 1986 yılından beri kullanılmaktadır. Son 5 yılda 40'ın üzerinde terapötik monoklonal antikor FDA tarafından onaylanmıştır. Son 10 yılda biyoteknolojik ilaçların pazar payı hızla yükselmektedir. Patentli orijinal biyoteknolojik ilaçların patent sürelerinin bitmesi biyobenzer pazarını doğurmuştur. Biyobenzer monoklanal antikor adayları regulasyonlara uygun olarak çok iyi karakterize edilmesi gerekmektedir. Orijinal moleküle fizikokimyasal benzerlik klinik olarak biyobenzerin güvenlik ve etkinlik başarısını arttırmaktadır. Kromatografik yöntemler, monoklonal antikorun fizikokimyasal özellikleri ve karakterizasyonun belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Protein A, Ters faz kromatografisi, Hidrofobik etkileşim kromatografisi, Hidrofilik etkileşim kromatografisi, Boyut eleme kromatografisi ve Katyon değişim kromatografisi kullanılarak ortogonal yöntemler ile Belimumab terapötik monoklonal antikoru karakterizasyonu yapılmıştır. Belimumab monoklonal antikoru Hc bölgesi amino asit sekansı sonucunda Gln-Asp-Glu-Leu-Thr-Gln-Asp-Pro-Ala-Val peptidine sahip olduğu bulunmuştur. Amino asit kompozisyonu analizi ile Triptofan ve Sistein elde edilememiştir. Belimumab amino asit kompozisyonunda en az metiyonin amino asitine, en fazla serin amino asitine sahiptir. Protein A kromatografisi ile miktar tayini metotu geliştirilmiştir. Doğrusallık grafiği R2=0,9994 bulunmuştur. Ters faz kromatografi miktar tayini ve impürite metotları geliştirilmiştir. Ters Faz doğrusallık grafiği R2=0.9998 bulunmuştur. İmpurite metotunda yaklaşık %8 impurite bulunmuştur. Hidrofobik etkileşim kromatografisi ile okside örnekler ayrılmıştır. Hidrofilik etkileşim kromatografisi ile Glikan profili ve %35 ile en fazla G1Fa glikanı olduğu bulunmuştur. Katyon değişim kromatografisi ile yük varyantlarının %8-12 arasında değiştiği ve asidik varyantların bazik varyantlardan fazla olduğu bulunmuştur. Molekül ağırlığı Sec-malls sistemi ile 142-145 kDa arasında olduğu, kütle spektroskopisine göre 147.016 kDa olduğu bulunmuştur. Bu tez çalışması ile Belimumab orijinal monoklonal antikorun fizikokimyasal özellikleri ve karakterizasyon profili belirlenmiştir.
İnsan spermatogonial kök hücrelerin iki ve üç boyutlu In vitro kültürü
Erkek inferilite sebeplerinden olan azospermi, semen örneğinde hiç sperm görülmemesidir. Spermatogenez erkekte puberte ile başlayıp mitoz ve mayoz bölünme aşamalarından geçerek spermatid oluşumu gerçekleşir. Bu süreci spermatogonium hücreleri mayoz aşamasını kontrol eden faktörler ile ileri farklılaşma göstererek tamamlar. Azospermi olgularında testiküler sperm ektrasiyonu (TESE) ile testisden alınan örneklerde sperm taraması yapılır. Fakat TESE örneklerinde sperm gözlenemeyen olgularda yardımcı üreme teknikleri uygulanamamaktadır. Çalışmada sperm gözlenmeyen fakat spermatogonial hücrelerin olduğu TESE örneklerinden spermatogonial kök hücrelerin farklı kültür ortamlarında farklılaştırılması ve farklılaştırılan hücrelerin karakterizasyonu amaçlanmıştır. Üç boyutlu (3B) kültür ortamlarının in vivo ortamlara benzerlikleri açısından spermatogonium hücrelerinin farklılaşması için in situ organizasyona benzer bir mikroçevre sağlayabileceği öngörüsünden yola çıkılarak, farklı 3D kültür ortamlarının bu farklılaşma sürecine olan etkilerini incelemek hedeflenmiştir. Çalışmanın özgün değeri insan spermatogonium hücrelerinden sperm benzeri hücre farklılaşmasını sağlayacak kültür sistemlerinin karşılaştırılması ve farklılaştırılan hücrelerin karakterizasyonunun hem immunhistokimyasal hem de moleküler düzeyde analiz edilerek bu hücrelerin fonksiyonel olarak spermatogenetik seriye ait hangi hücre aşamasına farklılaştırılabildiğinin analiz edilmesidir. Tez çalışmasında Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Aile Planlaması İnfertilite Uygulama ve Araştırma Merkezine başvuran non-obstrüktif azospermi ön tanısı almış, semen örneğinde sperm olmayan ve TESE sonrasında sperm gözlenmeyen 8 hastaya ait örneklerin bir kısmının rutin ışık mikroskobik incelemesi ve DIFF Quick boyaması yapıldı ve spermatogonium hücrelerinin varlığı tespit edildi. Geriye kalan örnekler ise bir gece tripsin/EDTA solüsyonu içerisinde +40oC'de inkübe edildikten sonra jelatinli kültür kaplarında Ham's F10 içerisinde kültüre edildi ve kültür kabına yapışmayan hücreler toplandı. Toplanan hücreler CD90+ MiniMAcs seperasyonu yapıldıktan sonra elde edilen spermatogonium hücreleri, geleneksel 2B, yumuşak agar (SACS) ve kollajen köpük doku iskeleleri içerisinde farklılaştırma kültür vasatı ile 3 hafta boyunca kültüre edildi. RT-PCR gen ekspresyon analizlerinde spermatogonial kök hücrelerden elde edilen komplementer DNA'lar kullanılarak c-kit, Sirtl, Aurora-B, Aurora-C, Jmjdla ve Akrozin gen ekspresyonları belirlendi. GPR125 CD90, c-kit, α6 integrin, β1 integrin ve akrozin dağılımı indirekt immünohistokimya yöntemleri ile analiz edildi. Üç farklı kültür ortamında ileriye farklılaşmanın immunohistokimyasal verileri değerlendirildiğinde, kollajen köpük doku iskeleleri, germ hücrelerin devamlılığı ve çoğalması için uygun olduğu, agarın ise 15inci günden itibaren spermatogenezin farklılaşmasını desteklediği gösterildi. İleriye farklılaşmanın sonuçlarına göre, primer spermatosit veya erken dönem sekonder spermatosit aşamasına kadar olduğu düşünülmektedir. Agar gurubunda GPR125 (15 ve 22 inci günlerde) immunoreaktivitesi zayıf olması Akrozinin şiddetli olması agarın özellikle gerem hücrelerin ileri farklılaşmasını düşündürdü. Özellikle, Akrozin, immunoreaktivitesi agar ve kollajende 15 inci günde şiddetli pozitif iken, 22 inci günde kollajende pozitifliğin devam etmesi kollajenin özellikle germ hücrelerinin çoğalmasını ve ileri farklılaşmasını desteklediğini düşündürmekte ve hipotezi güçlendirmektedir. Matrijel ile kültüre edilen TESE örneklerinden elde edilen spermatogonium hücrelerinde kültürün 2. Haftasında c-kit ekspresyonun azalmış, özellikle Aurora-C ekspresyonun en fazla olarak gözlenmesi kültür ortamının spermatogonium hücrelerinin farklılşamasını desteklediği düşünüldü.
