Biyomühendislik Anabilim Dalı

Bovine serum albumin ile poliakrilik asidin suda çözünen komplekslerinin ve kovalent konjugatlarının HPLC yöntemiyle incelenmesi

Proteinler ile sentetik polianyonların kompleksleri ve kovalent konjugatları biyomühendislik,tıp ve temel bilimlerde büyük öneme sahiptir. Bu sistemler antijen-antikor etkileşimi, spesifiknükleoprotein kompleksleri ve nükleotid-protein kompleksleşmesi için taklitçi modeloluştururken, aynı zamanda sentetik aşı geliştirilmesi amacıyla immunojenik bileşenlerhakkında yeni bilgilerin elde edilmesini sağlar.Poliiyon zincirleri ve protein molekülünün zıt yüklü grupları arasındaki elektrostatiketkileşimler, polimer-protein komplekslerinin oluşmasını sağlar. Kompleks oluşumumekanizması ve çözünebilen-çözünemeyen fazların transformasyonu sırasında oluşanparçacıkların yapısının anlaşılması için matriks çözeltiler pH titrasyonu, spektrometrik veHPLC yöntemleriyle incelenmiştir. Kompleks oluşumunun ve sistemdeki faz geçişlerinin,çözeltilerin pH'ına ve bileşenlerin oranına bağlı olduğu gösterilmiştir. Poliakrilik asit (PAA)ve bovine serum albumin (BSA), farklı pH değerlerine (pH=4,0-7,0) ve geniş bir aralıktakiprotein/polimer oranlarına (nBSA/nPAA=0,05-50) bağlı olarak, suda çözünebilen veçözünemeyen polimer-protein kompleksleri oluştururlar. pH > pI olduğu zaman, PAA-BSAkomplekslerinin kararlılığı ihmal edielebilecek kadar zayıftır (pH 7,0). Polielektrolitkomplekslerinin oluşumu ve serbest bileşenlerin varlığı ilk kez pH 6,0 değerinde gözlenmeyebaşlanmıştır. Fakat pH < pI durumunda kararlı polikompleks oluşumları artmıştır ve geniş biraralıktaki nBSA/nPAA oranlarında, farklı fizikokimyasal ve konformasyonel özelliklere sahippolikompleks oluşumları incelenmiştir (pH 5,0). Suda çözünemeyen PAA-BSAkomplekslerinin varlığı pH 4,0 değerinde gözlenmiştir. Bu çalışmada suda çözünebilen PAA-BSA komplekslerinin çözünemeyen hale faz geçişleri ilk defa incelenmiş ve proteinlerlepolielektrotların bağlanma mekanizmasının bileşenlerin oranına da bağlı olduğugösterilmiştir; sonuçta çözünebilir, kompleks kooservasyon veya amorf çökelti oluşumlarınınvarlığı gösterilmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovine serum albumin, faz ayrılması, jelfiltrasyon kromatografisi

Poliakrilik asidin bovine serum albumin ile etkileşiminin dinamik ve elektroforetik ışık saçılması yöntemleri ile araştırılması

Bir fonksiyonel biyopolimer sistem olan suda çözünen ve çözünmeyen protein-polielektrolitkompleksleri; protein saflaştırılması, enzim immobilizasyonu ve sentetik aşı geliştirilmesi gibiçalışmalara konu olan özel bir sınıf polimer-protein bileşikleridir. PPK oluşumunda baskınkuvvet elektrostatik etkileşim olup, bununla birlikte hidrofobik etkilerin ve hidrojenbağlarının katkısı da mümkündür. Sulu çözeltilerde polielektrolit ile protein arasındakietkileşimler; pH, iyonik şiddet ve protein/polielektrolit miktarına bağlıdır.Bu tez çalışmasında, globular bir protein olan bovine serum albumin (BSA) ile zayıf birpolielektrolit olan poli(akrilik asit) (PAA) arasındaki etkileşimler, dinamik ve elektroforetikışık saçılması yöntemleri ile incelenmiştir. BSA-PAA sistemleri, farklı pH ve protein/polimeroranlarında araştırılmıştır. Dinamik ışık saçılması sonuçları, pH 7,0'da kompleksoluşmadığını ve pH 5,0'da suda çözünür kompleksler oluştuğunu göstermiştir. pH 4,0'dahazırlanan BSA-PAA karışımlarında suda çözünmeyen kompleksler oluşmuş, santrifüjsonrasında süpernatantlara bakıldığında ise suda çözünen ve bileşenlerden daha büyükboyutlu olan polikomplekslerin yanı sıra serbest BSA olduğu görülmüştür. Elektroforetik ışıksaçılması sonuçlarına göre, pH 5,0'daki kompleks moleküllerinin hep (-) yüklü olduğu fakatpH 4,0'da belli bir orandan sonra (+) yüklendiği bulunmuştur.Anahtar kelimeler: dinamik ışık saçılması, elektroforetik ışık saçılması, poliakrilik asit,bovine serum albumin, protein-polielektrolit kompleksi.

Anyonik polielektrolitlerin sığır serum albuminle etkileşiminin floresans yöntemi ile incelenmesi

Polielektrolitler ve proteinler arasında suda çözünen ve çözünmeyen kompleks oluşumuprosesi, oluşan polikompleks partiküllerinin yapısı ve morfolojisi ile bu sistemlerde fazlararası geçişlerin varlığı, farklı fizikokimyasal yöntemler ile incelenmiştir.Floresans spektrometre yöntemi ile floresans, fosforesans, düşük konsantrasyonda miktartayini, biyolüminesans, protein miktar tayini, proteinlerin üç boyutlu yapıları hakkında vb.bilgi veren analizler yapılmaktadır. Protein ile polielektrolitlerin etkileşimlerininaraştırılmasında floresans yönteminin çok önemli bilgiler verebilmesine rağmen polielektrolit-protein karışımlarında olabilecek etkileşimlerin floresans yöntemiyle incelenmesi çok azsayıda sistemde gerçekleştirilebilmiştir.Bu çalışmada Sığır Serum Albuminin anyonik yapılı poliakrilik asit (PAA) ile etkileşimifloresans yöntemi ile incelenmiş ve protein molekülünde var olan Triptofan amino asitininfloresans özelliklerinin değişimine dayalı olarak interpolimer-protein kompleksinin oluşumuaraştırılmıştır. Bileşenlerin oranına ve ortamın pH değerine bağlı olarak suda çözünen veçözünmeyen polimer-protein komplekslerinin oluştuğu, sistemde faz geçişinin meydanageldiği ve bu sırada kararlı yapılı polikompleks partiküllerinde protein moleküllerinin üçboyutlu yapılarının şartlara uygun olarak önemli değişiklikler gösterdiği saptanmıştır.İntrapolimer komplekslerinin orana ve pH'a bağlı olarak interpolimer komplekslereagregasyonu bulunmuştur. Protein molekülünün yapısındaki Triptofan'ın λmax ve Imaxdeğerleri orana ve pH'a bağlı olarak değişmektedir. Bu değişimlerin gerek proteinin gereksepolikomplekslerin yapılarına bağlı olduğu tartışılmaktadır.Floresans yöntemi suda çözünen PAA-protein karışımlarına uygulandığından dolayıpolimer/protein oranına ve karışımın pH değerlerine bağlı olarak sistemin suda çözünürlüğüöncelikle türbidimetrik yöntemle araştırılmış ve suda çözünmemiş sistemler belirlenmiştir.Nötral pH ortamlarında tümüyle suda çözünen polimer-protein karışımı, pH değeri azaldıkçasuda çözünmeyen hale geçmekte ve pH'ın değerinin izoelektrik noktasına yakın değerlerindenbaşlayarak düşük değerlerinde suda çözünmeyen bir karışım oluşmakta olduğu belirlenmiştir.Bu sistemler detaylı olarak floresans yöntemi ile araştırılmış ve literatürde bulunmayan yenibilgiler elde edilmiştir. Polikompleksin yapısında bileşenlerin (polimer ve protein) oranı,aralarındaki kimyasal bağlar veya etkileşimin doğasının yanısıra, gerek tüm polikomplekspartiküllerinin ve gerekse de içerdikleri protein molekülünün üç boyutlu yapısı hakkındagünümüzde detaylı bilgi varolmamaktadır.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovin serum albumin, floresans

Polianyonların bovin serum albumin ile karışımlarının dört detektörlü moleküler eleme kromatografisi yöntemiyle analizi

Suda çözünen ve çözünmeyen protein-polielektrolit kompleksleri fonksiyonel biyopolimersistemleri olarak çeşitli alanlarda önemli uygulamaları bulunmaktadır ve polimer-proteinbileşiklerinin spesifik bir sınıfını oluşturmaktadırlar. Polielektrolitlerin proteinlerle suluçözeltilerdeki etkileşimi, pH ve iyonik şiddete duyarlıdır ve proteinlerin izoelektrik noktasınabağlıdır. Polimer-protein kompleksleri poliiyon zincirleriyle protein molekülünün zıt yüklügrupları arasındaki elektrostatik etkileşimin bir sonucu olarak meydana gelmektedir.Bu tez çalışmasında, bileşenlerin farklı oranlarında (nBSA/nPAA=0,5-50) ve farklı pH'larda(pH=4,0; 4,3; 5,0; 6,0; 7,0) sığır serum albuminin poliakrilik asit ile etkileşimi ve çözünürpolikomplekslerin moleküler özellikleri dört detektörlü (UV, kırılma indisi, ışık saçılması veviskometri) moleküler eleme kromatografisi kullanılarak incelenmiştir.Nötral pH'larda polianyon ile protein arasında etkileşim gözlenmezken, proteinin izoelektriknoktasına yakın pH değerinde suda çözünür PAA-BSA kompleksleri oluşmaktadır.Fizikokimyasal özellikleri dört detektörlü kromatografi sistemi kullanılarak incelenen bukomplekslerin belli bir oran aralığında molkül kütleleri ve boyutlarının bir maksimumdangeçtikten sonra sabit kaldığı gösterilmiştir. Proteinin izoelektrik noktasından daha düşük pHdeğerlerinde suda çözünmeyen kompleksler oluşmuş, bu çözeltilerin santrifüj sonrasısüpernatantları incelenmiştir. Bileşenlerin molar oranlarının çok küçük ve çok büyükdeğerlerinde suda çözünen kompleksler olduğu bulunmuş, suda çözünen ve çözünmeyenpolikomplekslerin bir arada bulunduğu gösterilmiştir. Ön aşamada, çökmeden öncepolielektrolit-protein kompleksleri arasında agregasyon olduğu belirtilmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit-protein kompleksleri, moleküler eleme kromatografisi, ışıksaçılması, viskometri.

Peptid protein kovalent konjugasyonu

Peptidlerin taşıyıcı proteinlere bağlanması, zayıf immunojenik özellikteki peptidlere karşı antikoroluşturmak için gerekmektedir. Sulu çözeltideki moleküllerin karboksil gruplarının aktivasyonu veaktive olmuş karboksil gruplarına amino gruplarının kovalent bağlanması, bu tez çalışmamızın konusuolan globular yapıdaki protein ile sentetik peptidlerin konjugasyon reaksiyonunun temelinioluşturmaktadır.Karbodiimidler heterobifonksiyonel özellikteki direkt (zero-length) çapraz bağlama reaktifleridir vekarboksil gruplarının amino gruplarına bağlanmasında kullanılırlar. Bu tez çalışmamızda karbodiimidyöntemi ile suda çözünen 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimid hidroklorid (EDC) kullanılarak,Peptid-Protein konjugatları hazırlandı. Konjugasyonda bir protein molekülü için peptidin farklıoranları (npeptid/nBSA) ile çalışıldı ve bu orantılara ait biyokonjugatlar sentezlendi. Sentezlenmişbiyokonjugatlar farklı kolonlardan geçirilerek saflaştırıldı.Saflaştırılan biyokonjugatların; sentetik peptid, BSA ve BSA-sentetik peptid fiziki karışımları ilekarşılaştırmalı olarak karakterizasyonu ve bağlanma mekanizmasının incelenmesi, HPLC, GPC-VISCOTEK (Gel Permeation Chromatography; UV, Refraktif ndeks, Vizkozite ve Işık SaçılmasıDetektörlerine Sahip Kromatografik Sistem), Fluoresans Spektrofotometre ve Zetasizer (Partikülboyutu ve Zeta Potansiyel ölçümü için) cihazları kullanılarak gerçekleştirildi. Fiziko-kimyasal analizsonuçlarına dayanarak globular BSA moleküllerinin lineer yapılı peptid molekülleri ile kovalentbağlanması sonucu elde edilen biyokonjugatların oluşum mekanizması, elektrik yükü ve üç boyutluyapısı incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Peptid, Protein, BSA, Kovalent Bağlanma, Karbodiimid, EDC

İnsülinin polimerlerle (Örn: polietilen glikol) olan konjugatlarının diyabetik hastalarda uygulanması

Diabetes Mellitus, günümüzde en sık rastlanan hastalıklardan biridir. İstatistiksel sonuçlar,diyabet hastalığına yakalanan hastaların sayısının arttığını göstermektedir. Ancak tedavimetodları, tedavi yolu ve insülin molekülünün tipi ilaç firmaları tarafından geliştirilmektedir.Günümüzde artık immunojen olmayan insülin çeşidi kullanılmaktadır. Bugün pazarda,diyabet hastaları tarafından kullanılan çok çeşitli insülin formülasyonları bulunmaktadır. Buinsülinler rekombinant DNA teknolojisiyle üretilmektedir.Bu araştırmada; Tip 1 ve tip II diyabet, mevcut insülin tedavileri, insülinin hücredeki etkimekanizması, insülin konjugatlarının sentezi, PEG konjugasyonunun insülinin özelliklerineetkisi, PEG-insülin konjugatlarının hazırlanması ve bunların immünojenik özellikleri,hümoral ve hücresel antijenliği, alerjenliği, biyolojik etkinlikleri, farmakokinetik vefarmakodinamik parametreleri incelenmiştir.

