İNSAN SAÇINDA BULUNAN KERATİNİN BAKTERİLERİN BESİN MADDESİ OLARAK KULLANILMASI

Transkript

1 Katkılarıyla TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri(Fizik, Kimya, Biyoloji, Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı Lise-1(Çalıştay 2011) PROJENİN ADI İNSAN SAÇINDA BULUNAN KERATİNİN BAKTERİLERİN BESİN MADDESİ OLARAK KULLANILMASI PROJE DANIŞMANLARI Prof. Dr. Muhsin KONUK Prof. Dr. Bülent GÜNDÜZ PROJE EKİBİ Özcan Elzem ŞENGÜL Çerkezköy Hacı Fahri Zümbül Anadolu Lisesi / TEKİRDAĞ Birsel KADIOĞLU Arhavi Anadolu Lisesi /ARTVİN Handan EKMEKÇİ Sarar İmam Hatip Lisesi/ESKİŞEHİR Kepez/ÇANAKKALE TEMMUZ

2 PROJENİN AMACI Bu çalışmanın amacı; saç hidrolizindeki aminoasitlerin bakteriler tarafından besin olarak kullanılıp kullanılamayacağını saptamaktır. Bu amacın gerçekleşmesi halinde, saç hidrolizinin daha sonra hayvan yemlerinde protein kaynağı olarak kullanılabilmesine olanak sağlamaktır.

3 GİRİŞ Keratin sadece bazı ökaryotik (çekirdekli) hücrelerde bulunan lifli, yapısal bir protein ailesinin genel adıdır. Keratin uzun bir amino asit zinciri, yani proteindir. Keratini oluşturan polipeptid zinciri bir sülfür köprüsü ile birbirlerine bağlanır. Sülfür köprüleri, sülfür atomları içeren amino asitler arasında bulunmaktadır.

4 Keratin molekülü, herhangi bir gıdada bulunmaz. Bedenimizde de günlük hayatta kullandığımız eşyalardadaçokçeşitli şekillerde bulunmaktadır. Deri, neredeyse saf keratin molekülünden oluşmuştur. Yün, ipek, balık pulu, tüyler ve tüy sapları da keratinden meydana gelir. Pençeler ve tırnaklar da keratinden oluşurlar. İpek de keratin moleküllerinden oluşur. Pek çok böcek ve örümcek tarafından salgılanan katılaşmış bir sıvı olan ipeği oluşturan keratin molekülleri diğer maddelerdekinin aksine bir sarmal biçiminde değillerdir. Bunun yerine birbirlerinin üzerine yığılarak bağlanmış sert amino asit levhaları oluştururlar. Saçlarımızda, keratin moleküllerinden başka bir şey değildir. Saçımızdakiherhangibirdeğişiklik sırasında aradaki bu sülfür bağları kırılır. Örneğin, saçın çeşitli işlemler ile dalgalandırılması, bu gözle görülmeyen molekül bağlarının değişikliğe uğramasından ibarettir. Hepimiz saçlarımızı kestiririz. Kesilen bu saçlarında toplanarak atıldığında çevre kirliliğine de sebep olmaktadır. Biz de yukarıda bahsettiğimiz bu olumsuz durumdan ötürü kuaförlerde birikenveoradanatılan saçların yapısında bulunan keratini meydana getiren yapı taşlarının HCl yardımıyla hidrolizini sağlayıp, ortaya çıkan aminoasitlerin bakteri, balık ve diğer hayvan yemlerinde kullanılabilmesi amaçlandı

5 MATERYAL VE YÖNTEM Farklı bakteri türleri ( Basillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes) Bir tutam saç HCl Spektrofotometre ( Shimadzu UV-1208 UV-Vis) 35 adet küvet 10 adet pipet 10 adet erlenmayer 1 adet sıcak su banyosu 2 adet beherglas 1 adet makas 10 adet deney tüpü 1 adet dijital termometre İzolabant 5 ml saf su 10 adet baget 1 adet pens 1 adet evaporatör Selüloz filtre (Milipore 22 mikron delikli) Şırınga

6 PROJENİN YAPILIŞ BASAMAKLARI 1- Sıvı Besi Ortamının Hazırlanması 1,3 gr Nutrient Broth önce 50 ml saf su ile çözünür, sonra 50 ml daha saf su eklenildi. Tamamen homojen bir görünüm alana kalana kadar manyetik ısıtıcıda ısıtıldı. 12 tane deney tüpünün her birine 10 ml konuldu.

7 2. Seyreltik HCl nin Hazırlanması 11,67 M HCl den 100 ml O,O1 M HCl elde etmek için seyretme işlemi gerçekleştirildi.

8 3. SAÇIN SEYRELTİK HCl DE HİDROLİZİNİN YAPILMASI Bir tutam saç alınıp tartıldı. 0,4 gr geldi.saçlar petri kabı içinde küçültüldü.sonra asitin içinde bulunduğu erlenmayere saçlar konuldu.benmari usulü ile 300 C de 30 dk ısıtıldı. Sonra sıcaklık 150 C de 3 saat ısıtılmaya devam edildi. Daha sonra 1 saat oda sıcaklığında bekletilerek soğutuldu. Saç süzgeç kağıdından süzülerek alındı.

9

10 4. Filtre Edilen Sıvının Evaporatörde Kurutulması Süzüntü vakumlu evaporatöre konuldu. Böylece süzüntüdeki asit ve fazla su uzaklaştırıldı. İşlem sonunda 4,5 µl keratin hidrolizi elde edildi.

