UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi
Yıl: 2022 Cilt: 25 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 476 - 485 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 İndeks Tarihi: 08-09-2022
UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi
Öz: Ultraviyole radyasyon (UV); biyolojik dokularda reaktif oksijen türlerinin meydana gelmesine neden olarak oksidatif stres oluşturmaktadır. UV’ nin indüklediği reaktif oksijen türleri, bunların etkileri ve bunlara karşı hücresel savunma mekanizmaları ve reaktif oksijen türlerinin temizlenmesinden sorumlu antioksidan sistemleri günümüzde üzerinde oldukça fazla araştırma yapılan konulardır. Bu çalışmada, yüksek seviyede iyonize radyasyon ve UV radyasyon, kuraklık ve DNA’ ya zarar veren kimyasallar gibi birçok ajan ve koşula olan direnciyle iyi bilinen bir ekstremofil olan Deinococcus radiodrans ile Vitreoscilla hemoglobin (vgb) geni klonlanmış rekombinantı ve kontrol olarak da vgb ̄ rekombinant suşu kullanılmıştır. UV-C’ nin D. radiodurans' ın antioksidan savunma sistemleri (süperoksit dismutaz, katalaz ve karoten) üzerine etkisi araştırılıp, buna ek olarak organizmaya daha fazla oksijenli ortam sağlayarak daha fazla büyümesini sağlayan vgb geninin, bakterinin UV direncine yapacağı katkısı araştırılmıştır. Buna göre, D. radiodurans (vgb ̄ )' in UV-C uygulanan örnekleri kontrol gruplarıyla kıyaslandığında süperoksit dismutaz ve katalaz enzim aktivitesinin yabanıl ve vgb genini taşıyan rekombinantına oranla daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Yine yüksek karoten içeren yabanıl tipi bakterilerde, UV-C uygulamasına bağlı olarak karoten miktar artışı net bir şekilde gözlenmiştir.
Anahtar Kelime: In UV-C, Deinonoccus radiodurans and Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Gene Transferred Recombinants; Effect on SOD, KAT and Carotene Amount
Öz: Ultraviolet radiation (UV); creates oxidative stress by causing the formation of reactive oxygen species in biological tissues. Reactive oxygen species induced by UV, their effects and cellular defense mechanisms against them, and antioxidant systems responsible for cleaning reactive oxygen species are the subjects of much research today. In this study, Deinococcus radiodrans which is well known an extremophile for its resistance to many agents and conditions such as high levels of ionizing radiation and UV radiation, drought and chemicals that damage DNA and Vitreoscilla hemoglobin (vgb) gene cloned recombinant with, and vgb ̄ recombinant strain as a control were used. The effect of UV-C on the antioxidant defense systems of D. radiodurans (superoxide dismutase, catalase and carotene) was investigated, and in addition, the contribution of the vgb gene, which provides more oxygenated environment to the organism, to the UV resistance of the bacteria, was investigated. Accordingly, when UV-C treated samples of D. radiodurans (vgb ̄) were compared with the control groups, it was determined that the superoxide dismutase and catalase enzyme activities were lower than the wild and the recombinant carrying the vgb gene. Again, in wild-type bacteria with high carotene, an increase in the amount of carotene was clearly observed due to UV-C application.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Akbas M, Tugrul D, Serhat O, Benjamin S 2011. Further İnvestigation of the Mechanism of Vitreoscilla Hemoglobine Protection from Oxidative stress in Escherichia coli. Section Cellular and Molecular Biology, 66(5): 735-740.
- Anonim 2006. Elektromanyetik Dalgalar, http://astom.omu.edu.tr.
- Battista JR, Raney FA 1997. Deinococcus- Thermus. Nobre, Schumann, Stackebrandt, 513.
- Battista JR. 1997. Against all odds: the survival strategies of Deinococcus radiodurans. Annu. Rev. Microbiol. 51: 203–224.
- Bhosole P, Gadre RV 2001. Optimization of Carotenoid Production from Hyper-Producing Rhodotorula glutinis Mutant 32 by a Factorial Approach, Letters in Applied Microbiology, 33: 12-16.
- Carbonneau MA, Melin AM, Perromat A, Clerc M 1989. The action of free radicals on Deinococcus radiodurans carotenoids, Archives of Biochemistry and Biophysics, 275(1): 244-251.
- Caspari T 2000. How to Activate p53, Current Biology, 10: 315-317.
