Farklı bombus arısı türlerinin venom yapılarının proteomik ve spektroskopik yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Bir avın yakalanmasında veya canlının kendini korumasında kullandığı en temel mekanizmalardan bir tanesi zehir veya venomun kullanılmasıdır. Venom; belirli bir organizma tarafından sentezlenen ve salınana kadar özel bezlerde depolanan, çok sayıda farklı bileşenin karışımıdır. Venomlu canlılar arasında sayılan arılarda venom bir savunma aracı olarak kullanılmakta ve çok sayıda farmasötik etkiye sahip çeşitli enzimler, peptitler ve biyojenik aminler bulundurmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında farklı bombus arısı türlerinin venom yapısının karakterize edilmesi amaçlanmıştır.Çalışma kapsamında Ankara, Bolu, Çankırı ve Kayseri illerinde arazi çalışmaları gerçekleştirilmiş ve bu illerden B. (Megabombus) argillaceus, B. (Thoracobombus) humilis, B. (Megabombus) hortorum, B. (Bombus) lucorum, B. (Sibiricobombus) niveatus, B. (Thoracobombus) pascuorum, B. (Thoracobombus) ruderarius, B. (Thoracobombus) sylvarum, Bombus (Bombus) terrestris ve B. (Thoracobombus) zonatus türlerine ait örnekler toplanmıştır. Bu örneklerden venom ekstraksiyonu gerçekleştirilmiş ve bu örnekler hem Bottom-up proteomik stratejiler ile, hem de FT-IR spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Venom örneklerinde öncelikle Bradford yöntemi ile protein miktar tayini gerçekleştirilmiş, ardından venom içerisinde bulunan proteinlerin iki boyutlu jel elektroforezi (2D-PAGE) ile birinci ve ikinci boyut ayrımları yapılmıştır. Elde edilen jellerdeki protein kümeleri görünür hale getirilerek eşleştirilmiş, bu sayede türler arasında ortak ve farklı olarak bulunan protein kümeleri tespit edilmiştir. Her tür için tespit edilen protein kümeleri tripsin ile peptitlere ayrılmış, bu triptik peptitler ise MALDI-TOF kütle spektrometresinde incelenerek protein tanımlamaları gerçekleştirilmiştir. Spektroskopik analizlerde FT-IR spektroskopisi kullanılarak venom örneklerine ait spektrumlar elde edilmiştir. Bu spektrumlar kullanılarak venom örnekleri üzerinde kümeleme analizleri gerçekeleştirilerek venom yapısının farklı bombus arısı türlerini birbirinden ayırabilecek bir araç olduğu tespit edilmiştir.

One of the most fundamental mechanism in defending oneself is the use of poison or venom. Venom is a complex mixture comprised of a variety of components produced in a specific organism and kept until its release. In venomous animals such as bees venom is used for defence and it contains many enyzmes, peptides and biogenic amines with pharmaceutical activity. The main aim of this thesis study is to characterize the venom structure of different bumble bee species.In the context of the study field trips were carried out in Ankara, Bolu, Çankırı and Kayseri and specimens belonging to B. (Megabombus) argillaceus, B. (Thoracobombus) humilis, B. (Megabombus) hortorum, B. (Bombus) lucorum, B. (Sibiricobombus) niveatus, B. (Thoracobombus) pascuorum, B. (Thoracobombus) ruderarius, B. (Thoracobombus) sylvarum, B. (Bombus) terrestris and B. (Thoracobombus) zonatus were collected. Venom extraction was performed and venom samples were analyzed both by Bottom-up proteomics startegies and FT-IR spectroscopy. Protein content was determined by using Bradford assay and this was followed by first-dimension and second-dimension separation by using 2D-PAGE. Images were obtained from these gels and protein spots were visualized and matched enabling the detection of common and different protein spots among species. Protein spots detected for every species were cut into peptides via trypsin and these tryptic peptides were analyzed in MALDI-TOF mass spectrometry for protein identification. In spectroscopical analyses, spectrums were obtained for each venom sample by using FT-IR spectroscopy. Cluster analysis was performed by using these data and it was shown that venom could be used as a tool for separating different bumble bee species.