Miyeloperoksidaz enziminin meme kanseri tedavisinde kullanılan tamoksifene etkisinin incelenmesi

?Miyeloperoksidaz-H202-Cl-? sistemi lökositlerde güçlü antibakteriyel ve sitotoksik etkiye sahiptir. Fizyolojik pH'da Cl- iyonlarının Cl+ iyonlarına yükseltgenmesi ile birlikte miyeloperoksidaz bazı tehlikeli reaktif oksijen türlerinin oluşumuna yol açmaktadır. Fizyolojik koşullarda ROS'ların üretilme ile yok edilme mekanizmaları arasındaki denge bozulursa, vücutta hasar oluşabilir. Hücrede ROS birikimi radikal ilgili DNA, protein, lipid hasarı oluşturarak kanser ve nörodejeneratif bozukluklar gibi yaşa bağlı hastalıkların gelişmesinde önemli olur.Bu tez çalışmasında Tamoksifene miyeloperoksidaz -H2O2-Cl- sisteminin etkisi ile oluşan reaksiyon ürünleri incelendi. Bu maksatla alınan insan kan örneklerinin içerdiği lökositler izole edildi. Liziz işlemiyle parçalanan lökositlerden izole edilip saflaştırılan miyeloperoksidazın 37°C'da ve fizyolojik pH'da (pH 7.2-7.3) Tamoksifene etkisi UV-Vis. spektrofotometre ve LC-MS, FT-IR spektrometre sistemleri ile değerlendirildi.Daha önce yapılan çalışmalarda Tamoksifene karaciğer mikrozomlarının etkisi ile metabolitlerin oluşması ve ?Horseradish? peroksidaz katalizi incelenmişti. Yapılan çalışmada ilk defa yeterli miktarda saf halde elde edilen miyeloperoksidazın daha yüksek konsantrasyonda kullanılması, bu enzimin Tamoksifene etkisinde oluşan ürünlerin çok daha belirgin olarak izlenmesini sağladı. Tamoksifenin yapısında bulunan C-O-C eterik bağının, C=C çiftli bağının ve C-N bağının parçalanması sonucu serbest radikallerin oluştuğu kanaatine varıldı.

Miyeloperoksidaz enziminin lösemi tedavinde kullanılan doksorubisine etkisinin incelenmesi

Miyeloperoksidaz (MPO, EC 1.11.1.7) başlıca polimorfonükleer nötrofillerde, monositlerde ve doku makrofajlarının belirli popülasyonlarında bulunmaktadır. Bu enzim ?miyeloperoksidaz-H2O2-Cl-? reaksiyon sistemi vasıtasıyla zararlı mikroorganizmaları ve belirli tümörleri yok edici etkisi nedeniyle savunma sisteminde önemli bir yere sahiptir. Miyeloperoksidaz ayrıca peroksidasyon yoluyla fenol, anilin ve türevleri ile ß-diketonlar gibi birçok maddeyi yükseltgeyerek serbest radikal meydana gelmesine sebep olmaktadır. Bu durum genel olarak belirli ilaçların toksik metabolitlerinin oluşmasını da açıklamaktadır.Kanser tedavisinde kullanılan bazı ilaçlara karaciğer mikrozomların etkisi ile metabolitlerin oluşması ve ayrıca ?Horseradish Peroxidase? etkisi daha önce incelenmiştir. Bu çalışmada ilk defa insan lökositlerinden izole edilip saflaştırılan miyeloperoksidazın lösemi tedavisinde kullanılan Doksorubisine olan etkisi incelendi. Ayrıca miyeloperoksidaz ilk defa laboratuvar koşullarında reaksiyon gerçekleştirmek üzere yeterli miktarda ve aktivitesi korunarak elde edildi. Fizyolojik sıcaklıkta ve pH'da (37°C; pH 7.2-7.3) gerçekleştirilen bu reaksiyonda oluşan ürünler UV-Vis. spektrofotometre, FT-IR ve LC-MS spektrometre sistemleri kullanılarak değerlendirildi. Reaksiyon sonucu Doksorubisinin yapısında bulunan karbonil grubunun kaybolduğu, C-O-C eterik bağının parçalandığı ve serbest radikallerin oluştuğu belirlendi.

Polianyonların human serum albumin ile etkileşim mekanizmasının araştırılması

Yağ asidi, amino asit, biliburin gibi metaboliklere ve Cu2+- Zn2+ gibi metal içeren birçok etkin maddeye karşı yüksek ilgi gösteren HSA, araştırmacılar tarafından ilaç salınım sistemlerinde spesifik hedeflere taşıyıcı olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada HSA'nın polianyonlar ile etkileşim mekanizması araştırılarak tıp, eczacılık ve temel bilim çalışmaları için mühendislik yaklaşımı geliştirilmiş ve etkileşimin fiziko-kimyasal yapısı HPLC, dört detektörlü GPC, dinamik ve elektroforetik ışık saçılması ve flüoresans yöntemleri kullanılarak açığa çıkarılmıştır. Protein-polianyon etkileşimlerinde baskın kuvvet elektrostatik etkileşim olup, hidrofobik etkilerin ve hidrojen bağlarının katkısının da olduğu düşünülmektedir. Sulu çözeltilerde polianyon ile protein arasındaki etkileşimler; pH, iyonik şiddet ve nHSA/nPAA miktarına bağlıdır. Kompleks oluşumunun ve sistemdeki faz geçişlerinin, çözeltilerin pH'ına ve bileşenlerin oranına bağlı olduğu, poliakrilik asit (PAA) ve human serum albumin (HSA), CPAA=1mg/mL için farklı pH değerlerine (pH=4,0-7,0) ve nprotein/npolimer oranlarına (nHSA/nPAA=0,1-10) bağlı olarak, suda çözünebilen ve çözünemeyen polimer-protein kompleksleri oluşturduğu gösterilmiştir. pH (7,0-6,0) > pIHSA (4,9) koşulunda, HSA-PAA komplekslerinin kararlılığı ihmal edilebilecek kadar zayıf olup, polielektrolit komplekslerinin oluşumu ve serbest bileşenlerin varlığı ilk kez pH 5,0 değerinde gözlenmeye başlanmıştır. pH5,0'da polikompleks parçacıklarının sulu çözeltilerinin molekül ağırlığı(Mw, Mn), molekül ağırlığı dağılımı, Mark-Houwink (a), bağlanma (k) ve doyma (?m?) sabitleri gibi moleküler özelliklerinin ve yapısal değişikliklerin nHSA/nPAA oranına bağlılığı araştırtmıştır. pH < pI durumunda kararlı polikompleks oluşumları artmış ve suda çözünemeyen HSA-PAA komplekslerinin varlığı pH 4,0 değerinde gözlenmiştir. Ayrıca, CPAA=0,1mg/mL için pH4,0 ve pH4,5'de türbidimetrik titrasyon yöntemi kullanılarak, suda çözünmeyen interpolimer kompleksinin oluşumunun ve suda çözünür hale geçişin pH değişiminden etkilenme mekanizması aydınlatılmıştır. Anahtar kelimeler: HPLC, dört detektörlü GPC, dinamik ışık saçılması, elektroforetik ışık saçılması, poliakrilik asit, human serum albumin, protein-polielektrolit kompleksi.

Alfa amilaz-dekstran konjugatlarının sentezi ve karakterizasyonu

Amilazlar endüstride nişastadaki glikozid bağlarının hidrolizinde yaygın olarak kullanılan enzimlerdir. Alfa amilazlar (1,4-?-D-glukan glukanohidrolaz; EC 3.2.1.1) nişastadaki amiloz ve amilopektinin ?-1,4 bağlarının hidrolizinden sorumlu endohidrolazlardır. ß-Amilaz nişastanın sadece indirgenmeyen uçlarındaki ?-1,4 bağlarına saldırabilir. Alfa amilazlar yapılarında 5 alt ünite bulundururlar ve 478 amino asit artığı içermektedirler. Molekül ağırlıkları 50 000 dolayındadır. Özellikle Aspergillus oryzae'den elde edilen alfa amilaz (TAKA-amilaz), başlıca gıda, tekstil, deterjan endüstrilerinde kullanılmaktadır. Bu gibi endüstriyel uygulamalarda çalışma ortamlarının sıcaklık, pH v.b. değerleri ya da mevcut kimyasallar enzimin aktivitesini olumsuz etkileyebilir. Endüstriyel proseslerde enzimlerin çalışma ortamının olumsuzluklarına karşı dirençli kılınması önemli araştırma alanlarını oluşturmaktadır. Bu maksatla uygulanan genetik çalışmalar ve kimyasal modifikasyonlar enzimlerin stabilitelerini arttırmaktadır. Bu çalışmada, Aspergillus oryzae alfa amilaz (TAKA) ?Sephadex G 50? kolon dolgu maddesi kullanılarak jel filtrasyon yöntemi ile saflaştırıldı. 75 000 ve 188 000 mol ağırlıklı dekstranlar sodyum periyodat ile aldehit türevlerine yükseltgendikten sonra saf enzime kovalent olarak bağlandı. Sentezlenen konjugatlar ultrafiltrasyon sisteminde konsantre edildi ve yıkandı. Elde edilen konjugatlar HPLC ve GPC cihazlarında incelendi. Enzim ve konjugatların pH 7 ve farklı sıcaklıklarda aktiviteleri tayin edildi ve alınan sonuçlar kıyaslandı. Sonuç olarak, pH 7'de konjugatlar saf enzime kıyasla daha geniş bir sıcaklık aralığı ve yüksek termal stabilite gösterdiler. Anahtar kelimeler: Aspergillus oryzae ?-Amilaz, Dekstran, ?-Amilaz-Dekstran konjugatları, aktivite, enzim stabilitesi, GPC, HPLC.

İnsan meme kanseri (MCF 7) ve fare fibroblast (L-929) hücre kültürlerinde poliakrilik asidin toksisitesinin incelenmesi

Son yıllarda biyopolimerler tıbbın çeşitli alanlarında; ortopedide, kemoterapide, immünojide, dişçilikte olmak üzere geniş şekilde kullanılmaktadır. Herhangi bir polimerin praktikte uygulanabilmesi için biyouyumluluğunun incelenmesi gerekmektedir. Bir polielektrolit olan poliakrilik asidin (PAA) immünolojide adjuvant etkisi, tıbbi deneylerde antitrombojenik etkisi ve ilaç salınım sistemlerinde taşıyıcı olarak kullanıldığı bilinmektedir. Literatürde PAA'nın çeşitli konjugatlarıyla ilgili çalışmalar olmasına rağmen, tek başına toksisitesine ait çalışmalar bulunmamaktadır. Biyopolimer çalışmalarında toksisitenin belirlenmesi son derece önemlidir. Bu amaçla çeşitli hücrelerin kültürleri kullanılmaktadır. Ancak PAA'nın ve konjugatlarının toksisitesinin tayin edilmesinde kullanılan hücre kültürlerinden hangisinin daha duyarlı olduğu konusunda bilgiler bulunmamaktadır. Tezin amacı; insan meme kanseri (MCF 7) ve fare fibroblast (L-929) hücrelerinin kültürlerinin yapılması ve bu hücre kültürlerinde PAA'nın toksisitesinin çeşitli yöntemlerle incelenmesidir. Çalışmada hücre kültürü, kriyoprezervasyon, 3-(4,5-dimetiltriazol-2-il)-2,5- difeniltetrazolium bromid (MTT), tripan mavisi ve 4,6-diamidino 2 phenylindole (DAPI) yöntemleri kullanılmıştır. Birinci aşamada ilk kez olarak Y.T.Ü Biyomühendislik Bölümü Hücre Kültürü Laboratuvarında MCF 7 ve L-929 hücrelerinin adaptasyonluğu sağlanmış ve devamlı kültürü elde edilmiştir. Bu hücrelerin kriyoprezervasyonunun sağlanmasında optimal şartlar belirlenmiş ve laboratuvarda hücrelerin yeterli miktardaki kriyobankı oluşturulmuştur. Çalışmamızda ilk kez MCF 7 hücre kültürünün PAA'nın toksisitesinin incelenmesinde uygun bir model olduğu ortaya konmuştur. Yapılan kültür çalışmalarının sonraki aşamalarında PAA'nın pH'a ve konsantrasyona bağlı olarak toksik etkisinin incelenmesi sonucunda farklı hücrelerde farklı olduğu belirlenmiştir. PAA'nın EC50 değeri MCF 7 hücrelerinde 6.6 iken L- 929 hücrelerinde 1,8 olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar polimerlerin hücre kültüründe toksisitesinin belirlenmesinde uygun hücre kültürü seçilmesinin dikkate alınmasını göstermektedir. Anahtar kelimeler: Hücre Kültürü, MCF 7, L-929, Poliakrilik Asit, Toksisite, MTT, DAPI

Restoratif dental malzemelerde yüzey-polimer etkileşimlerinin moleküler modellenmesi

Mucor miehei rennet dekstran sülfat konjugatlarının incelenmesi

Bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş raman spektrumlarını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektroskopi, mikroorganizmaların hızlı tanı ve karakterizasyonu için güçlü bir tekniktir. Ancak hazırlanan örneklerin heterojen olmasından dolayı deneysel koşulların iyi optimize edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektrumlarını etkileyen parametreler araştırıldı ve deneysel koşullar optimize edildi. İlk olarak bakteri ve nanoparçacık karışım oranlarının etkisi araştırıldı ve optimum oran bulundu. Bu oran kullanılarak, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılmasını etki edebilecek parametreler: lazer dalga boyu, nanoparçacık içeren süspansiyonun pH'sı ve konsantrasyonu, nanoparçacıkların yüzey yükleri, cinsi ve büyüklüğü araştırıldı. Bu çalışma, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması için optimum deneysel koşullarının yanı sıra, deneysel koşulların değişmesi ile bakteri hücrelerinden moleküler bilgi alınabileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması,YZRS, Bakteri, Tanı, Nanoparçacık, Plazmonlar

BSA-dekstran sülfat komplekslerinin oluşumu ve karakterizasyonu

Bu çalısmamızda bir polielektrolit-protein kompleksi olan Bovin Serum Albumin (BSA)- Dekstran Sülfat (DS) kompleksleri olusturulmus ve DS'nin BSA ile etkilesimi incelenmistir. BSA proteini, DS ile ortamın pH'ına baglı olarak suda çözünen kompleksler olusturur. Deneysel çalısmamızda, kompleksler degisik oranlarda (nBSA/nDS, nDS/nBSA) hazırlanarak, çesitli pH degerlerinde (pH=7 ve pH=5) incelendi. Sistem, DS ve BSA pH degerlerine baglı olarak farklı elektrik yükleri tasıdıklarından dolayı pH'a baglı olarak ve etkilesim mekanizması bilesenlere baglı oldugundan dolayı da orana baglı olarak incelenmistir. Komplekslerin; GPC-VISCOTEK (Moleküler Eleme Kromatografisi; UV, Refraktif ndeks, Vizkozite ve Isık Saçılması Detektörlerine Sahip Kromatografik Sistem), Floresans Spektrofotometre, Zeta-Sizer (Partikül boyutu ve Zeta Potansiyel ölçümü için) ve HPLC cihazları kullanılarak yapı-islev analizleri yapılmıs ve fizikokimyasal karakterizasyonları gerçeklestirilmistir. Anahtar kelimeler: Polielektrolit, bovin serum albumin, BSA-Dekstran sülfat kompleksleri, GPC, HPLC.