Nitrat ve nitrit tayinlerinde alternatif bir yöntem: Sistein-altın nanopartikül modifiye karbon pasta elektrot temelli mikrobiyal biyosensör sistemi
Bu tez kapsamında, nitrat ve nitrit tayini için yeni ve orijinal bir alternatif yaklaşım olarak AuNP/3-MPA/S.cerevisiae modifiye karbon pasta elektrot temelli yeni bir mikrobiyal biyosensör sistemi geliştirilmiştir. Biyosensör tasarımında öncelikle sistein modifiye karbon pasta elektrot hazırlanmıştır. Elektrotun yüzeyine sırasıyla altın nanopartikül ve 3-MPA damlatılmıştır. Elde edilen yüzey daha sonra S.cerevisiae çözeltisine daldırılmıştır. Tasarlanan mikrobiyal biyosensör sistemi ile öncelikle nitrit için ölçümler gerçekleştirildi. Fakat tekrarlanabilir düzeyde standart grafikler elde edilemedi. Bu nedenle diğer hedef molekül olan nitrat tayinine yönelik ölçümler gerçekleştirildi. Nitrat ölçümleri, (+0,2)V &( +0,9 )V arasında diferansiyel puls voltametrisi yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Ölçüm ortamında bulunan K4[Fe(CN)6] 'ün belirlenen potansiyel aralığındaki yükseltgenme piklerinde meydana gelen değişimler ile nitrat konsantrasyonu arasındaki doğrusal ilişkiden yararlanılarak ölçümler gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan mikrobiyal temelli biyosensörlerin çalışma koşullarının optimizasyonuna yönelik olarak sıcaklık, pH, ve farklı tamponlarda çalışmalar yapılmıştır. Tasarlanan mikrobiyal temelli biyosensörlerin karakterizasyonuna yönelik olarak yapılan çalışmalarda ise doğrusal tayin aralığının belirlenmesi, tekrarlanabilirlik, tekrar üretilebilirlik, substrat spesifikliği, girişimci etkisi, depo kararlılığı ve içme sularında nitrat tayini gibi parametreler belirlenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar incelendiğinde, uygulanan immobilizasyon yöntemi ile geliştirilen mikrobiyal temelli biyosensör için en iyi çalışma koşullarının 50 mM, pH: 7,0 potasyum fosfat tamponu ve 30ºC olduğu belirlenmiştir. Tasarlanan mikrobiyal temelli biyosensörler ile nitrat için yapılan doğrusal tayin aralığı 100 µM - 750 µM arasında bulunmuştur. Tasarlanan mikrobiyal biyosensör için yapılan tekrarlanabilirlik çalışmalarında 400 µM nitrat konsantrasyonunda (n=10) ortalama değer ( ) =398,03 µM, standart sapma (S.S) = ± 1,33 µM ve % varyasyon katsayısı (% V.K) =%0,3 olarak bulunmuştur. Bunların dışında mikrobiyal temelli biyosensör ile içme su örneklerinde nitrat analizi de yapılmıştır.
Biyoalgılamaya yönelik elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Yakın bir geçmişte keşfedilen grafen, kusursuz fiziksel, kimyasal, elektriksel, termal ve optik özelliklere sahiptir. Grafen oksit (GO) ise, geniş yüzey alanı sunduğundan modifiye edildiği yüzeyin immobilizasyon ve adsorpsiyon kapasitesini arttıran bir nanomalzemedir. Tez kapsamında, yüzeyleri grafen oksit (GO) ve türevleri ile modifiye edilmiş tek kullanımlık elektrot olarak tasarlanan impedimetrik ve voltammetrik temelli biyosensörler geliştirilerek, seçimli ve duyarlı bir şekilde biyomoleküler etkileşim ve algılamaya yönelik uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının ilk bölümünde, ilaç-DNA etkileşiminin elektrokimyasal tekniklerle incelenmesine yönelik, antikanser ilaç daunorubisin (DNR) ile çift sarmal DNA etkileşimi voltammetrik ve impedimetrik tekniklerle analizin yapıldığı indirgenmiş grafen oksit modifiye tek kullanımlık biyosensör platformu geliştirilmiştir. Tez çalışmasının ikinci bölümünde, akciğer, meme, pankreas, kolon kanseri gibi farklı kanser türleri, Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklar ve diyabet gibi metabolik hastalıkların biyobelirteci olan miR-34a'nın kısa sürede, duyarlı ve seçimli bir şekilde analizine yönelik voltammetrik teknik ile analizini mümkün kılan grafen oksit modifiye biyosensör platformu geliştirilmiştir. Tez çalışmasının üçüncü bölümünde, lösemi, akciğer kanseri, meme kanseri ve multiple myeloma biyobelirteci olan miR-660'ın impedimetrik tayinine yönelik, seçimli ve duyarlı bir şekilde analizini mümkün kılan, kitosan ve nitrojen katkılı indirgenmiş grafen oksit modifiye, tek kullanımlık bir biyosensör platformu geliştirilmiştir. Geliştirilen biyosensörün gerçek örneklerde uygulamasını göstermek amacıyla yapay serum ortamında miR-660 tayini gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının dördüncü ve son bölümünde, vücut sıvılarında glukoz ve insulin tayinine yönelik geliştirilen "çift biyobelirteç analiz çipi" tasarımında yer alan enzimatik glukoz sensörünün tasarımı ve uygulamalarına yönelik çalışmalara yer verilmiştir. Sensör yüzeyine immobilize edilen glukoz oksidaz enzimi varlığında tükürük ve kan örneğinden glukoz tayini, kronoamperometri tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dolayısıyla tez kapsamında duyarlı ve seçimli bir şekilde elektrokimyasal ilaç-DNA etkileşiminin incelenmesi, miRNA analizi, vücut sıvılarında glukoz analizine yönelik, kullanımı pratik, hazırlanışı kolay, minyatürize edilmeye uygun tek kullanımlık analiz platformları geliştirilmiştir.
