Karadeniz suyunda PH, osmolarite ve açlık stresinin Escherichia coli'nin dış membran porin protein sentez düzeyine etkisinin araştırılması / Cihan Darcan; Danışman Reşit Özkanca

Abstract

Bu çalışmada deniz suyunda pH,osmolarite ve açlık stresinin E.coli'nin porin protein sentez düzeyine etkisi ve bu şartlarda mekanizmasının nasıl çalıştığı araştırıldı.Bunun yanında E.coli'nin deniz suyundaki yaşamına bu stres faktörlerinin etkisi ve dormansi ile ilişkisi incelendi.Elde edilen sonuçlara göre OmpC ve OmpF sentezi pH'nın asitlikten alkaliye doğru değişimine bağlı olarak artmaktadır.OmpC ve OmpF porin protein sentezi açlık stresine bağlı olarak artış gösterdi.Bununla birlikte OmpR mutant E.coli'de OmpC ve OmpF sentezinin ölçülebilecek düzeyde olmadığı belirlendi.Şimdiye kadarki bilgilerimize göre EnvZ,OmpC ve OmpF sentezinde önemli bir role sahiptir.Fakat bu çalışmadaki sonuçlara göre bu porinler EnvZ sensörü olmadan da sentezlenebilmektedir.Bunun yanında çalışılan üç stres faktörü altında RpoS' nin varlığı ve yokluğunun E.coli'nin porin protein sentezinde önemli bir rolü olduğu anlaşıldı.Diğer taraftan RpoS mutant hücrelerde OmpF sentezinin yabani tipe göre daha yüksek olduğu tespit edildi.Şu ana kadar OmpC promotoru ile RpoS arasında herhangi bir ilişki bilinmemesine rağmen,RpoS'nin E.coli OmpC sentezini pH,açlık ve osmolarite nedeniyle pozitif olarak etkilediği belirlendi.Yine AcP'ın açlık ve osmotik stres altında OmpF sentezinde rolü olmadığı halde farklı pH'larda OmpF sentezini pozitif yönde etkilediği tespit edildi.Diğer taraftan pta mutasyonunda OmpC sentezinin çalışılan tüm şartlarda yabani tiple karşılaştırıldığında yüksek olduğu bulundu.AcP'ın OmpC porin sentezinde bilinmeyen bir yol ile sentezi negatif etkilediği görülmektedir.HNS mutant E.coli hücreleride test edildi ve pH,açlık ve osmotik stres altında OmpC sentezini çok düşük oranda etkilediği görüldü.Fakat OmpF sentezini açlık ve osmotik stres altında pozitif olarak etkilediği tespit edildi.Diğer tarfatan OmpF sentezini asidik ve nötral pH'da negatif yönde etkiledi.Bu çalışmaların yanında deniz suyuna karbon ve amonyum kaynağı ilave edildi ve glukoz ilave edildiği zaman hem OmpF hem de OmpC miktarının düştüğü görüldü.HNS mutasyonuna bağlı olarak OmpC ve OmpF miktarında herhangi bir düşüş olmadığı görüldü.Buna karşın amonyum sülfat ilavesinin porin sentezine herhangi bir etkisinin olmadığı bulundu.Minimal besiyerinde OmpF porin sentezi asiditeden alkaliye doğru artış göstermektedir.Buna karşın OmpC sentezi pH 5.3'de daha yüksektir ve pH 7.1 ve Ph 8.3'de çok düşük düzeyde sentezlendi.Asidik pH'da tespit edilen OmpC sentezi EnvZ sensöründen bağımsız gerçekleşmektedir.Diğer taraftan RpoS'nin bu şartlar altında OmpC sentezinde önemli bir rolü vardır.Fakat tamamen RpoS bağımlı değildir.Bu mekanizma yani asidik pH'da OmpC sentezinin nasıl gerçekleştiği bu çalışmada tespit edilememiştir.Minimal besiyerinde EnvZ, HNS, AcP yokluğu OmpC sentezinin artmasına sebep olmaktadır.Fakat RpoS'nin eksikliğinde herhangi bir değişiklik yoktur.Diğer taraftan EnvZ, AcP, ve HNS yokluğunda OmpF sentezi düşmektedir, fakat RpoS yokluğunda artmaktadır.Nutrient brotta inkübasyon süresince E.coli'nin OmpF sentezi bazı değişiklikler gösterdi.EnvZ, AcP ve HNS'nin OmPpF sentezinde rolü vardır.Aynı şartlarda PmpC sentezi inkübasyon sonuna doğru artış göstermiştir ve bu sentez EnvZ ve RpoS aktivasyonu ile ilişkilidir.Buna karşın AcP ve HNS negatif yönde etkilemiştir.Yapılan çalışmada E.coli'nin doğal deniz suyundaki yaşamının filtre otoklav deniz suyundan daha kısa olduğu ve bunun nedeninin muhtemelen rekabet olduğu tespit edildi.E.coli'nin doğal ve filtre otoklav deniz suyundaki yaşamı üzerine etkili olan en önemli faktörlerden birisinin OmpF ve OmpC porin proteinleri olduğu tespit edildi.Sonuçlara göre E.coli'nin asidik pH'da bazik pH'ya göre daha iyi yaşadığı belirlendi.Buna ilave olarak E.coli yaşamı üzerine osmotik stresten daha çok pH'nın etkili olduğu tespit edildi.Ayrıca tüm çalışılan stres şartlarının E.coli'nin belirli oranda dormanta girmesine sebep olduğu görüldü.Aynı zamanda E.coli porin mutantlarının yaşamı da çalışıldı.