Polielektrolit-protein kompleksleri

Günümüzde polielektrolit ve protein kompleksleri pek çok alanda kullanılmaktadır. Özellikle bu bileşikler, biyolojik açıdan önemli mekanizmaların oluşturulmasında ve biyomedikal uygulamalarda, kullanım potansiyeline sahiptirler. Proteinlerin işlevsel özellikleri, polimerler ile komplekleştirme yoluyla arttırılabilmektedir. En önemli veriler, komplekslerin immunolojide kullanımıyla elde edilmiştir. İmmunojenliği arttırılmış proteinler ve virüsler güçlü aşı sistemlerinin geliştirilmesini sağlamıştır. Yapay antijen kullanıldığında, immun cevabı almak için adjuvan kullanılması gerekmez. Timusu olan veya olmayan hayvanlarda antikor oluşumunun uyarılması sağlanır. Bu çalışmada, öncelikle polielektolit kavramına açıklık getirilmiştir. Polielektrolitlerin yapıları, sınıflandırılmaları hakkında bilgiler verilmiş, serbest radikal polimerizasyonu, iyonik polimerizasyon, basamaklı polimerizasyon ve kimyasal modifikasyon ile sentez yöntemleri anlatılmıştır. Doğal veya sentetik sınıflı polielektrolitlerin, proteinler ile komplekslerinin oluşumları, yapı-özellik ilişkileri, etkileşimleri ve uygulamaları hakkında incelemeler yapılmıştır. Oluşan komplekslerin AFM, EM, OM, DLS, ELS, IR, potansiyometri, DSC, SEC, ACE vb. gibi karakterizasyon teknikleri detaylı olarak açıklanmış, literatürdeki uygulamaları hakkında bilgiler sunulmuştur. Bu çalışmada ayrıca komlekslerin immunolojide kullanımı ile ilgili yapılmış deneysel çalışmalardan bahsedilmiştir. BSA' nın PVP, PAA ve PSSNa gibi polielektrolitlerle karışımının sulu çözeltilerinin immunolojik olarak incelenmesinden elde edilen sonuçlar verilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, karışımların immunojenliği polielektrolitlerin yapısına ve oluşan komplekslerin kararlılığına bağlıdır. Ayrıca, yapay antijenlerden yapay aşılara geçme yolları aranarak, tüberküloz ve grip gibi infeksiyonlarda, PEK nin immunolojik etkileri incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Polielektrolit, polimerizasyon, Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), elektron mikroskobu (EM), BSA, SEC, immunoloji, antijen

Kışlık ekmeklik buğday (Triticum aestium L.)'da sarı pas (Puccinia striiformis f. sp tritici) dayanıklılık geninin moleküler belirteçler (marker) ile araştırılması

Bu çalışmada, 7 farklı kışlık ekmeklik buğday çeşidi kullanılarak sarı pas hastalığına dayanıklılığı incelemek amacıyla 4 farklı dayanıklı x hassas melez kombinasyonları [Altay (dayanıklı) x Harmankaya99 (hassas); İzgi2001 (dayanıklı) x ES14 (hassas); Sönmez2001 (dayanıklı) x Aytın98 (hassas); PI178383 (dayanıklı) x Harmankaya99 (hassas)] yapılmış ve bu bireylerde Yr5 geni açısından polimorfizm gösteren moleküler belirteçlerin elde edilmesi amacıyla rezistant gen analog polimorfizmi (RGAP), dizisi etiketlenmiş alanlar (STS) ve mikrosatellit analizleri yapılmıştır. Bitkinin fide döneminde sarı pas hastalığına dayanıklılık sağlayan genlerden biri olan Yr5 geni buğday B genomu 2. kromozomunun uzun kolunda (2BL) bulunmaktadır. Kromozom 2BL yer alan ve bu gene belli uzaklıklarda bulunan değişik tipteki belirteçleri çoğaltan toplam 46 adet primer çifti (12 çift RGAP, 18 çift STS, 16 çift mikrosatelit) kullanılarak polimeraz zincir reaksiyonları (PCR) yapılmıştır. Kombinasyonları oluşturan ebeveynler arasında polimorfizm gösteren moleküler belirteçler, sarı pas ırkları ile inokülasyondan sonra dayanıklı ve hassas olarak belirlenecek olan F2 bireylerinde analiz edilecektir. Elde edilmesi hedeflenen Yr5 belirteçleri, fide dönemi dayanıklılık genlerine ve ergin dönem dayanıklılık genlerine bağlantı gösteren belirteçler ile beraber bitki ıslah çalışmalarında kararlı ve etkin bir biçimde kullanılarak dayanıklı buğday genotiplerinin seçimini sağlayacaktır. Anahtar kelimeler: Triticum aestivum L., sarı pas, Yr5, PCR, DNA, RGAP, STS

Dental restoratif malzemelerin sitotoksisitesine ışık kaynağının ve hidroksiapatit ilavesinin etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada diş hekimliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılan dental malzemelerin (Rezin modifiye cam iyonomer simanlar, kompozit simanlar ve kompozit restoratifler) in vitro biyouyumlulukları incelenmiştir. In vitro biyouyumluluk incelemeleri aşağıda belirtilen amaçlar doğrultusunda gerçekleştirilmiştir:1-Kompozit simanların (dual sertleşen) ve kompozit restoratiflerin (ışıkla sertleşen) in vitro biyouyumluluklarının iki farklı ışık kaynağı (Halojen, LED) kullanılarak incelenmesi.2-Rezin modifiye cam iyonomer simanların öncül in vitro biyouyumluluk incelemeleri.3-Rezin modifiye cam iyonomer simanların öncül in vitro biyouyumluluk sonuçlarına göre hidroksiapatit ilavesinin in vitro biyouyumluluk üzerindeki etkilerinin incelenmesi.In vitro biyouyumluluk çalışmalarında ekstraksiyon yöntemi kullanılmış ve sonuçlar MTS testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen numunelerin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Elde edilen bulguların istatistiksel analizleri için SPSS istatistik programı kullanılmıştır. %95 güven aralığında, p<0,05 anlamlılık düzeyinde değerlendirildi.Deney sonuçlarına göre ticari hidroksiapaptit (THA) tozları, sentezlenmiş hidroksiapatit (SHA) tozlarından daha yüksek sitotoksisite göstermiştir (p<0,01). Kompozit malzemelerin in vitro biyouyumluluğu değerlendirildiğinde LED ışık kaynağı kullanılarak sertleştirilmiş malzemelerin halojen ışık kaynağına göre genel olarak daha yüksek değerler gösterdiği belirlenmiştir. Kompozit malzemelerin in vitro biyouyumluluk değerleri rezin modifiye cam iyonomer simanlardan oldukça yüksek bulunmuştur. Yüksek sitotoksisiteye sahip rezin modifiye cam iyonomer simanlara %4 oranında sentezlenmiş hidroksiapatit (SHA) tozu ilavesi biyouyumluluklarını önemli miktarda iyileştirmektedir. Sertleştirme sistemleri kıyaslandığında ise dual kür sistmeler ışıkla kür sistemlere göre daha biyouyumludur. Bu sonuçlara göre kompozit restoratifler içinde en iyi biyouyumluğa sahip malzeme Rely X Arc, rezin modifiye cam iyonomer (RM-GIC) simanlar içinde ise Photac Fil Quick olmuştur.

Şap hastalığı virüsünün VP1 kapsid proteininin antijenik özellikli 40-60 amino asid dizili peptidinin polianyonlarla konjugasyonu

Biyolojik uyumlu bir sentetik polimer ve fonksiyonunun nizamlanması amaçlanan biyomolekül içeren makromolekül kompleksleri-Biyopolimer sistemler, korunmuş ilaçlar, yapay aşılar, tanı kitleri vb. biyoteknolojik ürünler gibi geniş bir ölçüde uygulama alanı bulmaktadırlar.Bu tez çalışmamızda Şap hastalığı Virüsünün VP1 kapsid proteininin antijenik özellikli 40-60 amino asid dizili sentetik peptid antijeni kendiliğinden adjuvant etkisi olan Polielektrolit taşıyıcısına bağlanarak biyopolimer sistem, yani biyokonjugat geliştirilmiş ve yapı özellikleri incelenmiştir.Biyokonjugatın sentezi, polimerin (PAA) karbodiimid varlığında aktifleştirilerek peptide bağlanması ile gerçekleştirilmiş, yapı ve karekterizasyonu çeşitli fizikokimyasal yöntemler (HPLC, FTIR, 4 Dedektörlü Viskotek Sistemi-Ultra-viole Visible, Işık Saçılması ve Viskozite- Flouresans Spektroskopisi) uygulanarak polimerin sentetik peptidle bağlanma mekanizması, biyokonjugat partiküllerin yapısı ve reaksiyon şartlarına bağlı olarak yapı çevrilmeleri incelenmiştir.Sentezlenmiş biyokonjugat Biyo-Rad kolonundan geçirilerek saflaştırılmıştır. Ürünün saflığı FTIR analizleri ile takip edilmiştir.Bu konjugatın immünojenik özellikleri ELISA yöntemi ile incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Polielektrolit, Biyopolimer sistemler, İmmünojen, Polimer-Peptid konjugatı, Şap hastalığı virüsü (Foot-and-mouth Disease)

Polimerlerin toksisitesinin incelenmesinde yeni kültür modelinin geliştirilmesi

Tıbbın çeşitli alanlarında kullanılan polimerlerin klinik öncesi, toksisite ve biyouyumluluğu in vivo ve in vitro kültür modellerinde tayin edilmektedir. Mevcut hücre kültürleri polimerlerin bu özelliklerinin tayin edilmesinde her zaman yüksek duyarlılık göstermediği gibi, pahalı, yapılması zor ve zaman alıcıdır.Bu sebeple bu çalışmanın amacı, polimerlerin toksisitesi, biyouyumluluğu ve ayrıca organizmada bulunması muhtemel enfeksiyon ajanları ile (protozoan) etkileşimi hakkında bilgi verebilecek daha duyarlı, hızlı, ekonomik ve yapılması daha kolay yeni bir kültür modeli geliştirmek olmuştur.Deneyler, insan meme kanser hücresi (MCF7), fare fibroblast hücresi (L-929) ve yeni önerilen Leishmania promastigot kültürü (Ep39) üzerinde yapıldı. Farklı molekül ağırlıklarındaki ve konsantrasyonlardaki poliakrilik asit (PAA) ve polietilen glikol (PEG) kullanıldı. Hücrelerin morfolojik özellikleri mikroskopik olarak, canlılıkları ise 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) yöntemi ile incelendi. Sonuçların istatistiki değerlendirilmesi SPSS programı ile (student's t-test) yapıldı.Sonuçlar PAA'nın toksik ve PEG'in non-toksik etkisinin yeni kültür modelinde, klasik kültür modelleri olan MCF7 ve L929'dan istatistiki olarak farklı olmadığını gösterdi. Farklı polimerlerin değişik konsantrasyonlarının kültürde promastigot hareketliliğine olan etkisinin incelenmesi, polimerlerin toksisitesinin çok kısa sürede (bir kaç saat) tayinine olanak sağladı.Aynı zamanda bu yeni kültür modelinde, vücutta bulunması muhtemel protozoa enfeksiyonları ile polimer etkileşimi sonrası, enfeksiyöz ajanlarda oluşabilecek değişimlerin incelenmesi gösterdi ki; PAA ile 48 saat inkübasyon Ep39 hücrelerinde MCF7 ve L-929 gibi toksik etki oluşurken, inkübasyon süresi artırıldığında, Ep39 hücrelerinin canlılığını oldukça arttırdığı tespit edildi (p<0,05).Bu çalışmada ilk kez olarak; tek hücreli, hareketli, ökaryotik ve kültürü oldukça kolay yapılan Leishmania protozoanlarının, toksik ve non-toksik gruptan olan polimerlerin toksisitesinin incelenmesinde kullanımının uygun olduğu, önerilen yeni kültür modelinin polimerlerin toksisitesininin birkaç saatte incelenmesine imkan sağladığı, ayrıca polimer toksisitesinin tayin edilmesinde kullanılan klasik kültür modellerinden farklı olarak yeni kültür modeli kullanılarak vücutta polimerler ile enfeksiyon ajanlarının (protozoa) etkileşiminin önceden tayin edebileceği gösterildi.