- Duncan B 1995. Multiple Range and multiple F Tests. Biometrics, 11: 1-14.
- Dunford HB 1987. Free radicals in iron-containing systems. Free Radic. Biol. Med, 3: 405–421.
- Henden E 2000. Enstrümantel Analiz II, Spektroskopik Analiz Yöntemleri, Ankara Imlay JA 2006. Iron-sulphur clusters and the problem with oxygen. Mol. Microbiol, 59: 1073–1082.
- Jagannatham MV, Cattopadhyay MK, Subbalakshmı C, Vaıramanı M, Narayanan K, Rao CM, Shıvajı S 2000. Carotenoids of an Antarctic psychrotolerant bacterium. Sphingobacterium antarcticus and a mesophilic bacterium Sphingobacterium multivorum. Arch. Microbiol, 173: 418-424.
- John MC, Gutteridge Barry H 2010. Antioxidants: Molecules, medicines, and myths. Biochem and Biophy Res Commun, (19):393(4):561-64.
- Khosla C, Bailey JE 1988. Heterologous expression of a bacterial haemoglobin improves the growth properties of recombinant Escherichia coli. Nature, 331: 633–635.
- Latonen L, Laiho M 2005. Cellular UV damage responses—Functions of tumor supressor p53, BBA, 1755: 71-89.
- Leena L , Marikki L 2005. Hücresel UV hasar tepkileri Tümör baskılayıcı p53'ün işlevleri. Biochim Biophys Acta, 1755 (2): 71-89.
- Lipton MS, Paša-Tolić L, Anderson GA, Anderson DJ, Auberry DL 2002. Global analysis of the Deinococcus radiodurans proteome by using accurate mass tags. Proc. Natl. Acad. Sci, 99: 11049–11054.
- Liu SC, Webster DA, Stark BC 1995. Cloning and expression of the Vitreoscilla Hemoglobine gene in Pseudomonas: Effect on cell growth. Applied Microbiology and Biotecnology, 44(3): 419-424.
- Liu Q, Zhang J, Wei XX, Ouyang SP, Wu Q, Chen GQ 2008. Microbial production of L-glutamate and L- glutamine by recombinant Corynebacterium glutamicum harboring Vitreoscilla hemoglobin gene vgb. Appl. Microbiol. and Biotechnol, 77;1297– 1304.
- Luck H 1963. Catalase . Methods of Enzymatic Analysis 885–888.
- Makarova KS, Aravind L, Wolf YI, Tatusov RL, Minton KW, Koonin EV, Daly MJ 2001. Genome of the extremely radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans viewed from the perspective of comparative genomics. Microbiol. Mol. Biol. Rev, 65: 44–7.
- Markillie LM, Varnum SM, Hradecky P, Wong KK 1999. Targeted mutagenesis by duplication insertion in the radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans: radiation sensitivities of catalase (katA) and superoxide dismutase (sodA) mutants. J. Bacteriol, 181: 666–669.
- Mc Cord JM, Fridovich I 1969. Superoxide Dismutase: An Enzymic Function for Erytreoeuprein (Hemoeuprein), J. Biol. Chem, 244(22): 6049–6055.
- Mello F, Meneghini R 1984. In vivo formation of singlestrand breaks in DNA by hydrogen peroxide is mediated by the Haber- Weiss reaction. Biochim. Biophys. Acta, 781: 56–63.
- Minton KW, 1994. DNA repair in the extremely radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans. Mol. Microbiol, 13: 9–15.
- Moeller R, Bauermeister A, Reitz G, Sommer S, Rettberg P 2010. Effect Of Relative Humidity On Deinococcus Radiodurans' Resistance To Prolonged Desiccation, Heat, Ionizing, Germicidal, And Environmentally Relevant Uv Radiation. Microbial Ecology, 61: 715- 722.
- Moseley BE, Mattingly A, Copland HJ 1972. Sensitization to radiation by loss of recombination ability in a temperature-sensitive DNA mutant of Micrococcus radiodurans held at its restrictive temperature. J. Gen. Microbiol, 72: 329–338.
- Moseley BE, Copland HJ 1975. Isolation and properties of a recombinationdeficient mutant of Micrococcus radiodurans. J. Bacteriol, 121: 422– 428.