Biyomoleküler etkileşimi elektrokimyasal algılamaya yönelik DNA biyosensörlerinin geliştirilmesi
Çalışmamızın ilk bölümünde, PAMAM dendrimeri (G2-PS) modifiye perde baskılı elektrota dayalı (G2-PS/SPE) empedimetrik biyosensör ile miRNA-34a tayini yapılmıştır. Empedimetrik miRNA-34a'nın tayini ve geliştirilen biyosensörün farklı miRNA'lara karşı seçimliliği, tampon ve fötal sığır serumu (FBS) ortamlarında çalışılmıştır. Çalışmamızın ikinci bölümünde, kovalent ajanlarla aktive edilmiş kalem grafit elektrotların yüzeyine grafen oksit (GO) modifiye edilmiş; hazırlanan elektrotlar (GO-CA-PGE) ile empedimetrik miRNA-34a tayini gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen elektrotların FBS ortamında miRNA-34a'nın tayinine uygulanabilirliği ve farklı miRNA'lara karşı seçimliliği test edilmiştir. Çalışmamızın üçüncü bölümünde, biyopolimer olan kitosan (CHIT) modifiye PGE'ler (CHIT-PGE) geliştirilmiş ve antikanser ilaç Daunorubisin (Dau) ile DNA etkileşiminin voltametrik tayini gerçekleştirilmiştir. Optimum koşullarda CHIT-PGE yüzeyinde Dau-fsDNA etkileşiminin tayini için, Dau ve guanin sinyallerindeki değişimler izlenerek etkileşim mekanizması yorumlanmıştır. Çalışmamızın son bölümünde, levan (LVN) modifiye PGE'ler (LVN-PGE) geliştirilmiş ve Dau ile DNA etkileşiminin voltametrik tayini gerçekleştirilmiştir. LVN-PGE'lerle hem fsDNA ve Dau analizleri hem de etkileşimin tayini yapılmıştır. Dau ve guanin sinyallerindeki değişimlere dayalı olarak ilaç-DNA etkileşimi değerlendirilmiştir.
Asma bitkisinde (Vitis vinifera L.) ABC proteinlerinden PDR alt ailesinin ifade analizi
ÖZET ASMA BİTKİSİNDE (Vitis Vinifera L.) ABC PROTEİNLERİNDEN PDR ALT AİLESİNİN İFADE ANALİZİ ALTINTAŞ, Selin Yüksek Lisans Tezi, Biyoteknoloji Anabilim Dalı Tez Danışmanı: Doç. Dr. Birsen ÇAKIR AYDEMİR Assoc. Prof. Sameh SELİM Eylül 2019, 166 sayfa ATP bağlayıcı kaset (ABC) taşıyıcı genleri, evrimsel olakarak yüksek oranda korunmuş, tüm organizmalarda bulunan en büyük membran protein sınıflarından biridir. Ökaryotik ABC taşıyıcılarının tipik bir yapısı, korunmuş iki alandan oluşur: bir transmembran alanı (TMD) ve bir nükleotit bağlama alanı (NBD). Ökaryot ABC taşıyıcıları, sekans benzerliği ve alan organizasyonuna göre yedi ana ailede (ABCA - ABCG) sınıflandırılır. PDR alt ailesi ABCG'nin tam yapı üyelerinden oluşur. Genel olarak, PDR'ler kütiküler lipidleri ve balmumlarının üretimini veya taşınmasında görev almaktadır. ABA, JA, sitokininler ve oksinler gibi farklı hormonların taşınmasından sorumludurlar. Ayrıca, abiyotik ve biyotik tepkilere katılırlar. Farklı meyve gelişim aşamalarında ve farklı dokularda ifadeleri değişkendir Bu tezçalışmasında, farklı gelişim dönemlerinde alınan meyvelerden elde edilen toplam RNAlardan cDNAlar sentezlenmiş ve PDR gen ailesine ait genlerin ifade analizleri Real-time PCR tekniği ile analiz edilmiştir. MEGA10 programı ile filogenetik ağaç oluşturulmuş ve fonksiyonları hakkında fikir sahibi olmak için STRING veritabanını kullanarak etkileşime girdiği diğer proteinler belirlenmiştir. VvABCG31, VvABCG37, VvABCG42, VvABCG45'in kütikular lipitlerin ve süberin taşınmasında, VvABCG33, VvABCG34, VvABCG59 ve VvABCG61'in lignin biyosentezinde. VvABCG36 ve VvABCG46'nın çiçeğe özgü kütinlerin taşınmasında görev aldığı ve çiçeklerin oluşması ve dökülmesinde rol aldığı düşünülmektedir. VvABCG32'nin ksenobiyotik detoksifikasyonunda, VvABCG48'in oksine bağlı hücre desenlenmesinde ve mantarlarla kökler arasında kolonizasyonda, VvABCG49'un etilene bağlı gelişim süreçlerinde, VvABCG51'in yağ asitlerinin taşınmasında görev alabileceği düşünülmektedir. VvABCG56'nın sinyal metabolizmasında ve çeşitli sekonder metabolitlerin taşınımında görev alabileceği düşünülmektedir. VvABCG47'nin plazma membranı ve kloroplast zarında lokalize olabileceğini ve çeşitli proteinlerin taşınımında görev alabileceği düşünülmektedir. VvABCG58'in klorofil sentezi ve taşınmasında görevli olabileceği düşünülmektedir. VvABCG35, VvABCG38, VvABCG39, VvABCG44, VvABCG60 ve VvABCG62'nin ABA'ya bağlı sinyal yolağında görev alabileceği, VvABCG40'ın ABA'nın taşınmasında taşıyıcı protein olarak görev yapabileceği düşünülmektedir. VvABCG52, VvABCG53, VvABCG54, VvABCG55, VvABCG57, VvABCG63 proteinlerinin birlikte hareket ettiği, ABA'ya yanıt verdiği ve çeşitli yağ asidi ve sterollerin metabolizmasında ve taşınmasında görev alabileceği düşünülmektedir. Anahtar sözcükler: ABC Taşıyıcıları, ABC Proteinleri, ABCG, PDR, mRNA ifadesi, Vitis vinifera L., Real Time PCR
Membran biyoreaktör (MBR) yöntemiyle arıtılmış atıksuyun aspir bitkisi yetiştirilmesinde kullanılabilirliği ve hasat edilen aspir'den biyodizel üretiminin incelenmesi
Nüfus artışının yol açtığı artan su talebi, atık suların arıtmadan sonra yeniden kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Aspir, orta derecede tuzlu su ile sulanabilen, tuzluluğa dayanıklı bir bitkidir. Bu çalışmada, farklı sulama stratejileri uygulanarak aspir bitkisi yetiştirilmiştir. Sulama için MBR çıkış suyu, kuyu suyu, NF süzüntüsü ve MBR-RO karışımı (1:2) kullanılmıştır. Daha sonra, aspir tohumlarından yağ ve biyodizel üretimi yapılmıştır. Elde edilen biyodizel kalitesi TS EN 14214 standartlarına göre değerlendirilmiştir. Ayrıca, farklı tipte (jel ve makro gözenekli) ve iyonik formlarda (H+ ve Na+ ve OH-) katyon ve anyon değiştirici reçineler mısır yağının transesterifikasyonu sırasında katalizör olarak kullanılmıştır. Heterojen katalizör kullanılarak yapılan deneylerde uygulanan reaksiyon koşullarının (katalizör miktarı, sıcaklık, reaksiyon süresi, mol yağ/mol metanol oranı) optimizasyonu için Taguchi deney tasarım yöntemi uygulanmıştır. Sulama suyu kalitesinin, yağ ve biyodizel verimi ve içeriği üzerinde etkili olabileceği gözlenmiştir. MBR çıkış suyu yüksek tuzluluk nedeniyle sulama için uygun değildir. SAR-EC analizlerinin sonuçlarına göre, 1:2 (MBR:RO) hacim oranında RO süzüntü ile MBR çıkış suyunun karışımının, MBR çıkış suyunun yüksek tuzluluk gibi zararlı etkilerini bastırmak için, daha uygun olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca, MBR ve RO karışımı ile sulanan aspir bitkisi tohumlarından ekstrakte edilen yağdan üretilen biyodizelin, standartları karşılamak açısından daha iyi kaliteye sahip olduğu görülmüştür. İyon değiştirici reçinelerin (Purolite-PD206, Purolite-CT175 ve Purolite-A500TLPlus) farklı iyonik formlarda (H+, Na+ ve OH-) biyodizel üretiminde heterojen katalizör olarak kullanıldığı çalışmalarda en yüksek ester içeriği ve FFA dönüşümüne, Purolite-A500TLPlus anyon değiştirici reçine ile erişilmiştir.