Yüzeyde zenginleştirilmiş raman saçılmasına dayalı mikroorganizma tanısı için yeni nanoyapılı yüzeylerin geliştirilmesi

Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması (YZRS), moleküllerin kimyasal parmak izlerini almayı sağlayan çok güçlü bir tekniktir. Bu teknik mikroorganizmaların hızlı, doğru tanısı ve karakterizasyonu için kullanılabilir. Ancak, bakteriler gümüş veya altın süspansiyonları ile karıştırıldığında tekrarlanabilen YZRS spektrumları elde edebilmek, bir mikroorganizmanın tanısı için engeldir. Bakteri örneği ile gümüş veya altın nanoparçacıklar karıştırıldığında nanoparçacıklar bakterilerin hücre duvarları ile bakterilerin ve nanoparçacıkların yüzey yüklerine bağlı olarak rastgele etkileşirler. Kuvvetli YZRS deneyi için nanoparçacıklar ile bakteri hücreleri yakın temasta olmak zorunda olduklarından çok sayıda nanoparçacık, bakterilerin hücre duvarları ile temas ettirilerek YZRS spektrumlarının niteliği ve tekrarlanabilirliği iyileştirilebilir. Bu çalışmada, tüm mikroorganizmaların hızlı tanısı amacıyla YZRS tekniğini kullanılabilir duruma getirmek için çaba sarfedilmiştir. Bu yüzden ?İletim Derleme Metodu? ile gümüş ve altın nanoparçacıklardan mikrometre boyutunda çukurcuklar yapılmış; bakteriler ile mikro-çukurcukların boyut ilişkisi, bakterilerin derişimi ve yüzeyde oluşan çukurcukların sayısı araştırılmıştır. İletim Derleme Metodu' ile yapılan altın veya gümüş nanoparçacıklardan oluşan yüzeyler üç boyutlu olmuştur. Bu nedenle model olarak kullanılan bakterilerin hücre duvarları ile temas noktaları artarak Raman saçılmasında zenginleşme sağlanmıştır. Model olarak Escherichia coli ve Staphylococcus cohnii sırasıyla, gram negatif ve çomak şeklinde olmasından, gram pozitif ve kok şeklinde olması özelliklerinden seçilmiştir İki model bakteri Escherichia coli ve Staphylococcus cohnii'nin YZRS spektrumları, basit karıştırma yöntemi ile hazırlanıp aynı bakteri örneğinden alınan spektrumlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, bakterilerin içinde bulunduğu mikro-çukurcuk yapılarından alınan YZRS spektrumlarının yüksek tekrarlanabilirliği ve daha detaylı bilgi alındığından dolayı elde edilen yüzeylerin bakteri tanısı için kullanılabileceğini göstermektedir.

Katman-katman bir araya gelme yöntemi ile antibakteriyel ince film tabakalarının hazırlanması

1990'lı yılların sonlarına doğru Decher'in geliştirmiş olduğu katman-katman bir araya gelme yöntemi, biyoloji ve tıp alanlarındaki uygulamalarda ince film tabakaları hazırlama yöntemlerine alternatif olarak geliştirilmiş bir yöntemdir.Bu çalışmada, daha evvel katman-katman bir araya gelme yönteminde polimer/polimer uygulamasında polimer yerine protein/nanoparçacık uygulaması ile çalışma yapıldı.İlk olarak protamin sülfat ve poli-L-lizin biyomolekülleri ile altın ve gümüş nanoparçacıkların dört farklı kombinasyonda katmanlar elde edildi. Görüntüler ve yüzeyde tutunan nanoparçacıklar için taramalı elektron mikroskobu ile atomik kuvvet mikroskobunda görüntüler alındı.Daha sonra, elde edilen yüzeylere gümüş iyonları hapsedilerek yüzeylerin antibakteriyel özellikleri incelendi. Dört kombinasyon için her birinin arasına AgNO3 çözeltisi kullanılarak gümüş iyonlarınca zengin bir yüzey elde edildi. Bu yüzeyler için nutrient agar besi yeri ortamında gram negatif ve gram pozitif iki temsili bakteri ile antibakteriyel özellik denemesi yapıldı ve olumlu sonuçlar elde edildi.Bu yöntem ile hazırlanan yüzeylerin biyomedikal uygulamalarda kullanılabileceği düşünülmektedir.

Poliamidaminlerin bakır kompleksleri ve proteinlerle etkileşimleri

ÖZETMetilenbisakrilamid ve piperazin monomerleri ile iki farklı bileşenden oluşan MBA-PPkopolimeri; ilk iki monomere alilamin eklenmesi ile üç bileşenden oluşan MBA-PP-AAkopolimeri zincir polimerizasyonu mekanizmasına göre sentezlenmiştir.Sentezlenen MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin özellikleri farklı fizikokimyasalyöntemlerle incelenmiştir. Dört dedektörlü SEC sistemi olan Viscotek ve IRincelemelerinden; IR ile bağ karakterleri aydınlatılarak kopolimer yapısı doğrulanmıştır. Dörtdedektörlü Viscotek sisteminde; UV dedektörü ile kopolimerlerin yapısı, RI ve ışık saçınımıdedektörleri ile kopolimerlerin su ortamında kapladıkları hacim(Rh) ve molekül ağırlığı,viskozite dedektörü ile ise kopolimer moleküllerinin su ortamındaki şekli ve molekül ağırlığıhakkında bilgiler elde edilmiştir.Böylelikle bu çalışma ile ilk defa olarak sentezlenmişMBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin molekül ağırlığı belirlenmiş ve yapılarıaydınlatılmıştır.İkinci aşamada, MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin bakır ile kopolimer-metalkompleksleri dört farklı bakır kopolimer oranında sentezlendi ve yapılarının aydınlatılmasıiçin IR ve AAS ölçümleri gerçekleştirildi. IR ile bağlarda oluşan değişimler, AAS ile isekopolimer-bakır komplekslerindeki bakır miktarı belirlendi.Üçüncü aşamada kopolimer-bakır komplekslerinin sığır serum albumini(BSA) ile kopolimer-Cu2+-BSA üçlü kompleksleri sentezlendi. MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin bakırınfarklı mol oranlarında proteinlerle etkileşimleri iki farklı pH'da (4.5 ve7) UV, floresansspekroskopisi ve jel elektroforezi yöntemleri ile araştırıldı.Bu çalışmada yeni türde biyomedikal preperatların geliştirilmesi için önemli bilgiler eldeedilmiştir.Anahtar Kelimeler : Kopolimer, kopolimer-metal kompleksi, kopolimer-metal-proteinkompleksleri, BSA

Codium sp. ekstraktinin lipozomal formülasyonlarinin antioksidan ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması

Son yıllarda makroalgler, birçok kronik hastalığın riskini azaltabilen ve hatta yaşam süresini uzatmaya yardımcı olabilen çeşitli sağlığı teşvik edici özelliklerinden dolayı giderek daha fazla ilgi kazanmıştır. Codium (Bryopsidales), Codiaceae familyasına ait bir denizel yeşil makroalg cinsidir. Codium cinsinde bulunan biyoaktif bileşikler ve polisakkaritler, immün sistemi uyarıcı, antiinflamatuar, antikoagülan, antioksidan, anti-obezite, antiviral ve antikanser dahil olmak üzere farklı farmakolojik etkilere sahiptir. Lipozomlar, kolesterolden ve doğal, toksik olmayan fosfolipitlerden oluşturulabilen, küresel şekilli küçük yapay veziküllerdir. Biyouyumluluğun yanı sıra, boyutlar, hidrofobik ve hidrofilik karakterleri nedeniyle ilaç salınımı için tercih edilen sistemlerdir. Lipozomların biyobozunur ve biyouyumlu olma özelliğinin yanı sıra kapsüllenen maddeyi istenilen zamanda toksik etkiyi minimize ederken salabilmesi, tercih edilmelerinin en önemli sebeplerindendir. Bu tez çalışmasında Codium cinsinin Marmara ve Ege denizlerinden toplanan örneklerinin hem ekstrakt hem ekstrakt lipozom formülasyonlarının, antibakteriyel ve antioksidan özellikleri araştırılmıştır. İki farklı yöntem ile ekstrakte edilen Codium sp. Marmara ve Ege örnekleri, 40°C sıcaklıkta ve oda sıcaklığında etanol ile inkübe edilmiştir. Codium sp. örneklerinin antibakteriyel etkisinin belirlenmesinde disk difüzyon yöntemi ile minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) yöntemi kullanılmıştır. MİK testinin ardından, minimum bakterisidal konsantrasyon (MBK) ölçümü yapılmıştır. Disk difüzyon testi sonuçlarına göre Codium sp. her iki örnekte de 8 mm çapta antibakteriyel özellik göstermektedir. Codium sp. örneklerinin her ikisine de DPPH radikal süpürme aktivitesi tayini, total fenolik içerik tayini (TPC) ve enkapsülasyon verimliliği testi yapılmıştır. Ekstraktlardan hazırlanan 100-200-400-800 g/mL konsantrasyonlarındaki solüsyonlar TPC miktarının belirlenmesini sağlamıştır. Sonuçlara göre, iki ekstraktında her konsantrasyondaki TPC sonuçları kıyaslanmış, Ege'ye ait örnekteki TPC miktarı Marmara örneğine kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Codium sp. Marmara ve Ege ekstraktlarının enkapsülasyon verimliliği sırasıyla %67,56 ve %76,92 olarak hesaplanmıştır. DPPH analizinde öncelikle renk değişimi beklendiği için, Codium sp. Marmara ve Ege örneklerinde renk değişimi incelenmiştir. Marmara ve Ege ekstraktlarının EC50 değerleri sırasıyla 429,21μg/mL ve 834,29 μg/mL olarak hesaplanmıştır. Bu tez çalışmasının sonuçlarına göre; lipozom ile formüle edilecek az miktarda ekstrakt antimikrobiyel etki için yeterli olmaktadır. Ayrıca, lipozom formülasyonu ve ekstrakt kıyaslandığında, formülasyonun ekstraktın antioksidan aktivitesinde herhangi bir kayba sebebiyet vermediği görülmüştür.

Arı sütü ve kestane balı karışımının antioksidan, antimikrobiyal, sitotoksik, genotoksik ve antigenotoksik etkilerinin araştırılması

Arı ürünleri çok eski zamanlardan beri hem geleneksel hem de modern tıpta kullanılmaktadır. Bal, arı sütü, propolis, arı ekmeği, balmumu ve arı zehrinden oluşan bu ürünlerin antioksidan, antitümör, antiinflamatuar, antimikrobiyal, yara iyileştirme gibi birçok özellikler gösterdiği yapılan çalışmalarda kanıtlanmaktadır. Son zamanlarda araştırmacılar arı ürünlerinden maksimum verim almak için karışım halinde kullanarak çalışmalar yapmaktadır. Bu tez çalışmasında arı sütü ve kestane balı karışım halinde kullanılmıştır. 1:5 oranında hazırlanan karışımın antioksidan ve antimikrobiyal aktivitesi; BEAS-2B (sağlıklı epitelyal akciğer hücresi) ve A549 (kanser hücresi) üzerinde sitotoksik, genotoksik ve antigenotoksik etkileri belirlenmiştir. Bu çalışma, Bursa bölgesinden temin edilen kestane balı ve arı sütü kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda karışımın toplam fenolik miktarı (TPC) 74±3,86 mg GAE/100 g, FRAP ve ABTS antioksidan aktivite değerleri ise sırasıyla 381,9±23,55 µM TE /100 g ve 506±4,38 µM TE/100 g olarak belirlenmiştir. Test mikroorganizmaları olarak Gram (+), Gram (–) bakteriler ile maya ve küflerin kullanıldığı bu çalışmada, antimikrobiyal aktivitenin belirlenmesinde agar kuyucuk ve mikrodilüsyon yöntemi kullanılmıştır. Minumum Bakterisidal Konsatrasyonu (MBK) değerlerine bakıldığında; S. aureus'un en yüksek değere (%15 mL/mL) sahip olup en dirençli bakteri olduğu; S. epidermis ve L. monocytogenes'in ise en düşük MBK değeri ile (%5 mL/mL) karışıma en duyarlı bakteriler olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, karışımın mayalar üzerinde küflerden daha iyi antifungal aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. BEAS-2B ve A549 hücreleri üzerinde yapılan MTT ve NKA sitotoksisite test sonuçlarına göre karışımın iki hücre hattı üzerinde de sitotoksik bir etki göstermediği sonucuna varılmıştır. Comet testi kullanılarak yapılan genotoksisite sonuçlarına göre karışımın A549 ve BEAS-2B hücreleri için yalnızca %10 konsantrasyonunda muamelesiz kontrol grubuna kıyasla genotoksik etki gösterdiği belirlenmiştir. H2O2 ile DNA hasarına uğratılan BEAS-2B ve A549 hücreleri karışım ile muamele edilerek antigenotoksik etkisi değerlendirilmiştir. Comet testi sonuçlarına göre karışımın BEAS-2B hücrelerinde %1, %5 ve %25 konsantrasyonlarında DNA hasarını onarırken; A549 hücrelerinde yalnızca %1 konsantrasyonunda DNA hasarını onardığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, arı sütü-kestane balı karışımının güçlü biyolojik aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir.

