Bingöl Sıcak Su Kaplıcalarından İzole Edilen Bakterilerin Tanımlanması, Proteaz ve Amilaz Enzimlerinin Karakterizasyonu

Bingöl İli Binkap sıcak su kaynaklarından izole edilen bakteriler karakterize edilerek, bunlara ait endüstriyel alanda önem arz eden proteaz ve amilaz gibi enzimleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada su ve toprak örneklerinden iki bakteri suşu izole edildi. Bu bakterilerin çeşitli biyokimyasal testleri ile morfolojik ve fizyolojik analizleri yapıldı. İzole edilen 4NK bakterisinin çubuk şeklinde Gram pozitif olduğu, 5NK bakterisinin de Gram pozitif ve çubuk şeklinde olduğu belirlenmiştir. İzole edilmiş bu iki bakteri için optimum pH değerinin 6.0 olduğu tespit edildi. Optimum üreme sıcaklıkları ise sırasıyla 40 ve 45 °C olarak belirlenmiştir. İzole edilen bakterilerin optimum koşulları belirlendikten sonra bunların ürettikleri enzimlerin optimum koşulları belirlendi. Buna göre 4NK bakterisinin proteaz ve amilaz enzimlerini üretim açısından optimum süreleri sırasıyla 18. saatte (195.80 U mg-1) ve 15. saatte (428.33 U mg-1) olduğu belirlenmiştir. Proteaz ve amilaz enzimlerinin optimum pH’sı 8.0, optimum sıcaklıkları sırasıyla 40-50 °C ve 50-60 °C olarak bulunmuştur. Ayrıca, 5NK bakteri varyetesi için proteaz ve amilaz enzimlerini üretim açısından optimum süresi, proteaz için 260.93 U mg-1ve amilaz için 380.58 U mg-1olmak üzere 24. saat olarak belirlenmiştir. Proteaz ve amilaz enzimlerinin optimum pH’ları 8.0, optimum sıcaklıkları 50 °C olarak bulunmuştur. İzolasyonu yapılan 4NK ve 5NK bakterilerinin 16S rRNA dizi analizi yapılmış, buna göre 4NK bakterisinin Bacillus subtilis türüne yakın, 5NK bakterisinin ise Bacillus paralicheniformis türüne filogenetik olarak yakın olduğu tespit edilmiştir.

Identification of Bacteria from Bingöl Hot Springs and Characterization of Protease and Amylase

Bacteria isolated from Binkap hot spring from Bingöl Province were characterised and studies were carried out on their industrially important enzymes such as protease and amylase. In this study, two bacteria were isolated in the water and soil samples. Various morphological, physiological and biochemical tests of these bacteria were applied. It was determined that the isolated 4NK bacteria were Gram positive in the form of rods, and the 5NK bacteria were Gram positive and rod shaped. It was determined that the optimum pH value for both isolated bacteria was 6.0. Optimum growth temperatures for 4NK and 5NK were determined as 40 °C and 45 °C, respectively. After determinaton of the optimum conditions for the isolated bacteria, the optimum conditions of the enzymes produced were also detected. Accordingly, the optimum production times of protease and amylase enzymes by 4NK bacteria were determined as 18th hour (195.80 U mg-1) and 15th hour (428. U mg-1), respectively. The optimum pH of protease and amylase enzymes were found to be 8.0, while optimum temperatures were as 40-50 °C and 50-60 °C, respectively. The optimum production time of protease and amylase enzymes by 5NK bacteria was determined to be 24 hours with activities of 260.93 U mg-1 for protease and 380.58 U mg-1for amylase. The optimum pH of protease and amylase enzymes was determined as 8.0 and their optimum temperature as 50 °C. 16S rRNA sequence analysis of isolated 4NK and 5NK bacteria was performed and it was determined 4NK bacteria were close to Bacillus subtilis and 5NK bacteria were phylogenetically close to Bacillus paralicheniformis.