Pamuk (Gossypium hirsutum L.) kalluslarında tuz stresine karşı bazı morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerin araştırılması
En önemli abiyotik stres faktörlerinden biri olarak bilinen tuz stresinin, pamuk üretim alanlarında verimi kısıtladığı bilinmektedir. Bu çalışmada, in vitro koşullarda tuza dayanıklı (Carmen) ve duyarlı (NM-503) olduğu bilinen iki farklı pamuk çeşidine ait tohumlardan elde edilen kalluslara farklı konsantrasyonlarda NaCl uygulaması yapılarak tuz stresinin oluşturulması ve bu stresin kalluslar üzerinde meydana getirdiği morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal etkilerin incelenilmesi hedeflenmiştir. Carmen ve NM-503 çeşitlerine ait tohumlar, yüzey sterilizasyondan sonra in vitro'da yarı katı besin ortamlarında (1/2 MS) kültüre alınarak çimlendirilmişlerdir. Çimlenen 7 günlük steril fidelerin hipokotil eksplantlarından oluşturulan kalluslar altkültürlerle çoğaltılarak belirlenen tuz konsantrasyonuna sahip besin ortamlarında 4 hafta büyümeye bırakıldıktan sonra fizyolojik, morfolojik ve biyokimyasal parametreleri incelenmiş ve tuza tolerans durumları değerlendirilmiştir. Morfolojik ve fizyolojik olarak, yaş ağırlık, kuru ağırlık, kallus rengi, kallus yapısı, kallus oluşum yüzdesi incelenen kalluslarda 400 mM tuz uygulanan konsantrasyonda iki çeşidin de büyümesinin durduğu gözlemlenmiştir. Morfolojik ve fizyolojik gözlemlere göre duyarlı olduğu bilinen NM-503 çeşidinin in vitro'da bitki doku kültürlerine yanıtlarının daha uygun olduğu görülmüştür. Çeşitlerin artan tuz konsantrasyonunda klorofil miktarlarının değişmediği, karotenoid miktarlarının azaldığı görülmüştür. Fotosentetik aktivitelerin artan tuz konsantrasyonu varlığında pamuk bitkisinde iki çeşit için de ayırt edici bir özellik olmadığı görülmüştür. Dayanıklı olduğu bilinen Carmen çeşidinde artan tuz konsantrasyonu varlığında prolin miktarının artıp duyarlı olduğu bilinen NM-503 çeşidinde ise azalması pamuk bitkisinin ozmotik regülasyonlarla tuz stresini tolere ettiğini açıklamaktadır. DPPH analizleri sonucu artan tuz konsantrasyonundan iki çeşidin de % inhibisyonlarının azaldığı görülmektedir. Carmen çeşidinin prolin miktarı 200 ve 400 mM NaCl uygulamasında 2.65 ve 3.10 µmol-1 g görülürken NM-503 çeşidinde aynı dozlardaki prolin miktarı 0.22 ve 0.21 µmol-1 g görülmüştür. Antioksidan enzimlerde Carmen çeşidinin POX miktarı 200 ve 400 mM NaCl uygulanan dozlarda sırası ile 15.6 ve 18.4 ünite mg-1 protein olarak en yüksek değerleri göstermiştir. SOD enzimi aktivitesinin Carmen çeşidinde yüksek görüldüğü dozlarda hidrojen peroksit miktarı düşük görülmüştür. NM-503 çeşidindeki hidrojen peroksit miktarının, aynı NaCl konsantrasyon uygulamasında daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bunun sebebi Carmen çeşidinde POX ve APX enzimlerinin yüksek aktivite göstererek hidrojen peroksidin zararlı etkisini azaltmasına bağlı olduğunu göstermektedir. NM-503 çeşidi in vitro seleksiyon çalışmaları için morfolojik ve fizyolojik olarak uygun olmasına rağmen, Carmen çeşidinin 200 mM tuz konsantrasyonuna kadar ozmotik regülasyon ve antioksidan enzim aktiviteleri ile tuzu tolere ettiği belirlenmiştir.
Pamuk (Gossypium hirsutum L.)'da Verticilliumsolgunluğu (Verticillium dahliae Kleb.)'na karşıdayanıklı hatların In Vitro seleksıyon ile eldeedilmesine yönelik araştırmalar
Pamuk, ülkemiz ekonomisinin önemli sektörlerinden olan tekstil başta olmak üzere birçok farklı sanayi kolunun hammaddesidir. Pamuk tarımının ve pamuğa dayalı sanayinin sağladığı iş istihdamı göz önünde bulundurulduğunda, pamuk; hem Dünya, hem de ülkemiz genelinde sosyo-ekonomik yapı içerisinde önemli etkilere sahip bulunmaktadır. Pamuk bitkisindeki mevcut en önemli hastalık, vejetasyonun her aşamasında sorun olabilen toprak patojeni Verticillium dahliae Kleb. fungal etmeninin neden olduğu solgunluk hastalığıdır. Geniş bir konukçu dizisine sahip olan hastalık etmeni, Dünya'da ve ülkemizde önemli ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Hastalık sebebiyle üreticiler birim alandan yeterli verimi alamamakta ve lif kalite değerleri olumsuz şekilde etkilenmektedir. Mevcut sistemde hastalıkla mücadelede istenilen başarı henüz sağlanmış değildir. Kimyasal mücadelesi olmayan bu hastalığa karşı dayanıklı çeşitlerin kullanılması gerekmektedir. Verticillium solgunluğuna karşı dayanıklılık genleri bilinmekle birlikte, bunların klasik ıslah çalışmalarında kullanılması oldukça zor ve pahalı olduğu gibi uzun zaman da almaktadır. Bitki ıslahında, biyoteknolojik yöntemlerin kullanımı ise; ıslah çalışmalarında zaman kazanımı ve seleksiyon aşamasında da doğru bireylerin seçimi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu projede in vitro seleksiyon çalışmalarında somaklonal varyasyonun ortaya çıkmasında öneme sahip olan mutasyon kullanımı ve etkili mutasyon dozunun belirlenmesi, ayrıca pamuk (Gossypium hirsutum L.) kalluslarında Verticillium Solgunluk Etmeni (Verticillium dahliae Kleb.)'ne ait kültür filtratı uygulamalarının kallusların fizyolojik gelişim ve biyokimyasal içerik üzerine olan etkilerinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Verticillium solgunluğuna karşı duyarlı (NP Özbek 100) ve tolerant (Carmen) pamuk çeşitleri kullanılarak, kültür filtratı ve mutajen uygulamalarının hastalığa karşı dayanıklı bitki elde edilmesindeki potansiyelleri incelenmiştir. Dört farklı gama ışını radyasyon dozunun (100, 200, 300 ve 400 Gy) tohum çimlenme oranı, fide boyu ve kök uzunluğu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çimlenme denemesinin 7. gününde, çimlenme