Lipozomal juglon formülasyonu geliştirilmesi ve domates patojenleri üzerine antibakteriyel aktivitesinin belirlenmesi

Bitki temelli doğal antibakteriyel ajanlar, ilaca dirençli suşları kontrol etmede etkin rol oynamaktadır. Bu aktiflerden biri olan juglon, bitki hastalıklarının mücadelesinde kullanılmak üzere, güçlü antimikrobiyal özelliklere ve geniş uygulama alanlarına sahip bir molekül olarak öne çıkmaktadır. Suda çözünmemesi, kolay oksidasyonu ve zayıf biyoyararlanımı gibi dezavantajlarının bulunması ise endüstride kullanımını sınırlamaktadır. Juglonun dağıtımı için lipozom gibi nano-taşıyıcıların kullanılması, bu kısıtlamaların üstesinden gelebilecek bir stratejidir. Hidrofobik maddelerin lipozomal enkapsülasyonunda karşılaşılan problemlerin üstesinden gelmek için araştırmacılar siklodekstrinleri lipozomal ilaç formülasyonlarına dahil ederek özelliklerini iyileştirmektedir. Bu tez kapsamında; üretilen juglon/β-siklodekstrin inklüzyon kompleksinin, literatürde ilk kez lipozomlara enkapsülasyonunun çalışılması amaçlanmıştır. Kompleksin inklüzyon oranı, yükleme kapasitesi ve reaksiyon verimi incelenmiş, formülasyonun enkapsülasyon etkinliği, boyut, polidispersite indeksi (PDI), ve zeta potansiyeli belirlenmiştir. Formülasyonların fizikokimyasal karakterizasyonu için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), morfolojik karakterizasyonu için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Juglon salımı diyaliz yöntemi ile in vitro incelenmiştir. Pseudomonas syringae pv. tomato (SH-1), Xanthomonas euvesicatoria (SH-2) ve Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (SH-3) bakteri suşları üzerinde agar disk difüzyon ve mikrodilüsyon yöntemleri kullanılarak antibakteriyel aktiviteleri in vitro incelenmiştir. Antibakteriyel aktivitenin görüldüğü konsantrasyon belirlendiğinde bu konsantrasyon baz alınarak uygulanan formülasyonların domates tohum çimlenmesi üzerine etkisi 14 gün boyunca gözlemlenmiştir. Hazırlanan inklüzyon komplekslerinin inklüzyon oranı %79,3, yükleme kapasitesi %11,8 ve reaksiyon verimi %89,4 olarak, juglon/β-siklodekstrin lipozomal formülasyonunun enkapsülasyon etkinliği %72,88, boyutu 106,1 ± 0,5 nm, PDI değeri 0,247 ± 0,012 ve zeta potansiyeli -49,2 ± 1,36 mV olarak ölçülmüştür. FTIR sonuçları juglonun çoğunlukla -CD kavitesinde olduğunu ve lipozomal enkapsülasyonun da başarılı olduğunu göstermektedir. SEM sonuçları yüzeyleri düz, düzgün bir boyut dağılımda, yuvarlak partiküllerin oluşturulduğunu doğrulamıştır. Salım çalışması lipozomlardan juglon salımının bifazik salım profilinde olduğunu ve kümülatif salımın 72 saatte %46,73 olduğunu göstermiştir. Agar disk difüzyon testine göre J/-CD/L formülasyonu Pst üzerine 9 mm, Xeu üzerine 10,6 mm ve Cmm üzerine 8 mm inhibisyon zonu göstermiştir. J/β-CD/L'nin SH-1, SH-2 ve SH-3 üzerindeki MİK değerleri sırasıyla 68,93 µg/mL, 34,47 µg/mL ve 68,93 µg/mL olarak, MBK değerleri ise 68,93 µg/mL, 68,93 µg/mL ve 137,87µg/mL olarak hesaplanmıştır. J/β-CD/L'nin kontrollü salım yapması nedeniyle test edilen her üç patojen bakteri türü için de serbest juglona göre antibakteriyel aktivitesinin 2 kat fazla olduğu belirlenmiştir. Tohum çimlenme testine göre 14. günün sonunda en çok çimlenen set 73,75 µg/ml serbest juglon içeren; 0,625 mg/mL J/β-CD/L konsantrasyonunda formülasyon ile muamele edilmiş tohumlar olmuş ve çimlenme yüzdesi de %86,67 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak; tez kapsamında geliştirilen juglon/β-CD'in lipozomal enkapsülasyonu hidrofobik bir molekül olan juglonun çözünürlüğünü arttırmış ve maddenin biyoyararlanımını iyileştirmiştir.

Yara takibi için pH-duyarlı bakteriyel selüloz nanofiber yara örtülerinin geliştirilmesi

Bu çalışmada, yara ortamındaki enfeksiyon varlığını tespit etmek amacıyla bakteriyel selüloz tabanlı pH duyarlı, akıllı yara örtülerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen akıllı yara örtüleri, bakteriyel selülozun nanofiberlerin üstün yara iyileştirme özellikleri ile yara tedavisini desteklerken aynı zamanda enfeksiyon varlığında, yara ortamındaki pH değişimi vasıtasıyla yara takibinin yapılabilmesini sağlar. Bu amaçla, tez kapsamında öncelikle indikatör boya olan fenol kırmızısı modifiye edilmiştir (PR-MA). Sentezlenen PR-MA'nın sulu çözeltilerinin renginin, asidik pH'da sarı renkli iken bazik pH'da kırımızı-mora değiştiği belirlenmiştir. PR-MA'nın kimyasal yapısı ayrıca FTIR ve NMR ile incelenmiştir. Ardından PR-MA, farklı akrilamid miktarları (0,01; 0,05; 0,1 ve 0,4 g) kullanılarak, 3-metakriloksipropil trimetoksisilan ile modifiye edilen BC yüzeyinde polimerize edilmiştir. Geliştirilen BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin kimyasal ve morfolojik özellikleri FTIR ve SEM ölçümleri ile incelenmiştir. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin farklı pH tamponlarındaki kolorimetrik analizleri sonucunda elde edilen ∆E değerlerinin 12'den büyük olmasıyla, pH duyarlı yara örtülerindeki pH değişiminden kaynaklanan renk değişiminin gözle görülebilir seviyede olduğu belirlenmiştir. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin pH 5,5 ve pH 8,0'de şişme özellikleri incelenmiş ve şişme kapasitesinin yaklaşık %400-%800 arasında değiştiği bulunmuştur. Elde edilen BC/PR-MA nanofiberin (akrilamid içeriği: 0,01; 0,05; 0,1 ve 0,4 g) su buharı geçirgenlik hızları sırasıyla,1977,5±37,1; 2120,6±303,5; 2188,5±66,2 ve 1651,6±4,5 g/m2/gün olarak bulunmuştur. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin çekme gerilmesi sırasıyla 42,8- 113,9 MPa aralığında ve çekme uzama değeri %0,08-0,16 olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, tez kapsamında geliştirilen pH duyarlı BC temelli nanofiberlerin, yara takibini çıplak gözle, hızlı ve etkin şekilde yapabilecek yara örtüleri olarak yüksek potansiyel sundukları belirlenmiştir.

Anion exchange chromatography method optimization to mAb protein purification

The effects of resins with different ligands and different pH values on human IgG4 protein were investigated by anion exchange chromatography In the first step, a resin screening study with 5 different positively charged ligands from 4 different brands was applied to the largely purified monoclonal antibodies protein using the Protein A capture step. Following this study, the effect of different pH (6-7-8.1) values on an IgG4 protein with an isoelectric point of 6.9 was investigated on a single resin. During the resin screening process, all protein quality analyzes were examined aiming to reach the resin with the most compatible ligand. According to the studies on the effect of pH values on monoclonal antibody protein, when the pH value was higher than 6.9 different fragments of the protein were removed, and it had a direct effect on the protein charge variant. When the protein pH value was studied equal or below to the isoelectric point value with the anion exchange chromatography flow through method was determined that protein recovery was at the maximum value of %92-%98.

Assessment of prime editing in grapevine protoplasts

Grapevine is one of the most culturally and economically significant plants cultivated over a vast area both in our country and around the world. In grapevine cultivation, the powdery mildew disease caused by the fungus Uncinula necator leads to significant yield loss and economic damage. With the increasing world population and climate change, it is predicted that traditional plant breeding methods will be insufficient for growing agricultural products needed for human nutrition. Therefore, the use of genome editing tools like CRISPR, which can make targeted changes in the genome using nucleases without incorporating transgenes, is becoming increasingly important in agricultural production as an alternative to classical breeding techniques. Genome editing studies in plants are progressing rapidly with prime editing, a new adaptation of the CRISPR-Cas9 system, and the dual-epegRNA approach, which allows for more successful results in plants. The longest and most expensive step in genome editing studies in plants is plant tissue culture applications. Therefore, testing and verifying genome editing components in plant protoplasts is of great importance. In this thesis, DNA constructs obtained using prime editing and the dual-epegRNA approach, targeting pLL3 and pLL13, pectate lyase-like genes, and the PDS gene related to resistance to powdery mildew disease, were tested in Chardonnay protoplasts, and their editing efficiencies were compared. Within the scope of the thesis, the highest protoplast yield of 75x106/g leaf was obtained using the optimized protoplast isolation protocol from Chardonnay leaves, and protoplast viability was determined to be 91%. Using the optimized PEG-mediated protoplast transformation method, the average transformation efficiency for prime editing constructs was obtained in the range of 20.25%-27.79%. After transformation, protoplast DNAs were analyzed by amplicon sequencing, and the genome editing efficiencies of the constructs obtained within the scope of the study were found to be in the range of 0.16-0.76%. It was confirmed that the genome editing technique used worked successfully in grapevine protoplasts and could achieve the target mutations. The protoplast isolation and transformation protocols optimized within the scope of the study are considered to be an important resource for researchers working in this field. Keywords: Chardonnay, grapevine (V. vinifera L.), pLL genes, prime editing, dual-epeg, protoplast isolation, transient gene expression.

Breast cancer modelling with grape seed flavonoids: A molecular docking, molecular dynamics simulation, and density functional theory study

In this thesis, molecular docking, molecular dynamics simulations (MDS) and density functional theory (DFT) were used to investigate the potential effects of grape seed flavonoids on breast cancer. In this thesis study, four important receptors related to breast cancer were targeted: 7UJM (ER), 1R5K (ER), 4IFI (BRCA1) and 1N0W (BRCA2). These receptors have been selected as important biomolecular targets in the treatment of breast cancer. Molecular docking studies have been conducted to study the interactions of grape seed flavonoids and known anti-cancer drugs with these receptors. In the first stage of the study, the complexes with the lowest binding energy among the receptor-ligand complexes were identified. The results obtained have revealed that grape seed flavonoids show strong interactions with target receptors, compared to some existing drugs. Molecular dynamics simulations were performed to evaluate the stability of the selected ligand-receptor complexes. The simulation results showed that flavonoids form stable complexes with receptors and that these complexes are stable. In addition, the electronic properties of these complexes have been studied in detail using density functional theory (DFT). As a result, this thesis study suggests that grape seed flavonoids can be used as a potential therapeutic agent in the treatment of breast cancer.

Lignin extraction from hazelnut shells

The tendency to alternative renewable energy sources rapidly increased during a few decades. As a renewable energy source, lignocellulosic biomass (LB) attracts too much attention due to the abundancy, biodegradability, easy to reach, and can be derived various value-added chemicals and products such as methanol, ethanol, hydrogen, acetic acid. It is mainly composed of three components, namely, lignin, cellulose and hemicellulose. In literature, comprehensive studies are showed that cellulose molecules which composed of mainly sugars (glucose) associated with biopolymers synthesis. While cellulose is valorized, the lignin generated biorefinery operations oftenly resulted as treating a lignin as a waste by-product and burned for heat and power supply. However, the valorization of LB, usually requires different types of pre-treatment methods due to the recalcitrance of the components of LB. In order to eliminate this recalcitrance, alkaline pre-treatment method use as a sodium hydroxide (NaOH) and calcium hydroxide (Ca(OH)2) depending on the effectiveness on relatively low lignin content biomass, low sugar degradation and a non-corrosive nature. In addition that, NaOH particularly cleavages ether and ester bonds between lignin-carbohydrate complexes and the ester, carbon-to-carbon bonds in lignin molecules, while Ca(OH)2 mainly removes acetyl groups. The following step referred as "Enzymatic Hydrolysis" and in this case, pretreated and relatively separated parts are enzymatically saccharrified by cellulase enzyme. In this study, for the extraction of lignin from unused raw material named as hazelnut shells (HS) investigated.

Moleküler modelleme yöntemleriyle meme kanseri tedavisinde her2 proteinini baskılayıcı etkiye sahip yeni ilaç içeriklerinin keşfi

Molecular modeling is a computer-aided approach to study molecular interactions in biological systems. In this context, molecular docking predicts the binding pattern and affinity of a ligand to a target molecule, while molecular dynamics simulations analyze the time-dependent behavior of this interaction. When used together, both methods provide a powerful and holistic assessment for drug design and understanding biomolecular mechanisms. This study investigated the potential inhibitory effects of krill oil-derived omega-3 fatty acid ligands EPA and DHA in modulating HER2 (erbB-2) gene expression, which has prognostic and therapeutic importance in breast cancer. The results of the study suggest that krill oil-derived omega-3 fatty acids may exert potential target-oriented antineoplastic effects by suppressing HER2-mediated proliferative signaling. These findings, supported by molecular docking and dynamics simulation results, suggest that DHA and EPA derivatives may be alternative ligand candidates for the design of novel HER2 inhibitors.

Polyhydroxyalkanoate production from raisin waste using recombinant Escherichia coli

Since the early 1900s, the rapid proliferation of petroleum-derived polymers has enabled their use in a wide range of applications; however, this widespread utilization has also led to severe environmental problems. As a solution, environmentally friendly alternatives known as bioplastics, produced from biological resources, have been developed. Bioplastics are distinguished by their biodegradability, eco-friendly nature, and biocompatibility. Among them, poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB), a member of the polyhydroxyalkanoate (PHA) family, is one of the most widely studied bioplastics. It can be synthesized by various microorganisms and has broad applications in packaging, medicine, pharmaceuticals, agriculture, the automotive industry, hygiene products, and environmental technologies. This thesis aims to produce P3HB using raisin waste as a carbon source with recombinant Escherichia coli Rosetta pQEAL1124. The study includes the optimization of physicochemical parameters affecting the production process and a comparison of conventional and green extraction methods. Response Surface Methodology (RSM) was applied for the optimization of P3HB production, and the optimum conditions providing maximum production were determined as 7.03 g/L raisin waste, 2.46 g/L tryptone, and 194 rpm. Furthermore, the conventional extraction method yielded a maximum of 47% efficiency, while the green extraction method using 1,3-dioxolane resulted in a maximum of P3HB with 33% efficiency.

2D and 3D in vitro Alzheimer's disease model

Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease characterized by cognitive decline. The most well-known pathophysiology of AD is the accumulation of Aβ peptides and phosphorylated Tau protein. The accumulation of Aβ peptides results in senile plaques, while phosphorylated Tau leads to the formation of neurofibrillary tangles. Other pathophysiologies include neuroinflammation, cholinergic neuron degeneration, and genetic disorders. Reliable and realistic in vitro models are needed to fully elucidate the pathogenesis of AD, the most common neurodegenerative disease affecting millions of people worldwide, understand its stages, and develop new treatment strategies. This thesis aims to create innovative in vitro models to contribute to drug-active ingredient research for AD. In this regard, in vitro AD models were developed using both two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) micro-tissue techniques using the Aβ1-42 peptide of SHSY5Y and N9 cell lines. During the modeling process, both 2D and 3D in vitro models were created using the SHSY5Y cell line, which exhibits cholinergic neuron characteristics, using the Aβ peptide, a pathophysiological marker. Subsequently, to examine the relationship between AD and the immune system and to create a model more similar to the in vivo model, the N9 microglial cell line was added to the model. Lipopolysaccharide (LPS) was added to the medium to ensure microglial activation. Subsequent characterization of the generated AD models included cell viability with Alamar BlueTM, quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) to determine the expression levels of AD-related genes, acetylcholine esterase (AchE) activity and phosphorylated tau (pTau) levels. The findings suggest that the 3D in vitro AD model developed exclusively with SHSY5Y cells holds significant promise for future research. However, in 2D and 3D AD models based on the neuroinflammation hypothesis, created by co-culture of SHSY5Y and N9 cells, cell-cell interactions and proinflammatory activity were not observed at the expected levels. This finding demonstrates the critical role of cell type compatibility in modeling intercellular interactions.

