Çemen otu (Trigonella foenum-graecum L.) dokularında CYP450 gen anlatımı ve diosgenin üretimi arasındaki ilişkinin saptanması

Abstract

Çemen otu sahip olduğu biyoaktif ve aromatik bileşiklerden dolayı başlıca tıp, gıda ve kozmetik alanlarında kullanılmaktadır. Çemen otu tohumlarında terapötik özelliğe sahip pek çok molekül bulunmaktadır. Bunlardan en önemlisi saponin sınıfından diosgenindir. Diosgenin ilaç endüstrisinde pek çok steroidal ilacın üretiminde temel öncü bileşiktir. Dahası diosgenin, antioksidan, antienflamatuvar, antikanser ve kandaki yağ ve şeker metabolizmasını düzenleyici pek çok biyoaktif özellik sergilemektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, diosgeninin lanosterolden ve/veya sikloartenolden oluştuğu hipotezleri üzerinde durmaktadır. Bitkiler karbohidrat, protein, lipit gibi metabolitleri hayatlarını devam ettirebilmek için üretmektedir. Bunların aksine döl verimini artırmak, patojenlere karşı kendilerini savunabilmek için de sekonder metabolitleri üretirler. Sekonder metabolitler başta tıp olmak üzere, kozmetik, gıda ve tekstil gibi alanlarda da kullanılmaktadır. Bundan dolayı da fazla miktarda üretimleri önem arz etmektedir. Bu amaçla günümüzde gen transferi çalışmaları, elisitasyon çalışmaları gibi farklı biyoteknolojik stratejilere başvurulmaktadır. Bu tez çalışmasında çemen otu tohumlarından in vitro çimlendirilen bitkicikler eksplant olarak kullanılarak kallus kültürleri elde edilmiştir. Elde edilen bu kalluslardan hücre süspansiyon kültürleri kurulmuş ve kültürlemenin 13. gününde elisitasyon amacıyla 12 saat ve 24 saat süresince 0,01 g/mL konsantrasyonda maya özütü uygulaması gerçekleştirilmiştir. Elisitasyon uygulamasının ardından diosgenin miktarı ölçülmüş ve diosgenin üretim yolağında görevli olduğu düşünülen CYP86A2, β-glukozidaz ve sikloartenol sentaz (CAS) genlerinin anlatımları incelenmiştir.Sonuç olarak maya özütü diosgenin üretimini 12. ve 24. saatlerde artırmıştır. Bu çalışma ile maya özütünün çemen otu hücre süspansiyon kültürlerinde diosgenin üretimini artırmak için elisitör olarak kullanabileceği ortaya konmuştur.

Fenugreek has been used at medicine, nourishment, cosmetic because of its bioactive and aromatic compounds. Fenugreek seeds have plenty of molecules which are therapeutics. The most important one is diosgenin. Diosgenin is essential precursor for many steroidal drugs in pharmaceutical industry. Moreover, it has exhibited bioactive properties such as hyperlipidemia, hipoglisemia, anti-oxidant, anti-enflamatuar, anti-cancer and proliferative activity. Recent studies have been hypothesized that diosgenin formation from either lanosterol or cycloartenol. Plants produce some metabolites as carbohydrates, proteins, lipids to sustain their life. Unlike these metabolites, they produce secondary metabolites as a guard against pathogens and to improve fertility. The secondary metabolites used as cosmetic, dietary, textile and primarily in medical and pharmaceutical areas. Hereby high volume production of secondary metabolites become important. Therefore nowadays, different biotechnological strategies such as gene transfer studies and elicitation studies are being used for high volume production of secondary metabolites. In this thesis, callus culture obtained via in vitro grown plant explants. Cell suspension cultures were established from these calli and yeast extract was applied at the concentration of 0,01 g/mL for 12 hours and 24 hours to elicitate 13th day old cultures. After elicitation, the amount of diosgenin was measured and the expression of CYP86A2, β-glucosidase and cycloartenol synthesa (CAS) genes which were thought to be has a role on the production pathway of diosgenin were examined. As a result, yeast extract increased the diosgenin production at 12th and 24th hours. In this study, it was demonstrated that yeast extract can be used as an elicitor to increase the production of diosgenin in fenugreek cell suspension cultures.