oranı, fide boyu ve kök uzunluğunun kontrol grubuna göre en çok sınırlandığı doz olan 300 Gy doz etkili mutasyon dozu olarak belirlenmiştir. Verticillium dahliae'nın yaprak döken (PYDV 6) ve yaprak dökmeyen (NPAE Vd11) patotiplerinden elde edilen kültür filtratlarının üç farklı dozu (% 25, % 50, % 75) kallus ortamlarına ilave edilmiştir. Kallusların hastalık etmenine karşı duyarlılıkları belirlenmiştir. Kültür filtratı uygulamalarının kallus üzerindeki etkisi incelendiğinde, denemenin 28. gününde kontrol gruplarına göre patotipler arasında en fazla antosiyanin ve kahverengi kallus oluşumuna sebep olan fungal kültür filtratı ve dozunun PYDV6 %75 olduğu ve aynı dozda kallus ağırlığının azaldığı görülmüştür. PYDV6 patotipine ait %75 dozda kültür filtratı uygulamasının her iki pamuk çeşidinde protein, klorofil, hidrojen peroksit, katalaz ve peroksidaz miktarları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Mutasyon uygulaması olan ve olmayan gruplarda klorofil a, klorofil b, total klorofil, total karotenoid miktarlarının kültür filtratı uygulaması ile birlikte azaldığı ve çeşitler arasında en çok Carmen çeşidinin etkilendiği belirlenmiştir. Mutasyon uygulaması olmayan gruplarda kültür filtratı uygulaması ile birlikte Carmen çeşidinde katalaz miktarı %138, mutasyon uygulamasında ise % 165 artış göstermiştir. NP Özbek 100 çeşidinde ise aynı gruplarda katalaz miktarı sırası ile % 34 ve % 48 azalmıştır. Mutasyon uygulaması olmayan gruplarda kültür filtratı uygulaması ile birlikte Carmen çeşidinde peroksidaz miktarı 8 kat, NP Özbek-100 çeşidinde ise 4 kat daha fazla artış göstermiştir. Mutasyon uygulanan gruplarda ise aynı çeşitler için bu oran sırası ile 2.5 ve 2 kat olarak gözlenmiştir.
NLPR3 genin mutasyonlarının veya polimorfizmlerinin genotip − fenotip ilişkisi
İnflammasomlar doğal immun yanıtın en önemli bir parçası olup ve adaptif bağışıklığın farklı yönlerini ciddi olarak kontrol eden çoklu hücre içi protein kompleksleridir. Genellikle, inflammasomlar, farklı patojenik (PAMP) veya endojen steril tehlike sinyalleri (DAMP) kabul ettikten sonra ASC gibi adaptör proteinleri kullanarak kaspaz1 aktivasyonu yaparak interlökin (IL) -1β ve IL-18 gibi pro-enflamatuar sitokinlerin işlenmesine ve salınmasına yol açar. Bilinen 7 farkılı inflamazom arasında en çok araştırılan NLRP3 inflamazom yolağıdır. Bu yolağın sensör proteini olan kiryopirini kodlayan NLRP3 geninde saptanan mutasyonların 3 farkılı hastalıgın nedeni olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada , otoinflamatuar hastalığa özgü kilinik ve laboratuar bulguları olan , MEFV ve MVK gen mutasyonları negatif olan hastalarda NLRP3 gen analizi yaparak elde edilen DNA varyantlarının ve protein yapısının değerlendirilmesi ve fenotipe yansımasının araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla 25'i sağlıklı ve 25'i çalışma grubunu oluşturan toplam 50 kişi çalışmaya alınmıştır. Çalışmaya dahil edilen 50 olgudan edle edilen venöz kandan genomik DNA elde edilerek mutasyon analizi sanger DNA dizileme yöntemleri ile ve sonuçların okunması ise Finch TV, CLC Sequence Viewer - QIAGEN Bioinformatics ve MEGA7 biyanformatik porogramları ile yapılmıştır. Mutsyon değerlendirmeleri NCBI, PolyPhen-2, İNFEVERS ve bir çok farkılı veritabanlarına göre yapılmiştir. Kontrol ve çalışma gurubunda iki adet (Ala240Ala, Arg260Arg ) sinonim amino asit mutasyonu saptanmıştır ve fenotip ile hiç bir ilişkisi olmadiği için polimorfizm olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca çalışma gurubunda iki kişide sekans taranmasında mutasyon bulunmadı ve mühtemenel diğer genetik Otoinflamatuvar hastalık açısından diğer genlerin çalışılması yapıldı. Kontrol gurubunda hastalıkla ilişkili hiç bir mutasyon saptanmamıştır. Çalışma gurubunda hastalıkla iklişkili 6 adet farklı mutasyon saptanmıştır bunlardan biri Thr913Met mutasyon olmak üzere tarafımızdan ilk defa olarak İNFEVERS veritabanına bildirilmiştir. Çalışma grubunda ayrıca 2 adet sinonim aminoasit mutasyonu da saptanmıştır. Her mutasyonun protein yapısına etkisi ayrıca araştırılmıştır .Sonuç olarak, bu tezde , hem sağlıklı hem de otoinflamatuar kilinik ve labratuar bulguları olan hastalarda NLRP3 gen analizi yapılarak hastalığın nedensel genetik varyantıları saptanmış ve proteine etkileri ortaya konulmuştur.
Bruton hastalığında BTK gen mutasyonlarının protein fonksiyonlarına etkisi ve genotip ve fenotip ilişkisi
BTK geni tarafından kodlanan protein, B hücresi gelişiminde önemli bir rol oynamaktadır. Bu genin mutasyonları, Xbağlantılı agammaglobulinemi'e neden olur, bu immün yetmezliği, olgun B lenfositleri üretememe ile karakterizedir ve Ig ağır zincir yeniden düzenlenmesinin başarısızlığı ile ilişkilidir. Tec ailesinin tirozin kinazı olan Bruton tirozin kinaz (BTK), B hücresinin fonksiyonu için şarttır. X-bağlantılı agammaglobulinemi adlandırılan bu genetik hastalığına muzdarip kalan insanların çoğu, az miktarda olgun B-hücresine sahiptirler ve bakteriyel enfeksiyonlara son derece duyarlıdırlar. Hastalığa, B hücresi gelişiminde rol oynayan BTK genindeki mutasyonlarından kaynaklanmaktadır. BTK geninin etki alanındaki tek tek mutasyonların rolü incelenmekte olup ve tekabül eden mutansyonların yapısı belirlenmektedir. Bu yapıda, nokta mutasyonlar BTK'yi nasıl inaktive edebileceğini ve daha sonra XLA'ya neden olacağı tartışmamızı sağlamaktadır.Mutasyonları BTK geninin genomik organizasyonu ve bireylerin hastalık seyri açısından yorumlanmaktadır.saptanan BTK'dakı XLA'ya neden olan mutasyonlar BTKbaz ve HGMD veritabanında rapor edilmiştir.