Meyve atiği içeriklerinin iyileştirici kaynaği olarak araştirilmasi

The combination of nanotechnology and biological fields is defined as innovative areas waiting to reveal the facilitating or enhancing effects of targeted manipulations and materials on human life. Cellulose is a highly promising biomaterial for developing advanced wound patches due to their biocompatibility, biodegradability, and antimicrobial properties. These polymers promote wound healing by creating a moist environment, promoting cell proliferation, and stimulating tissue regeneration. Cellulose hydrophilic nature, hemostatic and anti-inflammatory characteristics make them suitable for various wound care applications, including burns and chronic wounds. Cellulose and phenolic compounds have demonstrated efficacy in maintaining a moist wound environment, facilitating oxygen exchange, and releasing bioactive molecules that stimulate wound healing properties. The integration of these materials into a wound patch can provide antimicrobial protection, and enhanced healing. Therefore, this thesis aims to create suitable wound dressing materials and focus on their analysis.

Evaluation of new drug ingredients affecting prostate specificantigen (PSA) protein concentration in prostate cancer treatment using molecular modeling methods study

Experimental and clinical studies have been conducted on drugs such as Apalutamide, Docetaxel, Enzalutamide, Olaparib, Lutetium-177 (177Lu)-PSMA-617, green tea, curcumin, ginseng and studies are being carried out to eliminate prostate cancer. The molecular interaction between prostate specific antigen (PSA) and the target drug needs to be explained. It is envisaged that molecular modeling, which may be an alternative solution to prostate cancer with a natural agent or drug, will reveal this and shed new light on science. Firstly, the relationship between clinical drugs used in the literature and PSA will be revealed by docking. After explaining the molecular settlement between natural agents and PSA, the most favorite of these models will be selected and its thermodynamic properties will be analyzed by molecular dynamics simulation with Gromacs. The most favorite of these simulations will be presented in comparison with the Swiss model and docking results.

Investigation of altess F1 tomato (Solanum lycopersıcum L.) hybrid's micropropagation possibilities

Bu çalışmada, Altess F1 hibrit domatesinin in vitro koşullarda mikroçoğaltımı üzerine çeşitli bitki büyüme düzenleyicilerinin etkisi araştırılmıştır. Eksplant kaynağı olarak kullanılan tohumların yüzey sterilizasyonu, %70'lik etil alkol ve %15'lik ticari sodyum hipoklorit (%5 NaOCl içeren ACE ) ile farklı sürelerde gerçekleştirilmiştir. Tohumlar Murashige-Skoog (MS) ortamında çimlendirilmiş, steril fidelerin hipokotilleri (5 mm) farklı konsantrasyon ve kombinasyonlarda bitki büyüme düzenleyicileri (6- Benzilaminopürin (BAP), Kinetin (KİN), Naftalin asetik asit (NAA), Indol-3- asetik asit (IAA), Pikloram (P)) içeren semi-solid MS ortamında ve 24±2 ˚C'de 16 saat aydınlık /8 saat karanlık olan periyotlardaki kültür odasına alınmıştır. Belirli aralıklarla sürgün ve kök oluşumu gözlemlenmiş olup sürgün uzunluğu, yaprak sayısı, kök uzunluğu ve kök sayısı kaydedilmiştir. Elde edilen verilerin istatistiksel analizleri yapılmıştır. Maksimum kök ve sürgün gelişimi 1 mg/L KİN içeren besiyerinde kaydedilmiştir. P içeren besiyerinde sürgün ve kök oluşumu gözlemlenmemiş ancak bu besiyerlerinde kallus oluşumu (%100) gözlemlenmiştir. Son aşama olarak da gelişimini tamamlamış köklü bitkicikler aklimatizasyon ortamlarına alınmıştır.

Tatlı su alglerinin ince tabaka kuruma karakteristiği ve model eşitliğinin belirlenmesi

Bu çalışmada, Elazığ Yedigöze yöresine ait doğal ve yapay havuz sularında yetişen tatlı su alg örneklerinin ince tabaka kuruma karakteristiği incelenmiştir. Kurutma deneyleri havanın kullanıldığı laboratuvar tipi bir tepsili kurutucuda gerçekleştirilmiştir. Alg örnekleri, kurutma deneylerinde kullanılmak üzere +4 ℃'deki buzdolabında muhafaza edilmiştir. Deneysel çalışmalar 0,5-1,5 m/s hava akış hızı, 40-60 ℃ sıcaklık aralıklarında ve atmosferik şartlarda yürütülmüştür. Tipik bir kurutma deneyi, sıcaklık ve hava akış hızı ayarlanmış kurutucu haznesine yerleştirilen belirli bir miktar tatlı su alg örneğinin, belirli zaman aralıklarında ağırlık ölçülmesi şeklinde yapılmıştır. Tatlı su alg örneklerinin ölçülen son iki ağırlık değerleri yaklaşık aynı olunca deneyler sonlandırılmıştır. Alg örneklerine ait kuruma eğrileri ve kuruma hızı eğrileri elde edilmiştir. Süre ilerledikçe tatlı su alg örneklerinin nem içeriği değerlerinin çalışılan tüm sıcaklık değerlerinde azaldığı ve Alg-1 örneğinin kuruma süresinin, Alg-2 örneğinin kuruma süresine göre daha hızlı olduğu gözlemlenmiştir. Alg-1 örneğine ait kuruma hızı eğrileri incelendiğinde, 40-50 ℃ ve tüm hava akış hızlarında genel olarak azalan hız periyodu görülürken azda olsa sabit hız periyodu da görülmüştür. 60 ℃ sıcaklığına ve tüm hava akış hızlarına ait kuruma hızı eğrilerinde ise azalan hız periyodu gözlemlenmektedir. Alg-2 örneğinin elde edilen kuruma hızı eğrilerinde 60 °C 1 ve 1,5 m/s hava akış hızı deneyleri hariç diğer tüm kurutma şartlarında sabit hız periyodu ile karşılaşılmıştır. Alg örneklerinin kuruma hızı periyotları için ulaşılan bu sonucun, çalışılan iki alg türünün katı yapısındaki farklılıktan ileri geldiği düşünülmektedir. Bu çalışmada, kurutma deneylerinden elde edilen nem oranı verilerinin çeşitli kuruma model eşitlikleri ile iki aşamalı olarak istatiksel karşılaştırılması da yapılmıştır. Birinci aşama istatiksel analiz sonuçlarından, incelenen alg türleri için kuruma olayını en iyi Difüzyon modelinin temsil ettiği saptanmıştır. İstatistiksel analizin ikinci aşamasında Difüzyon modelindeki sabitlerin farklı eşitliklerle tanımlanmasıyla oluşturulan türetilmiş model eşitlikleri ile kıyaslama yapılmıştır. İkinci aşama istatistiksel sonuçlarından Alg-1 örneği için 6 nolu; Alg-2 örneği için ise 5 nolu türetilmiş model ile uyumun olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın son aşamasında kurutulan tatlı su alg örneklerinin karakterizasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Tür analizi, protein, yağ, SEM, FTIR gibi analizler sonucunda genel olarak literatürdeki alg örneklerine benzer sonuçlar elde edilmiştir.

Escherichia coli W pqq+ vgb+ rekombinant suşu ile şeker pancarı melasından glukonik asit üretiminin biyoreaktörde incelenmesi

Bu çalışmada, TÜBİTAK 1001 (117R003) projesi kapsamında geliştirilen Escherichia coli W pqq+ vgb+ rekombinant suşu kullanılarak ekonomik bir karbon kaynağı olan şeker pancarı melasından ve şeker pancarı küspesinden glukonik asit (GA) üretimi gerçekleştirilmiştir. Kullanılacak fermantasyon ortamı erlenlerde optimize edilmiş ve döner tambur biyoreaktöründe yarı katı hal fermantasyonu ile biyoreaktör işletim parametrelerinin glukonik asit üretimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla ilk aşamada erlenlerde, Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) metotlarından biri olan Placket-Burman (PB) ile tarama deneyleri belirlenerek çalışmalar yapılmış ve GA üretimi üzerinde etkin olan fermantasyon ortam bileşenleri belirlenmiştir. İkinci aşamada ise Merkezi Kompozit Dizayn (MKD) yöntemi kullanılarak etkin parametrelerin optimum değerleri belirlenmiştir. GA üretimi üzerine etkisinin en fazla olduğu belirlenen dört bağımsız değişken; Şeker Pancarı Küspesi (g/L), Şeker Pancarı Melası (g/L), CaCO3 (g/L) ve aşılama oranı (v/v, %)'dır. Maksimum GA üretiminin sağlandığı ortamda; küspe 5 g/L, CaCO3 13 g/L, melastaki toplam şeker konsantrasyonu 75 g/L ve aşılama oranı % 7.5'tir. Mevcut optimum fermantasyon ortamı kullanılarak 3 L çalışma hacminde döner tambur biyoreaktörde çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda maksimum GA üretimi; 1.85 L/dk havalandırma hızı, 34.2 rpm devir hızı ve 6.56 pH koşullarında 38.5 g/L olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, E.coli W suşundan elde edilen rekombinant suşun (E. coli W pqq+ vgb+) Aspergillus niger gibi GA üretiminde klasik olarak kullanıldığı mikroorganizmalara göre fermantasyon prosesinin daha hızlı gerçekleştiği, kullanılan karbon kaynağının üretim maliyetini düşürdüğü ve yüksek verimlilikle üretimin gerçekleştirildiği söylenebilir.

Selülaz enzimi üreten suş izolasyonu ve enzim aktivitesi üzerine ortam koşullarının etkisinin belirlenmesi

Bu çalışmada, toprak ve su kaynakları kullanılarak selülaz enzimi üreten suşların izolasyonu gerçekleştirilmiştir. İzolasyonu yapılan suşların, katı ve sıvı enzim üretim ortamlarında yapılan analizler ile selülaz aktivitesi belirlenmiş ve en yüksek aktiviteyi gösteren suş seçilmiştir. Seçilen suş, biyokimyasal ve morfolojik testlerin yanı sıra 16S rRNA analizi ile tanımlanmıştır. Seçilen suşun maksimum selülaz enzimi üretimini 45 °C sıcaklık ve 6,0 pH'da gösterdiği tespit edilmiştir. Enzim üretimi için kullanılan farklı kültür koşullarında, en iyi karbon kaynağının nişasta, en iyi azot kaynağının ise maya ekstraktı olduğu, mikro nütrient kaynağı olarak K2HPO4'ın enzim üretiminde indükleyici bileşen olduğu belirlenmiştir. Elde edilen selülaz enziminin, pH 7,5; sıcaklık 50 °C ve % 2 NaCl konsantrasyonu şartlarında optimum aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir.

Selülaz enzim kompleksinin manyetik partiküllere immobilizasyonu

Son yıllarda manyetik nanopartiküllerin enzim immobilizasyonunda destek materyali olarak kullanılmasına olan ilgi giderek artmaktadır. Bu çalışmada destek materyali olarak birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenen manyetit (Fe3O4) kullanılarak, selülaz enzim kompleksinin kovalent olarak immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen manyetik nanopartiküllerin üzeri silisyum ile kaplanarak manyetik nanopartiküllerin stabilizasyonu sağlanmıştır (A-MNP). Yüzey modifikasyonu APTES ile yapılan manyetik nanopartiküller gluteraldehit ile aktifleştirilmiş (G-MNP) ve ardından selülaz enzimi immobilize edilmiştir (E-MNP). MNP, A-MNP, G-MNP ve E-MNP'nin karakterizasyonu için SEM, EDX, FTIR analizleri yapılmıştır. Sentezlenen MNP'lerin ortalama boyutunun 200 nm olduğu bulunmuştur. Serbest ve immobilize selülaz enzimlerinin optimum aktivite gösterdiği sıcaklık 70 ℃ ve optimum pH değerleri serbest enzim için 5 ve immobilize enzim için 4,8 olarak belirlenmiştir. Enzim sıcaklık stabilitesinin belirlenmesi amacıyla, serbest ve immobilize selülaz enziminin 60 ℃ sıcaklıkta 5 saat boyunca yürütülen sıcaklık stabilite çalışmaları sonucunda serbest ve immobilize selülaz enziminin sırasıyla % 29,9 ve % 38 oranında aktivitesini korunduğu belirlenmiştir. Farklı substrat derişimlerinde ölçülen aktiviteler sonucu serbest selülaz enzimi için Km, Vmax değerleri sırasıyla 155,25 mg/ml, 2500 μmol/ml.dk, immobilize selülaz enzimi için ise 23,64 mg/ml , 108,69 μmol/ml.dk olarak CMC aktivite ölçümü ile 4. döngünün sonunda enzim aktivitesinin % 20 oranında korunduğu belirlenmiştir. Depolama stabilitesi çalışmaları sonucunda kalan % bağıl aktivite oranları serbest ve immobilize selülaz enzimi için sırasıyla % 73.3 ve % 91.2 olarak belirlenmiştir. Fiziksel ve kimyasal ön işlem gören atık gazete kağıtlarının serbest ve immobilize selülaz enzimi ile 48 saat boyunca süren enzimatik hidroliz işlemi sonucunda elde edilen % şeker verimleri, serbest selülaz enziminde, 0,25 g atık gazete kağıdı için % 10,2 ve 0,5 g atık gazete kağıdı için % 8,19, immobilize selülaz enziminde ise 0,25 g atık gazete kağıdı için % 3,87 ve 0,5 g atık gazete kağıdı için % 3,27 olarak belirlenmiştir.