___

  • Ahmetoğlu, N., Matpan Bekler, F., Acer, Ö., Gül Güven, R., Güven, K., 2015. Production purification and characterisation of thermostable metallo protease from newly isolated Bacillus sp KG5. EurAsian Journal of BioSciences, 9, 1-11.
  • Arikan, B., Unaldi, N., Çoral, G., Çolak, Ö., Aygan, A., Gülnaz, O., 2003. Enzymatic properties of a novel thermostable, thermophilic, alkaline and chelator resistant amylase from analkaliphilic Bacillus sp. isolate ANT-6. Process Biochemistry, 38, 1397-1403.
  • Arulmani M., Aparanjini K., Vasanthi. K., Arumugam P., Arivuchelvi M., Kalaichelvan P. T., 2007. Purification and Partial Characterization of Serine Protease from Thermostable Alkalophilic Bacillus laterosporus-AK1. World journal of Microbiology Biotechnology, 23, 475-481.
  • Behal, A., Singh, J., Sharma, M.K., Puri, P., Batra N., 2006. Characterization of alkaline -amylase from Bacillus sp. AB 04. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 8, 80-83.
  • Bernfeld, P., 1955. Enzymes Carbohydrate Metabolism, In Methods In Enzymology Academic press, 17, 149-158.
  • Cordeiro, C.A.M., Martins, M.L.L., Luciano, A.B., 2002. Production and Properties of α-Amylase from Thermophilic Bacillus sp. . Brazilian Journal of Microbiology, 33, 57-61.
  • Derekova, A., Sjøholm, C., Mandeva, R., Kambourova, M., 2007. Anoxybacillus rupiensis sp. nov., a novel thermophilic bacterium isolated from Rupi Basin (Bulgaria). Extremophiles, 11, 577-583.
  • Du, Y., Ma, J., Yin, Z., Liu, K., Yao, G., Xu, W., Fan, L., Du, B., Ding, Y., Wang, C., 2019. Comparative genomic analysis of Bacillus paralicheniformis MDJK30 with its closely related species reveals an evolutionary relationship between B. paralicheniformis and B. licheniformis. BMC Genomics 20, 283.
  • Dunlap, C,A., Kwon, S.W., Rooney, A.P., Kim, S.J., 2015. Bacillus paralicheniformis sp. nov., isolated from fermented soybean paste. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 65, 3487-92.
  • Gupta, R., Beg, Q., Lorenz, P., 2002. Bacterial alkaline proteases: molecular approaches and industrial applications, Applied Microbiology and Biotechnology, 59, 15-32.
  • Gül Güven, R., 2011. Termofilik Bakteriler ve Biyoteknolojik Açıdan Önemli Bazı Enzimleri. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi TR, 9(1), 1-10.
  • Kandra, L., 2003. α-Amylases of Medical and Industrial Importance; Journal of Moleculer Structure(Teochem), 666, 487-498.
  • Kevbrin, V,V., Lysenko, K,Z,A,M., Wiegel, J., 2005. Anoxybacillus kamchatkensis .nov.,a Noval Thermopilic Facultative Aerobic Bacterium with a Broad pH Optimum from The Geyser Valley, Kamchatka. Extremophiles, 9, 391-398.
  • Kıran, E,Ö., Çömlekçioğlu, U., 2003. Zeytin Ilıcası (Kahramanmaraş)’ndan Termofil Alkalifilik Amilolitik Bacillus sp. Suşlarının İzolasyonu ve Amilaz Üretme Yetenekleri Üzerine Azot Kaynaklarının Etkisi. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 6(2), 41-48.
  • Kim, O.S., Cho, Y.J., Lee, K., Yoon, S.H., Kim, M., Na, H., Park, S.C., Jeon, Y.S., Lee, J.H., Yi, H., Won, S., Chun, J., 2012. Introducing EzTaxon: a prokaryotic 16S rRNA gene sequence database with phylotypes that represent uncultured species. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 62, 716-721.
  • Leighton, T.J., Doi, R.H., Warren, R.A.J., Kelln, R.A. 1973. The relationship of serine protease activity to RNA polymerase modification and sporulation in Bacillus subtilis. Journal of Molecular Biology, 76(1), 103-122.
  • Liu XD., Xu, Y., (2008). A novel raw starch digesting α- amylase from a newly isolated Bacillus sp. YX-1:Purification and characterization, Biosource Technology, 99, 4315-4320.
  • Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L., 1951. Protein measurement with the folin phenol reagent, Journal of Biological Chemistry, 193, 265- 275.
  • Mamo, G., Gessesse, A., 1999. Purification and Characterization of Two Raw-Starch-Digesting Thermostable α-amylases from a Thermophilic Bacillus. Enzyme and Microbial Technology. 25, 433-438.
  • Matpan Bekler, F., Acer, Ö., Güven, K. 2015a. Co Production of Thermostable Calcium Independent Amylase And Alkali Metallo Protease From Newly Isolated Bacillus licheniformis Dv3. Innovative Romanian Food Biotechnology, 16, 21-30.
  • Matpan Bekler, F., Acer Ö., Güven, K., (2015b) Production and purification of novel thermostable alkaline protease from Anoxybacillus sp. KP1. Cellular and Molecular Biology, 61(4), 118-125.
  • Matpan Bekler, F., Güven, K., Gül Güven, R., 2020. Purification and characterization of novel α-amylase from Anoxybacillus ayderensis FMB1, Biocatalysis and Biotransformation,
  • Maugeri, T.L., Gugliandolo, C., Caccamo, D., Stackebrandt, E., 2001.Polyphasic Taxonomic Study of Thermophilic Bacilli from Shallow, Marine Vents System. Applied. Microbiology, 24, 572-587.
  • Najafi, M.F., Sariri, R., 2006. Extraction and Identification of Alkaline Protease Producing Thermophilic Bacteria from Soil. Master Thesis. Ministry of Science and Technology, Faculty of Science,Iran.
  • Özşahin, AD., 2006. Kahramanmaraş ili Kağıt Fabrikaları Çevresinden İzolasyonu Yapılan Bacillus sp. Suşlarından Elde Edilen Selülaz Enziminin Karakterizasyonu ve Biyoteknolojide Kullanılabilirliğinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
  • Park, I.J., Yoon, J.C., Park, S.J., Kim, E.H., Chp, Y.J., Shin, K.S., 2003. Characterization of the Proteolytic Activity of Bacteria Isolated from a Rotating Biological Contactor. The Journal of Microbiology, 41, 73-77.
  • Poli, A., Esposito, E., Lama, L., Orlando, P., Niccolaus B,, Appolonia, F., Gambacorta, A., Nicolaus, B., 2006. Anoxybacillus amylolyticus sp. nov.,a Thermophilic Amylase Producing Bacterium Isolated from Mount Rittmann (Antarctica) Systematic and Applied Microbiology. 29, 300-307.
  • Raul, D., Biswas, T., Mukhopadhyay, S., Das, S.K., Gupta, S., 2014. Production and Partial Purification of Alpha Amylase from Bacillus subtilis (MTCC 121) Using Solid State Fermentation. Biochemistry Research International 2014, 568141.
  • Rey, M.W., Ramaiya, P., Nelson, B.A., Brody-Karpin, S.D., Zaretsky, E.J., Tang, M., 2004. Complete genome sequence of the industrial bacterium Bacillus licheniformis and comparisons with closely related Bacillus species. Genome Biology, 5, R77.
  • Sookkheo, B., Sinchaikul, S., Phutrakul, S.T.C., 2000. Prufication and Characterization of the Highly Thermostable Proteases from Bacillus stearothermophilus TLS33. Protein Expression and Purification. 20, 142-151.
  • Stamford, T., Stamford, N., Coelho, L., Araujo, J., 2001. Production and characterization of a thermostable -amylase from Nocardiopsis sp. endophyte of yam bean, Biosource Technology, 76, 137-141.
  • Uhlig, H., 1998. Industrial enzymes and their applications. John Wıley&Sons, INC. New York.
  • Yılmaz, F. 2002. Bacillus Türleri. Bitirme Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Rize Fen Edebiyat Fakültesi Rize.
International Journal of Pure and Applied Sciences-Cover
  • ISSN: 2149-0910
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: Munzur Üniersitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Poroz Kanatçık İlaveli Hava Isıtmalı PV/T Kolektörünün Sürdürülebilirlik İndeksi ve Termodinamik Analizi

