Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik (İngilizce) Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2012
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: KÜBRA KARAOSMANOĞLU
Danışman: Berna Sarıyar Akbulut
Özet:BERBERİNİN ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ Antimikrobiyal ilaçların hastanelerde ve tarımsal alanlarda yaygın olarak kullanımı, bakterilerin mevcut ilaçlara karşı direnç göstermelerine neden olmaktadır. Bu durum, sağlık sektöründe önemli bir problem teşkil etmektedir. Doğal kaynaklar olarak bitkiler ilaca dirençli olan mikroorganizmalara karşı savaşacak yeni ilaçlar için sayısız olanaklar sunmaktadırlar. Bitki kaynaklı berberin, suda çözünebilen birkaç alkoloidden biridir ve birçok bakteri ve mantara karşı antimikrobiyal etksini gösterdiği bilinmektedir. Bu çalışmada, berberinin Escherichia coli K12’ye olan etkisi transkriptomik ve proteomik düzeyde araştırılmıştır. Büyüme ortamındaki berberinin konsantrasyonu 750mg/L olarak seçilmiştir. Ilaç varlığında ve yokluğundaki büyüme profilleri, büyümedeki farklılığın 4. saatte başladığını göstermiş ve buna bağlı olarak RNA ve proteinler inokülasyondan 4,5 saat sonra ekstrakte edilmiştir. Transkriptom çalışmalarında, hücrelerin gen ekspresyon profilleri mikroarray teknolojisi kullanılarak belirlenmiştir. Mikroarray sonuçlarını berberin varlığında ekspresyonu azalan veya artan genlerin sayılarına göre değerlendirdiğimizde; katabolik proses, membran proteinleri ve taşınım proteinleri ile ilgili ekspresyonu artan genlerin sayısında önemli ölçüde artış, biyosentez mekanizması ve nükleik asit biyosentezi ile ilgili ekspresyonu azalan genlerin sayısında önemli ölçüde düşüş gözlemlenmiştir. Proteomik analizlerde, protein ekspresyon farklılıkları iki boyutlu jel elektroforez tekniği kullanılarak belirlenmiştir. 15 protein, LC-MS/MS ile analiz edilmek üzere seçilmiştir. Sonuçlar, berberinin metabolik yolaklarda, hücre bölünmesinde, taşınma sistemlerinde, glikolizde, ve hücre adhezyonunda yer alan proteinlerin ekspresyonlarını değiştirdiğini göstermiştir. Elektron taşınma sisteminde, protein biyosentezinde ve trikarboksilik asit döngüsündeki proteinlerin ekspresyonu artarken, nmpC, ompC ve MALE gibi membran proteinlerinin ekspresyonunda dikkate değer bir düşüş gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, ilaç adaylarının moleküler mekanizmalarının anlaşılması ve hedefe yönelik ilaç tasarımında gelecekteki çalışmalar için önemli birikim oluşturacaktır. ABSTRACT EVALUATION OF THE ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF BERBERINE The extensive use of antimicrobial drugs in clinical and agricultural settings causes bacteria to acquire resistance against the commonly used antibiotics. This constitutes an important problem in health sector. Plants as natural products serve countless opportunities for new drugs to counter multi-drug resistance microorganisms. Plant-derived extract berberine is one of the few alkaloids soluble in water, and known to exhibit antimicrobial activity against several types of bacteria and fungi. In this work, the effect of berberine on Escherichia coli K12 was screened at both transcriptomic and proteomic level. The concentration of berberine in growth media was determined as 750mg/L. The analysis of growth profiles in the presence and absence of the drug candidate has shown that difference in growth started to be noticeable 4th hour of growth, hence RNAs and proteins were extracted 4,5 hours after inoculation. In transcriptomic approach, gene expression profiles of cells were determined using microarray technology. As we evaluated microarray results according to number of genes up/down-regulated in the presence of berberine, we have seen a significant increase in the number of up-regulated genes related to catabolic processes, membrane proteins and transporter proteins, and a significant decrease in the number of down-regulated genes related to biosynthesis and nucleic acid metabolism. In proteomic analysis, 2-dimensional gel electrophoresis technique was used to find protein expression differences. 15 protein spots were selected to be analyzed with LC-MS/MS. The results have shown that berberine altered the expression of proteins take place in metabolic pathways, cell division, transport systems, glycolysis, and cell adhesion. There is a significant down- regulation in the expression of membrane proteins like nmpC, ompC and MALE, while the expression of proteins take place in electron tranport system, protein biosynthesis and tricarboxylic acid cycle were up-regulated. These results will provide valuable information to understand the molecular mechanism of the action of the drug candidates and to design new-target based drug candidates for future studies