Armut psillidi [Cacopyslla pyri L.(Hemiptera: Psyllidae)]'ne karşı farklı dalga boylarındaki sarı yapışkan tuzakların çekim etkinliğinin araştırılması

Armut, ülkemizde yetiştiriciliği yapılan yumuşak çekirdekli meyveler içerisinde üretim miktarı açısından elmadan sonra ikinci sırada gelmektedir. Ülkemiz açısından önemli bir ihraç ürünü ve birçok ailenin geçim kaynağı olan armudun üretimi yıllar içerisinde giderek artmış ve 2017 yılı sonu itibariyle 500 bin tonu aşmıştır. Ekonomik anlamda ülkemiz açısından önemli olan armudun en önemli sorunu bu meyvenin en önemli zararlısı konumunda olan Cacopyslla pyri (L.) (Hemiptera: Psyllidae)'dir. Armut bahçelerinde özellikle geniş spektrumlu ilaçlarla yapılan yoğun ilaçlamalar, zararlının bu ilaçlara karşı dayanıklılık geliştirmesine ve doğal düşmanların yok olmasına neden olmaktadır. Ayrıca ülkedeki iklim şartlarının C. pyri'nin gelişmesi için uygun olması sorunun çözümünü daha da güçleştirmektedir. Bu sebeplerden dolayı armut psillidi C. pyri' ye karşı sarı renkli yapışkan tuzakların kullanımı alternatif bir mücadele yöntemi olarak ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada da armut bahçelerinde zararlara neden olan C. pyri' nin etkinliğini azaltmak için biyoteknik mücadele yöntemlerinden olan sarı yapışkan tuzaklar kullanılmıştır. Çalışmalar Elazığ Merkez ve Elazığ Örençay köyünde bulunan zararlıyla bulaşık 2 adet 1-3 dönümlük armut bahçesinde gerçekleştirilmiş olup zararlının düşük, orta ve yüksek popülasyon dönemleri belirlenerek 3 farklı dönemde yapılmıştır. Çalışmalarda 1, 2, 3, 4, 7, 10 ve 14. günlerde tuzaklara yakalanan C. pyri bireylerinin sayımları yapılmıştır. Sayımlar neticesinde sarı rengin hangi tonunun C. pyri bireylerini en çok çektiği, tuzaklar arasında anlamlı bir fark olup olmadığı Kruskal Wallis ve Mann-Whitney U testleri ile belirlenmiştir. Ayrıca 14. gün sonunda tuzaklara yakalanan doğal düşmanlar tespit edilmiş ve hangi renk tonunun daha fazla doğal düşman çektiği sütun grafikler yardımıyla ortaya koyulmuştur. Çalışmalar neticesinde 1023 tuzak koduna sahip sarı renk tonunun zararlı bireylerini en fazla doğal düşmanları ise en az çektiği tespit edilmiştir.Bu renk tonunun armut bahçelerinde C. pyri bireylerini etkin olarak çektiği ve zararlarını önlemek amacıyla üreticiler tarafından farklı sayılarda asılarak yapılacak çalışmalar neticesinde olumlu sonuçlar alınabileceği düşünülmektedir.

Farklı bitki büyüme düzenleyicileriyle stimule edilen oğul otu (Melissa officinalis subsp. officinalis L.) kallus kültürlerinin antioksidan kapasitesinin belirlenmesi

Bu çalışmanın amacı, in vitro kültürde farklı bitki büyüme düzenleyici kombinasyonlarının takviyesinde yetiştirilen Melissa officinalis subsp. officinalis L. kalluslarının fenolik ve antioksidan özelliklerini belirlemektir. Eksplant kaynağı olarak Melissa officinalis subsp. officinalis L. nodları kullanılmıştır. Nodlar Murashige Skoog besiyerinde kallus oluşumu için farklı bitki büyüme düzenleyici kombinasyonları ile teşvik edilmiştir. Sonuçta oluşan kalluslarda en yüksek fenolik madde miktarı etanol ekstrelerinde 1.523±0.117 mg GAE/g ile 1.5 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L BAP ile teşvik edilen kallusta tespit edilmiştir. 1.178±0.064 mg GAE/g ile en düşük fenolik madde ise 2 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L BAP içeren kültür ortamındaki kallus etanol ekstrelerinde görülmüştür. Kallus su ekstrelerinde ise en yüksek toplam fenolik madde içeriği 1.288±0.075 mg GAE/g olarak 1.5 mg/L PIC + 0.5 mg/L BAP içeren ortamda elde edilmiştir. En düşük toplam fenolik içeriği ise, 0.699±0.035 mg GAE/g olarak 1.5 mg/L 2,4-D + 1 mg/L PIC + 0.5 mg/L KIN ortamındaki kallus su ekstresinden elde edilmiştir. Flavanoid miktarı, en yüksek 4.392±0.368 mg kuersetin/g olarak 2 mg/L PIC + 0.5 mg/L BAP ortamında yetiştirilen kallus etanol ekstrelerinde tespit edilmiştir. Flavonoid miktarı en düşük 2.709±0.157 mg kuersetin/g olarak 1.5 mg/L 2,4-D + 1 mg/L PIC + 0.5 mg/L KIN ortamındaki kallus etanol ekstrelerinde görülmüştür. Kallus su ekstrelerinde toplam flavonoid içeriği en yüksek 1.387±0.095 mg kuersetin/g olarak 1 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L BAP kombinasyonunda, en düşük 0.930±0.047 mg kuersetin/g olarak 1.5 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L BAP kombinasyonunda tespit edilmiştir. Son olarak kallusların antioksidan kapasitesi, ABTS yöntemi ile belirlenmiş ve sonuçlar "TEAC (troloks eşdeğer antioksidan kapasite) eşdeğeri" olarak verilmiştir. En yüksek antioksidan kapasite etanol ekstrelerinde 14.61±1.14 mmol/g olarak, 1.5 mg/L 2,4-D + 1 mg/L PIC + 0.5 mg/L KIN ile indüklenmiş kalluslarda, en düşük ise 7.66±0.51 mmol/g olarak, 1.5 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L BAP ile indüklenmiş kalluslardan elde edilmiştir. Antioksidan kapasite su ekstrelerinde en yüksek 9.15±0.74 mmol/g olarak 1 mg/L 2,4-D + 1 mg/L PIC + 0.5 mg/L KIN BBD kombinasyonunda, en düşük 2.42±0.14 mmol/g olarak 2 mg/L PIC + 0.5 mg/L BAP BBD kombinasyonunda tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Melissa officinalis subsp. officinalis L., kallus, fenolik madde, flavonoid, antioksidan

Üzüm posasından biyoetanol üretiminin araştırılması

Bu çalışmada, üzüm posasından farklı maya suşları (Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 suşu ve Saccharomyces cerevisiae) kullanarak kesikli sistemle biyoetanol üretimi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, üzüm atıklarının bazı özelliklerinin belirlenmesi, üzüm posasının hidrolizi ile indirgen şeker içeriği yüksek hidrolizat eldesi ve fermantasyonla biyoetanol üretimi olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Üzüm posasının yaklaşık olarak % 46 oranında holoselüloz (selüloz+hemiselüloz) içerdiği belirlenmiştir. Hidroliz yöntemi olarak lignoselülozik materyallerde yaygın olan asidik hidroliz metodu kullanılmıştır. Asidik hidroliz katı konsantrasyonu, asit konsantrasyonu, sıcaklık ve süre parametrelerinden oluşan bağımsız değişkenler için merkezi kompozit dizayn (MKD) ile optimizasyon yapılmıştır. Cevap değişkeni ise indirgen şeker konsantrasyonu idi. Cevap yüzey metodu (RSM) deneyleri çalışma hacmi 50 ml olan 250 ml'lik erlenlerde gerçekleştirildi. Optimizasyon deneyleri sonucunda üzüm posasının asidik hidrolizi için elde optimum şartlar sıcaklık 92,5 °C, süre 85 dak., üzüm konsantrasyonu 77,5 g/L ve asit konsantrasyonu % 1.25 (v/v) olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda üretilen indirgen şeker konsantrasonu ise 34.128 g/L'dir. Fermantasyon çalışmaları 250 ml'lik erlenlerde 50 ml çalışma hacminde, oksijensiz şartlarda, 30 °C'de, 150 rpm karıştırma hızında ve kesikli olarak yürütülmüştür. Çalışılan her iki maya türünün çoğaltım işlemleri YPD besi yerinde gerçekleştirilmiştir. Fermantasyon deneyleri toplam 72 saat süreyle yürütülmüş ve belirli zaman aralıklarında ortamdan örnekler alınarak şeker ve alkol analizleri yapılmıştır. Şeker konsantrasyonları DNS yöntemiyle, alkol konsantrasyonları ise gaz kromatografisi (GC) ile ölçülmüştür. Üzüm posasından Saccharomyces cerevisiae ile gerçekleştirilen fermantasyon sonucunda tipik teorik verim değerleri bulunmuş olup en yüksek verim değerinin % 70 olduğu belirlenmiştir. Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 ile fermantasyonla biyoetanol üretimi çalışmalarından ise % 89'luk gibi yüksek bir oranda verimdeğerine ulaşılmıştır. Bu sonuç ile Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632'nin üzüm posasının asidik hidrolizi sonucu üretilen hidrolizat ortamındaki inhibe edici maddelere daha dayanıklı olduğu görülmüştür. Anahtar kelimeler: Biyoetanol, fermantasyon, üzüm posası, S. cerevisiae, S. cerevisiae NRRL Y-12632, Optimizasyon.

Zirai mücadelede yabancı ot kontrolünde kullanılan glifosat için kontrollü salınımlı ilaç sisteminin geliştirilmesi

Bu çalışmada dünya çapında zirai mücadelede yaygın olarak kullanılan etkili, seçici olmayan bir herbisit olan glifosatın kontrollü salınım sistemleri geliştirilmiştir. Kil örneklerinin glifosat etken maddesini adsorbe etme yetenekleri ham ve ısı ile aktifleştirilmiş kalsine formları ile incelenmiştir. Sıvı çözeltide kalan glifosat UV spektrofotometre kullanılarak belirlenmiştir. Kil örnekleri olan ham kaolin, kalsine kaolin, ham boksit ve kalsine boksit (KB) için glifosat maddesini adsorplama kapasiteleri sırasıyla 0.12, 2.72, 2.70 ve13.6 mg/g olarak elde edilmiştir. Adsorpsiyon denge verileri Langmuir ve Freundlich izotermleri kullanılarak analiz edildi ve glifosat adsorpsiyonunun Langmuir izotermi ile uyumlu olduğu belirlendi. Adsorpsiyon entalpisi 9.79 kJ/gmol olarak belirlenerek adsorpsiyon reaksiyonunun endotermik olarak gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Adsorpsiyon kinetiği incelendiğinde adsorpsiyonun yalancı ikinci dereceden kinetik modele uygun olduğu belirlendi. Yüzeyine glifosat adsorbe edilen kalsine boksit kili kullanılarak kitosan ile gluteraldehit(GA) ve sodyum tripolifosfat (TPP) çapraz bağlama ajanları ve aljinat ile kalsiyum klorür (CaCl2) çapraz bağlama ajanı kullanılarak enkapsülasyon çalışmaları yapıldı. Çapraz bağlayıcı olarak GA'nın kullanıldığı kitosan yapılı boncukların TPP'nin kitosan yapılı boncuklarına göre morfolojik olarak kararlılıkları GA'nın kimyasal bağ oluştururak çapraz bağlama yapmasıyla ilişkilendirilmiştir. Aljinatın CaCl2 ile çapraz bağlanmış boncuk yapılarının da salınıma uygunlukları, morfolojik kararlılıklarından uygun oldukları düşünülmüştür. Kitosan-KB-glifosat boncukları salıdığı 1 mg ilacı 600 saatte salarken aljinat-KB-glifosat boncukları salıdığı 1.4 mg ilacı 288 saatte salımıştır. Salınıım verimlilikleri kitosan ve aljinat yapılı boncuklar içim sırasıyla % 68.5 ve % 96 olarak belirlenmiştir. Kitosan-KB-glifosat ve aljinat-KB-glifosat boncuk yapılarından glifosat salınımları zamana bağlı olarak incelendiğinde yapılarına aldıkları glifosat miktarı göz önünde bulundurularak kitosan yapılı boncuklardan glifosat salınımının daha yavaş olduğu fakat aljinat yapılı boncukların da salınım verimliliklerinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile, kitosan-KB-glifosat yapılı boncukların morfolojisi belirlenmiştir. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) ile, moleküler bağ karakterizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmada glifosat esaslı ürünlere çevreci alternatif olabilecek kontrollü salınım ürünleri geliştirildiği düşünülmüştür. Anahtar Kelimeler: Kitosan, Kil, Aljinat, Enkapsülasyon, Kontrollü Salınım, Boksit, Adsorpsiyon

Lignoselülozik biyokütlenin sıvı piroliz ürünlerinden levoglukozanın kazanılması ve biyoetanol üretiminde kullanılması

Bu çalışmada mobilya üretimi sırasında endüstriyel bir lignoselülozik atık olarak elde edilen MDF tozunun sabit yataklı bir piroliz sisteminde pirolizi ve elde edilen sıvı piroliz ürününde bulunan levoglukozanın biyoetanol üretiminde değerlendirilmesi araştırılmıştır. MDF tozunun seyreltik fosforik asit ile bir ön işleme tabi tutulmasıyla elde edilen materyalin, 400 °C sıcaklıkta sabit yataklı sistemde ısıtılmasıyla gerçekleştirilen bir piroliz işlemiyle kütlece yaklaşık % 40 oranında ve 66,5 g/kg konsantrasyonunda levoglukozan içeren bir sıvı ürün elde edildi. Bu sıvı ürünün 0,25 su: biyoyağ oranında ekstraksiyonu ile levoglukozanın % 92,5'i nin sulu çözeltiye alınabildiği belirlendi. Çözeltideki levoglukozanın 120 °C sıcaklıkta 0,54 M H2SO4 konsantrasyonunda 90 dk süreyle uygulanan bir hidroliz işlemiyle % 86'nın üzerinde bir oranla glikoza dönüşümü gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bu hidrolizat, 40 g/L konsantrasyonunda katı Ca(OH)2 ilavesiyle inhibe edici bileşenlerin uzaklaştırılması için detoksifikasyon işlemine tabi tutulmuştur. Ayrıca, Ca(OH)2 çöktürmesiyle detoksifikasyondan elde edilen çözelti çeşitli kombinasyonlarda metil izobütil keton (MİBK) ekstraksiyonu, etil asetat (EA) ekstraksiyonu ve aktif karbon adsorpsiyonu işlemleri kullanılarak ileri detoksifikasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Farklı yöntemlerle detoksifiye edilen çözeltiler için Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 suşu kullanılarak fermantasyon deneyleri yapılmıştır. Maksimum biyoetanol verimi, Ca(OH)2 detoksifikasyonu-MIBK ekstraksiyonu-aktif karbon adsorpsiyonu işlemlerinin seri halde uygulandığı çözelti ile 0,47 g etanol/g glikoz olarak elde edilmiştir.