Genome wide association studies (GWAS) metodu aracılığı ile kültür (Cicer arietinum L.) ile yabani nohut (C. reticulatum) populasyonlarında danede Fe, Zn, Ca, Mn, Mg ve besin değeri bileşenleri ile ilişkili DNA markörlerinin saptanması
Nohut, insan gıda maddesi olarak kullanılan, ekonomik değeri yüksek önemli baklagillerden biridir. Zengin içeriği sayesinde yüzyıllardır insan beslenmesinde önemli bir yer tutmaktadır. Demir (Fe), çinko (Zn), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), mangan (Mn) besin elementleri ile protein, lutein, C vitamini, glukoz, fruktoz, sakkaroz gibi besin değeri bileşenleri insan sağlığı açısından son derece önemlidir ve eksikliklerinde birçok sağlık sorunları ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, kültür (Cicer arietinum L.) ve yabani (Cicer reticulatum) nohut populasyonlarında danede besin elementleri ve besin değeri bileşenleriyle ilişkili DNA markörlerinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada 73'ü kültür 107'si yabani olmak üzere 180 genotip ve Genotyping by Sequencing Metodu'ndan elde edilen 121,840 Single Nucleotide Polymorphism (SNP) markörü kullanılmıştır. STRUCTURE programında populasyon yapısı belirlenmiş ve 180 genotip kendi aralarında 2 (K=2) ana gruba ayrılmıştır. Principal Component Analysis (PCA) ve Neighbour Joining (NJ) agaç analizleri ile STRUCTURE analizi sonuçları doğrulanmıştır. TASSEL (Trait Analysis by Association, Evolution and Linkage) programında Karışık Lineer Model (Mixed Lineer Model, MLM) metodu kullanılmış, 11 fenotipik özellik ile ilişkili toplam 154 SNP önemki derecede ilişkili SNP markörü saptanmıştır. Çalışmadan elde edilen bu markörler bu besin elementi ve değerlerince zengin nohutların geliştirilmesinde kullanılabilecektir.
Kitinolitik Bacillus suşları kullanılarak kitooligosakkaritlerin enzimatik üretimi
Kitin ve kitosanın enzimatik veya kimyasal depolimerizasyonu ile kitooligosakkaritler (COS) elde edilmektedir. Suda çözünen ve düşük molekül ağırlıklı kitooligosakkarit türevleri, birçok açıdan ana polimerden üstündür. COS'ler çok geniş alanda biyolojik aktiviteye ve çeşitli endüstrilerde dikkat çekici potansiyel uygulama alanına sahiptir. Bu proje daha önce izole edilen ve moleküler olarak tanımlanmış yerli Bacillus suşları tarafından üretilen farklı kitosanaz enzimleri kullanılarak kitosanın enzimatik hidrolizi ile COS üretmek amacı ile planlanmıştır. Bu amaçla, maksimum kitinaz ve kitosanaz aktivitelerinin belirlenmesi için 16 farklı kitinolitik Bacillus suşu taranmıştır. İstatistiksel yöntemler kullanılarak kitosanaz üretiminin optimizasyonu için Bacillus mojavensis EGE-B-5.2i (GenBank aksesyon numara KC119405) seçilmiştir. 7,5 g L⁻¹ çözünür nişasta, 6,5 g L⁻¹ kolloidal kitosan, 7,5 g L⁻¹ pepton ve 3,5 g L⁻¹ NaCI içeren bir ortam keşfedilmiş ve optimize edilmiş ortam kullanılarak kitosanaz aktivitesi 9,5 kata kadar artmıştır. Daha sonra 37 kDa'lık bir kitosanaz iyon değişim kromatografisi kullanılarak saflaştırılmıştır. Saflaştırılmış kitosanazın optimum sıcaklığı ve pH'sı sırasıyla 55°C ve 5,5 olarak belirlenmiştir. Enzim aktivitesinin %66'sının bir saat boyunca 55°C'de stabil olarak kaldığı ayrıca geniş bir pH (3,0-11,00) aralığında stabil olduğu saptanmıştır. Kitosanaz için optimum substrat çözünür kitosan olmuş ve çözünür kitosan ile enzimin Km ve Vmax değerleri sırasıyla 2,1 mg mL⁻¹ ve 244,5 µmol min⁻¹ mg⁻¹ olarak belirlenmiştir. Ayrıca, COS analizi için HPLC yöntemini optimize etmek için farklı kolonlar ve detektörler test edilmiştir. Daha sonra DAD detektörü ve Hypersil APS-2 kolonu kullanılarak bir gradiyent elüsyon yöntemi optimize edilmiştir. Bacillus suşlarının ham kitosanaz ekstraktları, kitosanı COS'lere hidrolize etmek için kullanılmış ve hidrolizatlar, optimize edilmiş yöntem kullanılarak HPLC ile kantitatif olarak analiz edilmiştir. 14 Bacillus suşunun ham kitosanaz ekstraktları, kitosanı COS'lere başarılı bir şekilde hidrolize edebilmiş ve polimerizasyon derecesi (DP) 2-6 arasında olan farklı oligomerler tespit edilmiştir. COS ürünlerinin relatif verimleri %11-31 aralığında belirlenmiş ve Bacillus thuringiensis EGE-B-3.5m suşunun ham kitosanaz ekstraktı ile en yüksek relatif verim (%31) elde edilmiştir. Ham kitosanaz ekstraktlarının çoğukitosanın hidroliz ürünü olarak kitobiyoz oluşturmuştur. HPLC metodu, COS karışımının etkili bir şekilde ayrılmasını sağlayabilmesine rağmen, sonuçların doğrulanması ve oligomerlerin doğru karakterizasyonu için LC-MS, MALDI-TOF-MS ve NMR analizinin yapılması gerekli olmuştur.
