Maya kültür ortamında nano-çinko oksit (ZnO NP)'in biyokimyasal etkilerinin araştırılması

Abstract

Çinko-oksit nanopartikülü (ZnO NP) üstün özellikleri nedeniyle birçok alanda yaygın olarak kullanılan metal oksit malzemelerden biridir. Bu NP'lerin biyolojik sistemlerde toksik etkileri üzerine çalışmalar yapılmış olmasına rağmen biyokimyasal parametreleri üzerine olan etkilerini araştırmak için az sayıda çalışma yapılmıştır. Bu amaçla sunulan çalışmada; ZnO NP'nin maya (Saccharomyces cerevisiae) kültür ortamında bazı biyokimyasal parametreleri ve savunma sistemi üzerine etkilerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Öncelikle deneyde kullanılacak olan S. cerevisiae maya hücresinin gelişimi ve çoğalması için YEDP besiyeri ortamı hazırlandı. Besiyeri ortamı içerisine ZnO'den 100 mg/L ve 250 mg/L konsantrasyonları içerecek şekilde deney grubu oluşturuldu. Gerekli sterilizasyon işlemleri yapıldıktan sonra laboratuar şartlarına kadar soğutulan her grup kültür örneğine S. cerevisiae hücrelerinin stok kültüründen aşılama yapıldı. Aşılama işleminin ardından inkübasyona bırakılan kültürler, laboratuar şartlarında hücre yoğunlukları ölçülüp santrifüj edilerek hücreler toplandı. Toplanan hücre pelletleri, Tris HCl-baz ve EDTA karışımı ile homojenize edilip santrifüj edildikten sonra süpernatant kısmı ile GSH (Elman reaktifi), total protein (Lowry) ve TBARS ölçümleri (HPLC cihazı ile), geriye kalan pellet kısmıyla da n-hekzan/izopropanol karışımı ile homojenize edilerek yağ asidi ve sterollerin (ergosterol, kampestrol, stigmasteol, betasitosterol) analizi (gaz kromatografi) yapıldı.Sonuç olarak; ZnO NP S. cerevisiae'nın biyokimyasal ve savunma sistemi üzerinde farklı etkilere sahip olduğu gözlenmiş olup çok yüksek ZnO NP dozlarının organizmada stres oluşturduğu belirlenmiştir. Özellikle antioksidan savunma sistemi üzerinde açığa çıkan sonuçların diğer canlı modelleri üzerindeki benzer çalışmalara kaynak olacağı ve in vivo sistemler kullanılarak yapılacak ileriki çalışmalara destek olarak, literatür bilgisine katkıda bulunulacağı düşünülmektedir.

Zinc-oxide nanoparticle (ZnO NP) is one of the metal oxide materials widely used in many fields due to its superior properties. Although studies have been conducted on the toxic effects of these NPs in biological systems, few studies have been conducted to investigate their effects on biochemical parameters. For this purpose, in the presented study; It is aimed to determine the effects of ZnO NP on some biochemical parameters and defense system in yeast (Saccharomyces cerevisiae) culture medium. First of all, YEDP medium was prepared for the growth and proliferation of S. cerevisiae yeast cell to be used in the experiment. An experimental group was formed to contain 100 mg/L and 250 mg/L concentrations of ZnO in the medium. After the necessary sterilization procedures were done, inoculation was made from the stock culture of S. cerevisiae cells to each group of culture samples that were cooled to laboratory conditions. After the inoculation process, the cultures were incubated and the cell densities were measured under laboratory conditions and centrifuged and the cells were collected. The collected cell pellets were homogenized and centrifuged with a mixture of Tris HCl-base and EDTA, then GSH (Elman reagent), total protein (Lowry) and TBARS measurements (with HPLC device) were measured with the supernatant part, and n-hexane/isopropanol with the remaining pellet part. The analysis (gas chromatography) of fatty acids and sterols (ergosterol, campestrol, stigmasteol, betasitosterol) was performed.As a result; It has been observed that ZnO NP has different effects on the biochemical and defense system of S. cerevisiae, and it has been determined that very high ZnO NP doses create stress in the organism. It is thought that the results revealed on the antioxidant defense system will be a source for similar studies on other living models and will contribute to the literature knowledge by supporting future studies using in vivo systems.