| Tez Künye | Durumu | ||
| Biosorption sites for lead [Pb(II)] in Phanerochaete chrysosporium / Phanerochaete chrysosporium`da kurşun [Pb(II)] için biyosorpsiyon bölgeleri Yazar:LEVEND KAYA Danışman: PROF.DR. FERİDE SEVERCAN ; PROF.DR. GÜLAY ÖZCENGİZ Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı Konu:Biyoloji = Biology Dizin: | Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2004 109 s. | ||
| öz PHANEROCHAETE CHRYSOSPORIUMDA KURŞUN [Pb (II)] İÇİN BİYOSORPSİYON BÖLGELERİ Levent Kaya Yüksek Lisans, Biyoloji Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Gülay Özcengiz Yardımcı Tez yöneticisi: Prof. Dr. Feride Severcan Eylül 2004, 92 sayfa Biyosorpsiyon, mikroorganizmaların ağır metal toleranslarını ve çevredeki ağır metalleri bağlamalarım sağlayan mekanizmaları içermektedir. Değişik sınıflara üye mikroorganizmalar, hücre yüzeyinde bulunan fonksiyonel grupların kompozisyonu ve tiplerindeki farklılıklar nedeniyle farklı biyosorpsiyon kapasitelerine sahiptir. Bu çalışma, bir beyaz-çürükçül fungus olan Phanerochaete chrysosporium’ da kurşun [Pb (II)] biyosorpsiy onunun moleküler mekanizmalarım tanımlamak üzere gerçekleştirilmiştir. Kullanılan metodoloji, ağır metal bağlanmasında rol oynadığı bilinen fonksiyonel grupların seçici olarak bloke edilmesini içermiş ve bu grupların organizmada Pb (II) bağlanmasındaki göreceli rollerinin anlaşılmasına olanak tanımıştır. Hem doğal, hem de kimyasal modifikasyona tabi tutulmuş biyokütleler için sıvı ortamdan alınmış ve hücrelere bağlanmış olan kurşunun ve sıvı ortama salınmış olan Mg2+ ve Ca2+ iyonlarının göreceli konsantrasyonları atomik absorpsiyon spektroskopisi ile ölçülmüş ve karşılaştırılmıştır. viFourier-Transform Infrared (FTIR) Spektroskopi tekniği kullanılarak hem doğal biyokütlede, hem de modifikasyona uğratılmış biyokütlelerde Pb (II) ile etkileşimin neden olduğu değişiklikler moleküler seviyede analiz edilmiştir. Pb (Il)’nin biyokütle yüzeyi ile etkileşimi, amin gruplarından kaynaklanan NH gerilme ve Amid I bandındaki ve karboksil gruplarından kaynaklı 0=0 gerilme bandındaki frekans kaymaları ve absorbans değişimlerinin gözlemlenmesi yoluyla belirlenmiş olup hücre yüzeyindeki fosfat gruplarının ve yağların rolleri de ayrıca araştırılmıştır. Karboksil grupları bloke edilmiş biyokütlenin biyosorpsiyon kapasitesi dramatik biçimde düşmüş (92.8 %) olup, bu grupların P. chrysosporium’ da. kurşun biyosorpsiyonu için en önemli fonksiyonel grup oldukları belirlenmiştir. Amin grupları bloke edilmiş biyokütlenin Pb (II) biyosorpsiyonunda gözlenen sadece 6 % seviyesindeki düşüş, bu grupların organizmada kurşun biyosorpsiyonunda ikincil ve küçük bir rol oynadığım göstermiştir. Fosfat gruplarının bloke edilmesinin Pb (II) biyosorpsiyonuna önemli bir etkisi olmamış, sadece küçük bir artış kaydedilmiştir. Hücre yüzeylerindeki yağları uzaklaştırmak üzere kimyasal muameleden soma Pb (II) biyosorptif kapasitesinde 20.3 %’lük bir artış belirlenmiştir. P. chrysosporium ‘da kitin ve glükanda bulunan karbonil ve karboksil gruplarının en önemli Pb (II) bağlanma bölgeleri olduğu ve bu bölgelerdeki iyon değişiminin de Pb (II) biyosorpsiyonu için ana mekanizma olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar sözcükler: Kurşun [Pb (II)], Ağır metal biyosorpsiyonu, FTIR, Biyosorpsiyon bölgeleri, Phanerochaete chrysosporium. vıı | |||
| ABSTRACT BIOSORPTION SITES FOR LEAD [Pb (II)] IN PHANEROCHAETE CHRYSOSPORIUM Kaya, Levent M.Sc, Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Gülay Özcengiz Co-Supervisor: Prof. Dr. Feride Severcan September 2004, 92 pages Biosorption is a phenomenon involving the mechanisms that basically mediate heavy metal tolerance of microorganisms as well as sequestration of heavy metals from environment. Different classes of microorganisms have different biosorption capacities, as a result of the differences in composition and types of functional groups found on cell surfaces. The present study was undertaken to identify the molecular mechanisms for lead [Pb(II)] biosorption in the white-rot fungus, Phanerochaete chrysosporium. The methodology involved selective blocking of the functional groups known to participate in heavy metal biosorption and allowed us to determine their relative roles in Pb (II) biosorption in this organism. The relative concentrations of the Pb (II) sorbed from the aqueous environment and Mg and Ca ions released to the aqueous environment were measured and compared with both native and chemically-modified biomasses by using atomic absorption spectroscopy. IVFourier-Transform Infrared (FTIR) spectroscopy technique was used to monitor and analyze the molecular-level changes in both native and chemically modified cell surfaces upon Pb (II) exposure. Interactions of Pb (II) with the biomass surface was determined by observing the changes in wavenumber and absorbance of NH stretching and Amide I bands arising from the amine groups and C=0 stretching band arising from the carboxyl groups. The roles of phosphate groups and lipids were also investigated. Carboxyl groups seemed to be the most important functional groups for Pb (II) biosorption in P. chrysosporium, since the biosorption capacity dramatically decreased (by 92.8 %) in carboxyl groups-blocked biomass. Amine groups were found to play a secondary and minor role in Pb (II) biosorption, only a slight decrease (6 %) in Pb (II) biosorption was detected with amine groups-blocked biomass. Blocking of phosphate groups provided a small increase in biosorptive capacity and did not appear to have much significant role in biosorption. Upon chemical treatment with acetone to extract lipids of the cell surfaces, an increase of 20.3 % in the Pb (II) biosorptive capacity was determined. It was concluded that carbonyl and carboxyl groups of chitin and glucan are the major sites and ion exchange via these groups is the main mechanism for Pb (II) biosorption in P. chrysosporium. Key words: Lead [Pb (II)], Heavy metal biosorption, FTIR, Biosorption sites, Phanerochaete chrysosporium. | |||