Streptozotocin (STZ)'in genotoksik, sitotoksik ve apoptotik potansiyeli
Streptozotosin (STZ), toprakta yaşayan "Streptomyces acromogenes" adı verilen bir gram pozitif bakteri tarafından sentezlenen, geniş spektrumlu aktivite gösteren bir antibiyotiktir. STZ 1959 yılında keşfedilmiş olup, 1963'de diabetojenik etkisi ortaya çıkarılmış ve sonrasında yaygın olarak deney hayvanları ve preklinik çalışmalarda diyabet indükleyici ajan olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada STZ akut ve orta vadede beyin korteks, siyatik sinir ve karaciğer dokularında genotoksik ve sitotoksik etkisi aynı zamanda apoptotik potansiyeli incelenmiştir. Toksisite testleri kapsamında hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirilmiş, A549, MCF-7, Hek-293, PC3, U87MG, MPanc-96, HeLa ve CaCo-2 hücre hatlarında IC50 değerleri hesaplanmıştır. STZ' nin 10, 5, 1 ve 0.5 μg dozları için AMES testi ile genotoksik etkileri belirlenmiştir. In vivo denemeler kapsamında 40 adet Sprague-Dawley sıçan STZ (n=20) ve kontrol (n=20) olmak üzere 2 gruba ayrılmıştır. STZ grubuna, 50 mg/kg STZ (0.05 M sitrat tamponunda, pH: 4.5) intraperitonal olarak verilmiştir. Kontrol gruba ise yalnızca salin uygulaması yapılmıştır. Uygulamadan 24 saat, 1, 2 ve 4 hafta sonrasında her gruptan 5 adet sıçan sakrifiye edilmiş ve anestezi altında dokuları çıkarılmıştır. Sıçanlardan alınan karaciğer, beyin ve siyatik sinir dokularında histolojik değerlendirme yapılarak en fazla etkilenen dokunun siyatik sinir olduğu belirlenmiştir. Ayrıca Roche Light Cycler® 480 II sistemi ile her hücre hattında apoptoz ile ilişkili 7 genin ekspresyon profilleri belirlenmiştir. Bu çalışmada elde edilen veriler ile sıçanlarda STZ uygulamasının akut-orta dönemde sinir sistemi, karaciğer ve beyin korteks üzerindeki etkilerinin ortaya konması planlanmış olup bulgularımıza göre, STZ maruziyetinin diyabet ile oluşan doku hasarını arttırdığı gözlenmiştir. STZ tarafından indüklenen biyokimyasal değişikliklerin ortaya konulmasının hücresel ve fizyolojik anlamda önemli ve gerekli olduğu ortaya konmuştur. Anahtar sözcükler: Streptozotosin, Apoptoz, Toksisite, Beyin, Karaciğer.
Mannheimia haemolytica'dan lökotoksin üretimi için yeni besiyeri tasarımı ve ürün karakterizasyonu
Pnömonik pastörellozis hastalığına neden olan Mannheimia haemolytica'nın patojenezinde en önemli virulens faktörünün ruminant spesifik lökotoksin olduğu belirlenmiştir. Bu ekzotoksin, ruminantların lökositlerine toksik etki göstermekte ve ayrıca hastalığın ilerlemesinde de merkezi bir rol oynamaktadır. Lökotoksine karşı hayvan vücudunda geliştirilen bağışık yanıt, hastalığa karşı korumada etkilidir. Bu çalışmada M. haemolytica A1 (ATCC BAA 410) suşunun lökotoksin üretimini sağlayan besiyeri geliştirilmesi ve elde edilen lökotoksinin antijenik karakterizasyonunun yapılması amaçlanmıştır. Lökotoksin üretiminin istatistiksel olarak tasarlanmasında 15 amino asit, 3 vitamin, 3 inorganik tuz ve 2 diğer bileşen olmak üzere toplamda 24 bileşenin etkisi değerlendirildi. Design Expert programı kullanılarak iki aşamalı Plackett-Burman tasarımı ile lökotoksin üretiminde düşük, olumlu ya da olumsuz etkileri olan bileşenler L-prolin, L-treonin, L-valin, L-glutamin ve NH4SO4 modelden çıkartıldı. Plackett-Burman tasarımı ikinci aşamasında L-arginin, L-izolösin, L-glutamik asit ve L-fenilalaninin olumlu veya olumsuz ancak etkisi yüksek bileşenler olduğu belirlendi. Ardından Central Composite Design (CCD) kullanılarak lökotoksin üretiminde bu bileşenlerin optimum derişimleri L-arginin; 0.69 g/L, L-izolösin; 1.4 g/L, L-glutamik asit; 3.59 g/L ve L-fenilalanin için 0,058 g/L olarak belirlendi. Gerçekleştirilen doğrulama deneyleri sonrasında da oluşturulan CCD modeli doğrulandı. Bakteriyel büyüme spektrofotometrik olarak, lökotoksin miktarı ise monoklonal antikor kullanılarak ELISA testi ile ölçüldü. Tasarlanmış besiyerinin ileri iyileştirilmesine yönelik KHPO4, NaHCO3 ve NaHPO4 kullanıldığında hücre büyümesini ve lökotoksin üretimini arttırdığı gözlemlendi. Tasarlanmış besiyeri RPMI-1640 ve BHI karşılaştırıldığında M. haemolytica'nın en iyi biyokütle üretimi BHI'de gözlemlendi. Ancak lökotoksin üretimi açısından değerlendiğinde BHI (16µg/ml), RPMI-1640 besiyeri (43µg/ml) ve tasarlanmış besiyerinden (18µg/ml) daha az lökotoksin üretimi sağladığı gözlemlendi. Bu çalışmada L-arginin, L-aspartik asit, L-glutamik asit, glisin, L-izolösin, L-lösin, L-lizin, L-fenilalanin ve tiamin HCl lökotoksin üretimine etkisi olduğu ilk defa gösterildi. Anahtar sözcükler: lökotoksin, Mannheimia haemolytica, istatistiksel optimizasyon, Plackett Burman tasarımı, merkezi bileşen tasarımı.
Infeksiyöz pankreatik nekrozis virusunun ( IPNV ) hızlı tanısında kullanılmak üzere koaglütinasyon testinin geliştirilmesi
Bu tezde infeksiyöz pankreatik nekrozis virüsünün hızlı tanısında kullanılmak üzere koaglütinasyon testi geliştirilmesi amaçlanmıştır İnfeksiyöz pankreatik nekrozis virüsünün (IPNV) Sp, Ab ve VR-299 serotiplerinin üretimi gerçekleştirilerek saflaştırılması yapılmış ardından kobaylar bağışıklanarak söz konusu 3 serotipe karşı antiserum elde edilmiştir. Üretimi ve sentizasyonu gerçekleştirilen Staphylococcus aureus ile üretilen antiserumlar birleştirilerek test konjugatı hazırlanmıştır. Testin özgüllüğünü belirlemek için salmonid balıklarında hastalığa neden olan infeksiyöz hematopoetik nekrozis virüsü (IHNV), viral hemorajik septisemi virüsü (VHSV) ve epizootik hemotopoietik nekrozis virüsü kullanılmış ve özgül olmayan reaksiyon ile karşılaşılmamıştır. Testin duyarlılığı Sp ve Ab serotipi için yaklaşık 105,25, VR-299 serotipi için yaklaşık 107,75 DKID50/ml olarak belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda geliştirilen koaglütinasyon testinin, hücre kültürü üst sıvılarında ELISA ve RT-PCR ile uyumlu sonuç verdiği belirlenmiş ve hücre kültüründe izolasyonu yapılan IPN virüsünün teşhisinde bu testin ekonomik, hızlı ve güvenle kullanılabilecek potansiyelde bir test olduğu düşüncesine varılmıştır.