Şeker pancarı melasından immobilize rekombinant E.coli KO11ile biyoetanol üretiminin araştırılması

Bu çalışmada, karbon kaynağı olarak şeker pancarı melası kullanılarak rekombinant E. coli KO11'den sürekli sistemde biyoetanol üretimi incelenmiştir. Çalışmalar hidroliz, kesikli fermantasyon (serbest ve immobilize hücrelerle) ve sürekli (immobilize hücrelerle) olmak üzere üç aşamada yürütülmüştür. Melas, içeriğinde yaklaşık % 50 sakkaroz bulunun şeker endüstrisinin bir yan ürünüdür. Yapıdaki sakkarozu yapı taşları olan glikoz ve fruktoza dönüştürmek için iki asidik ve bir enzimatik hidroliz yöntemleri uygulanmıştır. Enzimatik hidroliz diğer hidroliz yöntemlerinden daha iyi sonuç vermiştir. Bu nedenle, enzimatik hidroliz şartları Merkezi Kompozit Dizayn (MKD) ile optimize edilmiştir. Hidroliz deneyleri 50 ml çalışma hacmindeki 250 ml'lik erlenlerde, 55 °C ve pH 4.5'da gerçekleştirilmiştir. MKD ile toplamda 20 deney tasarlanmıştır. Optimizasyon çalışmalarında invertaz enzimi kullanılmıştır ve optimum koşullar 87,77 g/L melas konsantrasyonu, 0,45 (%,v/v) enzim konsantrasyonu ve 15,93 saat süre olarak belirlenmiştir. Tez çalışmasının ikinci aşamasında kesikli reaktörde serbest ve immobilize hücreler kullanarak biyoetanol üretim verimi araştırılmıştır. Serbest ortamda 50 ml çalışma hacmindeki 250 ml'lik erlenler kullanılmıştır. 37 °C sıcaklık ve 100 rpm inkübasyon şartlarında yapılan deneyler sonucunda % 96'lık teorik verimle biyoetanol üretilmiştir. Kesikli immobilize mikroorganizmalarla gerçekleştirilen çalışmalar için uygun boncuk yapısını elde etmek amacıyla farklı aljinat ve CaCl2 miktarları denenmiştir. En uygun boncuk VII yapısı % 3 (w/v) aljinat ile % 5 (w/v) CaCl2 çözeltileri kullanılarak elde edilmiştir. Bu boncukların kullanıldığı kesikli fermantasyon deneyinde % 93'lük teorik verime ulaşılmıştır. Çalışmanın son aşamasında kesikli sitemdeki uygun immobilizasyon şartlarında üretilen immobilize E. Coli KO11 suşları kullanılarak sürekli fermantasyon tekniği ile biyoetanol üretimi incelenmiştir. Bu amaçla, kullanılan sürekli sistem kolonu 3 mm kalınlık, 3 cm iç çap ve 20 cm uzunluğuna sahip borosilikat camdan yapılmıştır. Sürekli sistem kolonu dıştan bir ısıtma ceketine sahip olup, deneyler boyunca kolon sirkülasyonlu su banyosu ile 37 °C çalışma sıcaklığında tutulmuştur. Çalışmalarda hidrolizat pH'ları ise E. coli, KO11' in canlılık faaliyetlerini gösterebildiği 6'ya ayarlanmıştır. Farklı seyrelme hızlarının (kolon akış hızı/kolon hacmi) denendiği sürekli fermantasyon deneylerinde ise 1.68 sa-1 seyrelme hızında, % 89 teorik verim elde edilmiştir. Kesikli immobilizasyon ile elde edilen % 93'lük teorik verim ile karşılaştırıldığında, sürekli sistem ile de yüksek oranda biyoetanol üretildiği söylenebilir. Sürekli sistemde maksimum etanol üretildiği sürede kesikli (36 saat) ve sürekli (60 saat) sistemlerin verimliliği karşılaştırıldığında ise, sürekli sistemin açık bir şekilde daha avantajlı olduğu düşünülmektedir. Anahtar kelimeler: Biyoetanol, Şeker Pancarı Melası, E.coli KO11, optimizasyon, İmmobilize Hücre Reaktörü.

Cladophora fracta (Müller ex Vahl) Kützing ALG türünden elde edilen ekstraktın antimikrobiyal ve antioksidan özelliklerinin in vitro ortamda belirlenmesi

Bu çalışmada, Hazar Gölü (Elazığ)'nden toplanan C. fracta (Müller ex Vahl) Kützing alg türü kuru ekstraktının serbest radikal süpürme (DPPH•) ve anti-mikrobiyal aktiviteleri belirlenmiştir. Ayrıca, alg fito-kimyasallarından toplam fenolik madde miktarı ve ekstraksiyon verimi değerlendirilmiştir. Bu amaçla, sabit tartıma gelene kadar gölgede kurutulup toz haline getirilen alg türü ultrason destekli ekstraksiyon yöntemiyle belirlenen koşullar altında (%70 etanol ve %80 metanol konsantrasyonu, 60˚C'de 20 dakika süreyle) ekstrakte edilmiştir. Elde edilen ekstraktlar 3500 dev./dk'da 10 dakika santrifüj edilmiş, üst faz alınarak gerçekleştirilecek analizlere kadar +4˚C'de muhafaza edilmiştir. Ekstraksiyonda, çözücülere bağlı olarak farklı verimlilik yüzdeleri elde edilmiş olup en yüksek verimlilik yüzdesine %12.32 ile metanolde ulaşılmıştır. Toplam fenolik madde analizi Folin-Ciocalteau yöntemine göre yapılmış, sonuçlar gallik asit cinsinden verilmiştir. Metanol ve etanol ekstraktlarının en yüksek toplam fenolik madde miktarı 4 mg/ml konsantrasyonunda sırasıyla 8.653 ve 9.0952 GAE mg/g kuru madde olarak tespit edilmiştir. Anti-mikrobiyal aktivite bakımından ise disk difüzyon yöntemiyle iki Gram-pozitif bakteri, iki Gram-negatif bakteri ve bir fungus incelenmiştir. Kullanılan bu yöntemde C. fracta alg türünün etanol ektraksiyonunun Staphylococcus aureus (ATCC 25923)'a, metanol ektraksiyonunun ise Staphylococcus aureus (ATCC 25923) ve Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) bakterilerine karşı farklı derecelerde inhibisyon bölgeleri oluşturarak anti-bakteriyel aktivite göstermiştir. Alg türü ekstraksiyonlarının, Enterococcus faecalis (ATCC 29212) ve Escherichia coli (ATCC 25922) bakterileri ile Candida albicans (ATCC 10231) fungusu karşısında ise herhangi bir etki göstermemiştir. Çalışmada kullanılan bütün ekstratların tüm konsantrasyonları antioksidan aktivite göstermiştir. En yüksek DPPH• süpürme aktivite değeri, metanolün 4 mg/ml konsantrasyonunda %54,54 oranında görülürken, aynı konsantrasyonla etanolde %50,75 oranında görülmüştür. Aynı konsantrasyonla çalışılan metanol ve etanol ekstratlarının DPPH• süpürme gücü karşılaştırıldığında metanolün etanol'e göre daha yüksek olduğu olduğu görülmektedir. Bu sonuçlar C. fracta'nın metanolik ekstraktının bir biyolojik antioksidan ve antimikrobiyal ajan olarak gıda ve ilaç endüstrisi için değerli bir kaynak olarak düşünülebileceğini göstermektedir.

Sentetik bir ekosistem oluşturarak çoğunluğu algılama mekanizmasına bağlı violasein üretimi

Violasein doğada bazı Gram-negatif bakteriler tarafından üretilen mavi-mor renkli doğal bir indol karbazol pigmenttir. Doğal bir mikrobiyal pigment olan violasein çeşitli bakteriler tarafından üretilmektedir ve en iyi bilinen tür Chromobacterium violaceum'dur. Violasein ciddi biyolojik aktiviteler göstermesinin yanısıra kozmetik, tıp, gıda ve tekstildeki endüstriyel uygulamalarda artan bir ilgiye sahiptir. Violasein üreten yabani doğal suşların kararsızlığı, pigment üretmeyen varyantlarının spontan oluşumu ve düşük verimliliği dolayısıyla violaseinin kararlı seri üretimi güçtür ve bu problem pigmentin endüstriyel potansiyeline rağmen pratikteki uygulamalarını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada violaseinin kararlı ve yüksek üretimi için endüstriyel olarak kabul edilebilir bir konak olarak Escherichia coli'de violasein biyosentetik yolağının yeniden inşaası sağlanmıştır. Çalışmada sentetik biyoloji ve metabolik mühendislik yaklaşımıyla violasein pigmentinin üretileceği sentetik bir ekosistem oluşturarak senkronize populasyon davranışının bir heterolog biyosentetik operonun pigment biyosentez verimi üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Sentetik ekosistemin koordineli populasyon davranışını kontrol etmek için violasein biyosentetik yolak, bir bakteriyel haberleşme sistemi olan çoğunluğu algılama mekanizması (Quorum Sensing) ile kontrol edilmiştir. Bunun için çoğunluğu algılama mekanizmasının kontrolü altındaki violasein biyosentetik yolak her biri ayrı hücreye yerleştirilecek şekilde iki modüle ayrılmıştır. Quorum Sensing promotoru (PluxI) tarafından kontrol edilen violasein yolak bir hücreye (alıcı hücre) yerleştirilirken bu mekanizmanın çalışması için gerekli olan difüze edilebilir sinyaller diğer hücreye (gönderici hücre) yerleştirilmiş olan modülden gönderilmiştir. Violasein pigmentinin heterolog üretimi için gerekli sinyal konsantrasyonu gönderici hücrenin konsantrasyonuna bağlı olduğundan alıcı hücredeki violasein biyosentezi gönderici hücrenin konsantrasyonuna bağlı olarak ve populasyon düzeyinde koordineli bir şekilde gerçekleşmiştir. Violasein pigmentinin üretimini sağlayacak bu sentetik ekosistem aynı zamanda ortamdaki sinyal molekülünün konsantrasyonunu belirleyen bir biyosensör olarak çalışabilir. Anahtar kelimeler: Sentetik biyoloji, metabolik mühendisliği, violasein, Quorum Sensing, ekosistem.

Bakteriyel aşı üretiminde poli (D, l-laktik-ko-glikolik asit) (PLGA) biyopolimerinin adjuvant etkisinin araştırılması

Bu çalışmada, koyunların enfeksiyöz nekrotik hepatitis hastalığına karşı alüminyum hidroksit ve Poli (D, L-Laktik-Ko-Glikolik Asit) (PLGA) adjuvantları kullanılarak üretilen aşıların kobaylarda oluşturduğu bağışıklık düzeyleri karşılaştırıldı. C. oedematiens tip A (UK) suşu kullanılarak toksoid üretildi. Alüminyum hidrokside adsorbe edilmiş ve PLGA (laktid/glikolid oranı: (50/50), moleküler ağırlık: 30.000-60.000 dalton) ile enkapsüle edilmiş toksoid aşılar hazırlandı. PLGA partikülleri içerisine toksoidin enkapsülasyonu çift emülsiyon çözücü buharlaştırma yöntemiyle yapıldı. Enkapsülasyon işleminde toksoidin yapısının korunması için trehaloz ve Mg(OH)2 kullanıldı. Enkapsülasyon işlemi sonunda protein antijenin yaklaşık % 88 oranında mikrosferler içerisine yüklendiği tespit edildi. Aşıların oluşturduğu bağışıklık düzeyini belirlemek için erkek kobaylar kullanıldı. Her biri 10 kobaydan oluşan 3 grup oluşturuldu. Birinci gruptakilere 21 gün arayla çift doz (2 ml+2ml) alüminyum hidroksitli aşı, ikinci gruptakilere PLGA mikrosferli aşı tek doz (2 ml) ve üçüncü gruptakilere PLGA mikrosferli aşı yarım doz (1ml) derialtı yolla verildi. Birinci gruptaki kobaylardan rapel aşılamadan, ikinci ve üçüncü gruptaki kobaylardan tek doz aşılamadan sonraki 15., 30. ve 45. günlerde kan örnekleri alınarak havuzlanmış serum örnekleri elde edildi. Kan serumlarındaki antikor düzeyi fare TNT (Toksin Nötralizasyon Test) ile belirlendi. Tek doz mikrosferli aşı ile çift doz alüminyum hidroksitli aşı uygulamalarından sonraki 30. ve 45. günlerde aynı düzeyde antikor (8 IU/ml) saptandı. Ancak 15. günde çift doz alüminyum hidroksitli aşının antikor düzeyi 4 IU/ml iken, tek doz PLGA mikrosferli aşının antitor düzeyi 2 IU/ml olarak bulundu. Yarım doz PLGA mikrosferli aşı verilen kobaylarda yeterli düzeyde (antikor titresi˂2.5 IU/ml) bağışıklık elde edilemedi. Bu çalışmanın sonuçları tek dozlu veteriner aşılarının geliştirilmesinde PLGA biyopolimerinin kullanılabileceğini göstermektedir. Ancak aşı geliştirme çalışmalarında farklı polimer tipi ve enkapsulasyon yöntemleri kullanılarak daha geniş kapsamlı çalışmaların yapılması gerekmektedir.