- Moseley BE, Evans DM 1983. Isolation and properties of strains of Micrococcus (Deinococcus) radiodurans unable to excise ultraviolet light-induced pyrimidine dimers from DNA: evidence for two excision pathways. J. Gen. Microbiol, 129: 2437– 2445.
- Özalpan A 2001. İyonlaştırıcı radyasyonlar ve radyasyon enerjisinin absorpsiyonu Temel radyobiyoloji. Vol. 1, Haliç Üniversitesi Yayınları, İstanbul. (pp:31).
- Perincek S, 2006 “Ozon, UV, Ultrason Teknolojileri ve Kombinasyonlarının Ön Terbiye İşlemlerinde Uygulanabilirliğinin Araştırılması. Ege Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. Yüksek Lisans Tezi
- Setlow JK, Duggan DE 1964. The resistance of Micrococcus radiodurans to ultraviolet radiation. I. Ultraviolet-induced lesions in the cell’s DNA. Biochim. Biophys. Acta, 87: 664–668.
- Stahl W, Sies H 2003. Antioxidant activity of carotenoids. Mol. Aspects Med, 24: 345–351.
- Stahl W, Junghans A, Boer B, Driomina ES, Briviba K, Sies H 1998. Carotenoid mixtures protect multilamellar liposomes against oxidative damage: synergistic effects of lycopene and lutein. FEBS Lett. 427: 305–308.
- Tatsuzawa H, Maruyama TN, Misawa K, Fujimori and Nakano M 2000. Quenching of singlet oxygen by carotenoids produced in Escherichia coli— attenuation of singlet oxygen-mediated bacterial killing by carotenoids. FEBS Lett, 484: 280–284.
- Tian B, Wu Y, Sheng D, Zheng Z, Gao G, Hua Y 2004. Chemiluminescence assay for reactive oxygen species scavenging activities and inhibition on oxidative damage of DNA in Deinococcus radiodurans. Luminescence, 19: 78–84.
- Tian B, Xu Z, Sun Z, Lin J, Hua Y 2007. Evaluation of the antioxidant effects of carotenoids from Deinococcus radiodurans through targeted mutagenesis, chemiluminescence, and DNA damage analyses. Biochim. Biophys. Acta, 1770: 902–911.
- Wakabayashi S, Matsubara H, Webster DA 1986. Primary sequence of a dimeric bacterial haemoglobin from Vitreoscilla Nature, 322: 481– 483.
- Woese CR. 1987. Bacterial evolution . Microbiol. Rev, 51: 221–271.
- Zhang P, Omaye ST 2000. Beta-carotene and protein oxidation: effects of ascorbic acid and alpha- tocopherol. Toxicology, 146: 37–47.
- Zhang L, Yang Q, Luo X, Fang C, Zhang Q, Tang Y 2007. Knockout of crtB or crtI gene blocks the carotenoid biosynthetic pathway in Deinococcus radiodurans R1 and influences its resistance to oxidative DNA damaging agents due to change of free radicals scavenging ability. Arch. Microbiol, 188: 411–419.
| APA | Özbey E, Asma D (2022). UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. , 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| Chicago | Özbey Elif,Asma Dilek UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. (2022): 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| MLA | Özbey Elif,Asma Dilek UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. , 2022, ss.476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| AMA | Özbey E,Asma D UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. . 2022; 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| Vancouver | Özbey E,Asma D UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. . 2022; 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| IEEE | Özbey E,Asma D "UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi." , ss.476 - 485, 2022. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| ISNAD | Özbey, Elif - Asma, Dilek. "UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi". (2022), 476-485. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| APA | Özbey E, Asma D (2022). UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 25(3), 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| Chicago | Özbey Elif,Asma Dilek UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 25, no.3 (2022): 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| MLA | Özbey Elif,Asma Dilek UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, vol.25, no.3, 2022, ss.476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| AMA | Özbey E,Asma D UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi. 2022; 25(3): 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| Vancouver | Özbey E,Asma D UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi. 2022; 25(3): 476 - 485. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| IEEE | Özbey E,Asma D "UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi." Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 25, ss.476 - 485, 2022. 10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
| ISNAD | Özbey, Elif - Asma, Dilek. "UV-C’nin, Deinonoccus radiodurans ve Vitreoscilla Hemoglobin (vgb) Geni Aktarılmış Rekombinantlarında; SOD, KAT ve Karoten Miktarı Üzerine Etkisi". Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 25/3 (2022), 476-485. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.916575 |