İzmir ilindeki bazı endemik bitki türlerinin endofitik mikroorganizma profillerinin DGGE ile belirlenmesi
Bu çalışmada, Styrax officinalis ve Dianthus erinaceus endemik bitki türlerinin kök kısımlarındaki bakteriyal ve fungal endofit çeşitliliğinin, kültürden bağımsız bir yaklaşım olan DGGE yöntemi ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Bitkilerin köklerindeki endofitik bakteri ve fungus çeşitliliği 16S rDNA, ITS DGGE parmak izi ve filogenetik analizler kullanılarak ortaya çıkarılmıştır. Bitki örnekleri İzmir ilinin Kemalpaşa ilçesinden toplanmış ve aynı gün içinde laboratuvara getirilmiştir. Köklerin yüzeyleri sterilize edildikten sonra sterilite kontrolü yapılmıştır. Akabinde bitki örneklerinden total DNA izolasyonu, 16S rDNA ve ITS DGGE amplikonlarının jelden geri kazanımı ve dizi analizi gerçekleştirilmiştir. İki bitki örneğinden toplam 10 bakteriyel ve 13 fungal filotip elde edilmiştir. Filotipler NCBI-GenBank veribanındaki bakteri ve funguslara ait diziler ile benzerlikleri bakımından karşılaştırılmıştır. Bitki örneklerinin kök kısımlarındaki dominant endofitik bakteri çeşitliliğinin çoğunluğunu Protobacteria filum ve alt filumlarının oluşturduğu belirlenmiştir. Bitkilerdeki endofitik fungus çeşitliliğinin ise Ascomycota filumuna dahil Penicillium sp., Alternaria sp. ve kültürü yapılmamış Cladosporium sp. gibi fungus genuslarından oluştuğu belirlenmiştir. Çalışmamızda D. erinaceus'un endofitik bakteri ve fungus çeşitliliğinin S. officinalis'e göre daha yüksek olduğu saptanmıştır.
Prostat kanseri gelişiminde STAMP2 ve SIRT1 ilişkisinin araştırılması
Altı membran geçişli prostat proteini 2 / six transmemrane protein of prostate 2 (STAMP2) geni, prostat kanserinde (PCa) androjen tarafından düzenlenen bir gendir. STAMP2 ektopik ekspresyonu, hücre çoğalmasını ve kolonizasyonunu arttırdığı bulunmuştur. Farklı hücre hatlarında yapılan çalışmalarda ve protein yapısında belirlenen bölgelerde, hücresel metabolizmada bir rolü olabileceği düşünülmektedir. STAMP2'nin bu önemli görevlerini anlayabilmek için; PCa hücre hatlarında, farklı metabolik koşullarda, SIRT1 proteini ile olan ilişkisi ve bu regülasyonun hücreye etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında STAMP2 ve SIRT1 ekspresyon durumlarının antagonist bir regülasyonda olduğu ve bu durumun hücre fenotipine etki ettiği gözlenmiştir. Bu regülasyon PCa hücrelerinin çoğalması ve sağkalım mekanizmalarını daha iyi anlamamızı sağlayarak, terapötik tedavilerin etkisini arttıracak öneme sahiptir. Sonuçlarımız, farklı metabolik koşullarda STAMP2 ile SIRT1 regülasyonunun mitotik aktivite, oksidatif stress yanıtı ve DNA hasar onarımı sinyal yolaklarında yer alan proteinleri etkilediği ve yapılan analizlerde bu parametrelerin hücre çoğalmasını düzenlediği gösterilmiştir. Anahtar Sözcükler: STAMP2, prostat kanseri gelişimi, SIRT1, AR sinyal yolakları.
6-Tioguanin-DNA etkileşiminin elektrokimyasal tayinine yönelik biyosensörlerin geliştirilmesi
Çalışmamızın ilk bölümünde antikanser ilaç 6-Tioguanin'nin (6-TG) elektrokimyasal tayini ve 6-TG'nin DNA oligonükleotitleri ile etkileşiminin tek kullanımlık kalem grafit elektrotlar (PGE) ile tayini çözelti fazında incelenmiştir. Etkileşim öncesinde ve sonrasında, 6-TG ve DNA'nın elektrokimyasal sinyalleri PGE ile ölçülerek sinyallerdeki farklanmalar (azalış/artış) üzerinden etkileşim, diferansiyel puls voltametrisi (DPV) tekniği kullanılarak tayin edilmiştir. Ayrıca, PGE yüzeyinde 6-TG'nin DNA ile etkileşimi elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) tekniği kullanılarak incelenmiştir. Çalışmamızın ikinci bölümünde tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNT) modifiye edilmiş kalem grafit elektrotlar (SWCNT-PGE) kullanılarak 6-TG tayini ve 6-TG-DNA etkileşiminin elektrot yüzeyinde tayini incelenmiştir. Geliştirilen nanomalzeme temelli biyosensörün mikroskobik yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. 6-TG ve DNA'nın elektrokimyasal sinyalleri, PGE ve SWCNT-PGE kullanılarak ölçülmüştür. 6-TG ve DNA etkileşiminin SWCNT-PGE ile tayininde, diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleri kullanılmıştır. Çalışmamızda, tek kullanımlık kalem grafit elektrotlar ile 6-TG'nin elektrokimyasal analizi ve 6-TG ile DNA etkileşiminin elektrokimyasal tayininin seçimli, hızlı ve duyarlı bir şekilde yapılabileceği gösterilmiştir. Böylece, tek kullanımlık elektrokimyasal DNA biyosensörlerine dayalı geliştirdiğimiz prosedürlerle hem düşük tayin sınırında 6-TG analizi, hem de 6-TG-DNA etkileşiminin elektrokimyasal tayininin yapılabileceği sonucuna varılmıştır.
Denizel mikroalg türlerinden Nitzschia thermalis ve Isochrysis galbana'nın farklı stres koşulları altında fukoksantin miktarlarının belirlenmesi.
Fukoksantin, mikroalg ve makroalglerde bulunan bir primer karotenoid olup antitümör, antioksidant ve antiobezite gibi farmasötik özelliklere sahiptir. Diğer karotenoidler gibi fukoksantinin biyosentezi, çeşitli çevresel veya biyolojik stres koşulları altında mikroalglerde tetiklenebilmektedir. Bu çalışmada ticari öneme sahip iki denizel mikroalg Nitzschia thermalis (EGEMACC-56) ve Isochrysis galbana 'nın (EGEMACC-86) farklı azot (0 mg/L- 75 mg/L-200 mg/L) ve farklı demir (0 mg/L-3.15 mg/L-15.8 mg/L) konsantrasyonlarında spesifik büyüme ve ikilenme sürelerinin belirlenmesinin ardından, toplam yağ içerikleri, yağ asidi ve fukoksantin değerleri tespit edilmiştir. Çalışma neticesinde maksimum spesifik büyüme hızı N.thermalis için yüksek azot denemesinde 0,47±0,03 gün-1, I.galbana için yüksek demir denemesinde 0,49±0,02 gün-1 olarak tespit edilmiştir. En yüksek fukoksantin miktarları N.thermalis ve I.galbana için yüksek demir denemelerinde sırasıyla 7,57±0,83 mg/g biyokütle ve 10,09±0,45 mg/g biyokütle olarak tespit edilirken, en yüksek toplam yağ içeriği ise N.thermalis ve I.galbana için azot yokluğu denemelerinde sırasıyla % 26,93±1,8 ve % 33,49±2,2 olarak tespit edilmiştir.