Lokal Streptomyces Suşlarının Antimikrobiyal ve Antikanserojen Özellikte Biyoaktif Metabolit Üretim Potansiyellerinin Araştırılması

Abstract

Enfeksiyon hastalıkları ve kanserin tedavisinde kullanılan ilaçların etkisiz kalması yeni ilaç keşifleri için yeni biyoaktif bileşiklerin tanımlanmasını gerektirmektedir. Bu anlamda, Aktinomiset grubuna dahil Streptomyces sp. antimikrobiyal, antifungal ve antitümör özellikli 7600 bileşiği üreten çok önemli bir cinstir. Çok çeşitli habitatlarda yaşayan bu bakteriler genomlarında sahip oldukları farklı biyosentetik gen kümelerinin varlığı nedeni ile şu an tanımlanan bileşiklere kıyasla çok daha fazla sayıda bileşiği biyosentez potansiyeline sahiptirler. Bunula birlikte, Streptomyces genomlarının ancak %10'u standart laboratuvar koşullarında sentezlenebilmektedir. Bu tez kapsamında, Amasya elma bahçesi toprağından dokuz adet Streptomyces sp. suşu izole edilmiştir. 16S rRNA dizi analizleri sonucunda BLAST veritabanında yer alan antimikrobiyal ve antitümör bileşik üreticisi Streptomyces sp. suşlarına %99 oranında dizi özdeşliği gösterdikleri belirlenmiştir. İzole edilen lokal Streptomyces sp. suşları ISP4 besiyeri kullanılarak katı ve sıvı fermantasyonlarında kültüre alınmıştır. 120 saatlik sıvı fermantasyona ait süpernatantlar ve metanol ile ekstrakte edilen pelletleri biyoaktivite çalışmalarında kullanılmıştır. Ayrıca, ISP4 agarda katı fermantasyondan elde edilen miseller metanol ile ekstrakte edilmiştir. Her bir özütün antimikrobiyal aktiviteleri sekiz indikatör suş kullanılarak agar disk difüzyon yöntemi ve broth mikrodilüsyon yöntemleri ile belirlenmiştir. Aynı zamanda, ekstraktların sitotoksik etkileri MTT deneyleri ile tespit edilmiştir. Farklı fermantasyon koşullarında suşlara ait özütlerin antimikrobiyal ve sitotoksik aktiviteleri değerlendirildiğinde .en iyi antibakteriyel etki 256g/ml MIC değerleri ile özellikle gram pozitif olanlara karşı sıvı kültürlerin hücrelerine ait metanol özütleri ile katı kültürlerin metanol özütlerinden elde edilmiştir. Sitotoksisite ise en iyi sıvı kültürlerin hücrelerine ait metanol özütleri ile özellikle CaCO2 kanserli hücre hattına karşı elde edilmiştir (GA3 için EC50: 64.02g/ml, GA2 için EC50:77.2 g/ml).

The ineffectiveness of drugs used in the treatment of infectious diseases and cancer necessiates identification of novel bioactive compounds for new drug discoveries. In this sense, Streptomyces sp. is a very important genus producing 7600 compounds with antimicrobial, antifungal, and antitumor activity. Due to the presence of many different biosynthetic gene clusters in their genomes, these bacteria, living in a wide range of habitats, have a greater number of bioactive metabolite production potential compared to the currently identified ones. However, only 10% of Streptomyces genomes can be synthesized under standard laboratory conditions. In this thesis, eight Streptomyces sp. strains were isolated from Amasya apple orchard soil. As a result of 16S rRNA sequence analysis, they showed 99% sequence identity to the antimicrobial and antitumor compound producer Streptomyces sp. strains deposited in the BLAST database. Local Streptomyces sp. strains were cultured in solid and liquid fermentations using ISP4 medium. The supernatants of 120 hours of liquid fermentation and their pellets extracted with methanol were used in bioactivity studies. In addition, micelles obtained from solid fermentation on ISP4 agar were extracted with methanol. Antimicrobial activities of each extract were determined by agar disc diffusion method and broth microdilution methods using nine indicator strains. Also, the cytotoxic effects of the extracts were determined by MTT assays. When the antimicrobial and cytotoxic activities of the extracts of the strains were evaluated it was determined that the best antibacterial effect was obtained from the methanol extracts of the cells of the liquid cultures and the methanol extracts of the solid cultures, especially against the gram positive ones, with MIC values of 256 g/ml. The best cytotoxic value was obtained using methanol extracts of the cells of liquid cultures, especially against the CaCO2 cancer cell lines (EC50: 64.02 g/ml for GA3, EC50: 77.2 g/ml for GA2).