11 5. Bakteri Örneklerinin Seçimi ve Ekimi Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes bakteri örneklerinden seçildi. Seçilen bakterilerde üreme hızlarını ölçmek için kontrol ve deney grupları oluşturularak ekimler yapıldı. Ekimlerde bakteri miktarları 20 µl olarak kullanıldı Deney gruplarına saç özütü 100 er µl olarak eklendi. 37 C de inkübasyona bırakıldı. Ayrıca Staphylococcus aureus bakteri türünden saç hidrolizinin farklı yoğunlukta kullanımının bakteri üremesine etkisini görmek için 200, 300, 400 şer µl lik saç hidrolizi standart besi yerlerine eklendi. Bakteri ekimi yapıldı. İnkübasyona bırakıldı.

12

13 6. EKİM YAPMA Seçilen bakterilerde üreme hızlarını ölçmek için kontrol ve deney grupları oluşturularak ekimler yapıldı.ekimlerde bakteri miktarları 20 mikrolitre olarak kullanıldı.deney gruplarına saç özütü 100 er mikrolitre olarak eklendi.37 C de inkübasyona bırakıldı. Ayrıca Staphylococcus aureus bakteri türünden özütün farklı yoğunlukta kullanımının bakteri üremesine etkisini görmek için 200,300,400 şer mikrolitrelik özütler standart besi yerlerine eklendi.bakteri ekimi yapıldı. İnkübasyona bırakıldı.

14 7- ÖLÇÜM YAPMAK İnkübasyona bırakılan bakteriler 17 saat sonra gözlemlendiğinde farklı oranlarda bulanıklık gözlendi. İnkübatör ortamından aldığımız örneklerimiz vortex(karıştırıcı) cihazında karıştırıldı.homojen hale getirilen örneklerden Spektrofotometre küvetlerine 1000 mikrolitre alınarak konuldu. Alınan örnekler spetrofotometrede 2,5 saat ara ile ölçümler yapıldı. Veri tablosu çıkarıldı.

15

16

17

18 B.subtilis bakterisinin kültür ortamı ile saç hidrolizindeki çoğalma grafiği Absorbans (600 nm) 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 KONTROL DENEY Zaman (saat) Bakterinin stok kültürden kültür ortamına ve saç hidrolizine yapılmasından dolayı aktif üreme evresine geçemediği, bu nedenden dolayı hem kontrol hem de deneme grubunda artış olmadığı gözlenmiştir.

19 E. aerogenes bakterisinin kültür ortamı ve saç hidrolizindeki çoğalma grafiği Absorbans (600 nm) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Zaman (saat) KONTROL DENEY Kontrol grubunda önce küçük bir artış gözlenmiş, sonra durağanlaşmıştır. Deney grubunda üreme hızı ilk etapta kontrol grubuna göre daha az olmuş, sonraki dönemlerinde durmuş, öylece kalmıştır ve ilerleme kaydedilmemiştir.

20 E.coli bakterisinin kültür ortamı ve saç hidrolizindeki çoğalma grafiği Absorbans (600nm) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Zaman (saat) KONTROL DENEY Kontrol ve deney gruplarında kademeli artış gözlemlenmiştir. Ancak deney grubundaki ölçüm değerlerinin kontrol grubundakilerden daha az olması saç hidrolizinin E. coli bakterisiyle mücadelede de kullanılabileceğini ima etmektedir.a

21 S.aureus bakterisinin kültür ortamı ve farklı miktarlarda saç hidrolizindeki çoğalma grafiği Absorbans (600nm) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, KONTROL 100µl 200µl 300µl 400µl Miktar (ul) S. aerous bakterisiyle yapılan çalışmada farklı miktarlarda saç hidrolizi kullanıldığında bakterilerin çoğalmasında kademeli azalma gözlenmiştir.

22 Saç hidrolizinin değişik bakteri türlerinde çoğalmaya etkisini ve bir tür bakteri türü içinde farklı konsantrasyonlarda nasıl etki yaptığı gözlemlendi.

23 ÖNERİLER Çalışma fazla bakteri türleriyle denenebilir. Daha uzun süreli ölçüm çalışması yapılabilir. Mümkünse ticari keratin kullanılarak deneyler tekrarlanabilir.

24 KAYNAKÇA: KONUK Muhsin, Kişisel iletişim GÜNDÜZ Bülent, Kişisel iletişim SÜERDEM B. Tülay,Kişisel iletişim

25 TEŞEKKÜRLER Bu çalıştayı koordine eden ve bu projeyi yapmamıza vesile olan çalıştay koordinatörü Prof. Dr. Mehmet AY a, sunuları ve çalışmalarıyla bizi aydınlatan ve yönlendiren danışmanlarımız Prof. Dr. Muhsin KONUK ve Prof. Dr. Bülent GÜNDÜZ sunumlarıyla bilgilerini paylaşan tüm akademisyen hocalarımıza, TUBİTAK ve BİDEB e, materyel temininde gösterdiği hassasiyetten ve ihtiyaçlarımıza yönelik ilgisinden dolayı biyoloji alanı sorumlu tekniyeni Zübeyde Güneş e, ÇÖMÜ Fen- Edebiyat Fakültesi Biyoloji bölümü araştırma görevlisi Tülay B. SÜERDEM e, Özlem EROL DAYI ya diğer tüm çalıştay ekibine, AOTML çalışanlarına ve tüm katılımcı arkadaşlara teşekkür ederiz.

26 TEŞEKKÜRLER