Fatih Bayrak

TRIZ ile Problem Çözmede Sorunun Yeniden Tanımlanması: Problem Formülasyonu

Ali KILIÇ, Sadettin Kapucu, Mehmet Erkan Kütük

Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi

Bilgin Zengin, İbrahim Arslanoğlu

Pozitif Yarı Eksende Süreksizlik Koşuluna Sahip Sturm-Liouville Operatörünün Ters Saçılma Problemi

Özge Akçay

Uzunçayır Baraj Gölü Güncel Zooplanktonunun Bazı Su Kalite Parametreleri ile Değerlendirilmesi

Rıdvan Tepe, Hilal BULUT, Ahmet Sesli

Türkiye'de Kentsel Bir Atıksu Arıtma Tesisinde SARS-CoV-2 ve Gastrointestinal Patojenlerin Araştırılması

Murat TOPAL, E. Işıl Arslan Topal, Zülal Aşçı Toraman, Ceren Sel Süer, Erdal Öbek

Dicle Üniversitesi Mühendislik FakültesininRüzgâr ve Sıcaklık Etkilerinin Nümerik Olarak İncelenmesi

Ömer Faruk Can

Türkiye’de Yetişen Centaurea urvillei DC. subsp. urvillei’ nin Antibakteriyel ve Antifungal Özelliği

Uğur Çakılcıoğlu, Pınar Erecevit Sönmez

Bingöl Sıcak Su Kaplıcalarından İzole Edilen Bakterilerin Tanımlanması, Proteaz ve Amilaz Enzimlerinin Karakterizasyonu

Fatma Matpan Bekler, Kemal Güven, Zindar Aslan

Gama Işımasının Kolza Takviyeli Polipropilen Kompozit Malzemenin Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Yılmaz Kısmet, Akar Doğan