Investigation of the effect of antimicrobial agents on microorganisms - Özbalcı, Çağakan (My University, 2009)
Mikroorganizmaların Çeşitli Antimikrobiyal Kimyasallara olan Tepkilerinin İncelenmesi. Bakterilerin mevcut ilaçlara karşı geliştirdiği direnç insan sağlığı açısından önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Bitki ekstrelerinin de içinde yer aldığı doğal ürünler yeni anti-mikrobiyal ilaçların geliştirilmesi açısından çok değerli kaynaklardır. Endemik bir tür olan Papaver polycaetum bitkisinin alkaloit ekstresinde bulunan berberine, tıbbi açıdan uzun yıllardan beri önemli bir yere sahiptir. Mantarlar da dahil olmak üzere birçok organizmaya karşı etkili olan bu alkaloidin ayrıca insanlarda da toksik etkisi görülmemiştir. Bu çalışmada Proteomik yöntemler kullanılarak P. polychaetum alkaloti ekstresinin E. coli K12 üzerindeki etki mekanizması araştırılmıştır. Mikrodilüsyon metodu ile minimum inhibitör konsantrasyonu 1250 mg/ L olarak bulunmuştur. Ardından 750 mg/ L ekstre varlığında protein anlatım farklılıkları poliakrilamid jeller üzerinde görüntülenmiştir. On tane protein spotunda (A1-A10) önemli anlatım farklılıkları belirlenmiş ve bunların içerisinden altı tanesi, A1, A3, A4, A5, A6 and A9, yüksek skorlarla tanılanmıştır. Anlatımları azalan proteinler arasında spot A1, periplazmik oligopeptitlere bağlanan bir protein olan OPPA_ECOLI, spot A3, ATP sentetaz enziminin  altünite kompleksi olan AtpA olarak tanılanmıştır. Spot A4 ise elongasyon faktörü Ts, EFTS_ECOLI olarak bulunmuştur. Bu proteinlerin anlatımlarının azalması ile beraber büyümede de inhibisyon görülmüştür. Anlatımları artan proteinler arasında da spot A6 maltoza bağlanan periplazmik protein, MalE ve spot A9 da Blc dış membran lipoproteini olarak tanılanmıştır. 177 amino asit içeren Blc, membranın dış kısmında bulunmaktadır. Tüm bu proteinler hücre yaşamının devamını sağlayan protein sentezi, antimikrobiyal direnç, amino asit alımı ve ATP sentezi gibi çok önemli rolleri vardır. Bu sonuçlara dayanarak P. polychaetum bitkisinin alkaloit ekstresinin antimikrobiyal olarak kullanılabileceği önerilse de, etki mekanizmasının daha detaylı anlaşılması gerekmektedir.

Investigation of the Effect of Antimicrobial Agents on Microorganisms The emergence of widespread bacterial drug resistance is a major threat to public health. Natural products, specifically plant extracts, serve as invaluable sources for the development of novel anti-microbials. Berberine, the major alkaloid in the alkaloid extract of the endemic plant Papaver polychaetum has a long history of medicinal use. It has demonstrated significant antimicrobial activity against different organisms including fungi and is relatively nontoxic to humans. In this study, the antimicrobial mode of action of the alkaloid extract of P. polychaetum against E: coli K12 has been investigated using a proteomics approach. The minimum inhibitory concentration of the extract was found as 1250 mg/ L using microdilution method. Then protein expression difference upon addition of 750 mg/ L of extract was visualized on two dimensional polyacrylamide gels. Ten protein spots (A1-A10) showed significant difference in expression levels upon addition of the extract. Six spots out of ten, A1, A3, A4, A5, A6 and A9 have been identified with high scores. Among the down-regulated proteins, spot A1 was identified as OPPA_ECOLI, a periplasmic oligopeptide-binding protein, spot A3 was identified as AtpA, an ATP synthase. AtpA is the α subunit complex of an ATP synthase. Spot A4 was identified as EFTS_ECOLI, elongation factor Ts. Growth inhibition was observed while these proteins were down regulated. Among the up-regulated proteins, spot A6 was identified as MalE, maltose-binding periplasmic protein and spot A9 was identified as Blc, outer membrane lipoprotein, lipocalin. Blc protein is located on outer membrane, consists of 177 aminoacids. All these proteins play vital roles for maintenance such as protein synthesis, antimicrobial resistance, amino-acid uptakes, and ATP synthesis. The above findings suggest that the alkaloid extract of P. polychetum can be used as an antimicrobial agent however; the mechanism needs to be studied in more detail.
Keywords: Biyomühendislik; Mikroorganizmalar