Nikel ve kobaltı tolere eden bakterilerin izolasyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Günümüzde ağır metal içeren endüstriyel atıkların gelişi güzel ve kontrolsüz olarak çevreye salınımı önemli bir çevre sorunu haline gelmiştir. Ağır metaller endüstriyel atık sularda bulunan önemli toksik maddelerdir. Bu çalışmada, Kırıkkale il sınırları içerisinden geçen Kızılırmak'tan kobalt ve nikel ağır metallerini tolere eden bakteriler izole edilerek tanımlanmıştır. Kobalt için minimal inhibitör konsantrasyonu 750 mg/L olan bir suş izole edilmiş ve biyokimyasal testler kullanılarak Staphylococcus warneri olarak tanımlanmıştır. S. warneri suşunun kadmiyum, alüminyum, lityum, baryum, manganez, kurşun, gümüş, kalay ve nikel gibi ağır metallere karşı çoklu dirence sahip olduğu gösterilmiştir. DNA analiz çalışmaları sonucunda kobalt dirençlilik genlerinin S. warneri suşunda kromozom DNA üzerinde olduğu belirlenmiştir. Ayrıca bu suşta total protein analizi çalışmaları yapılarak kobalt dirençliliğinde etkili olan proteinler belirlenmiştir. Diğer taraftan nikel için minimal inhibitör konsantrasyonu 395 mg/L olan başka bir suş daha izole edilmiş, yapılan biyokimyasal testler sonucu bu suş Comamonas testosteroni olarak tanımlanmıştır. Çoklu metal ve antibiyotik dirençliliği deneyleri sonucunda C. testosteroni suşunun alüminyum, lityum, baryum, gümüş, kalay ve stronsiyum gibi ağır metallere ve penicillin, ampicilin, sulbactam, oxacillin, vancomycin ve gentamicin gibi antibiyotiklere karşı dirençli olduğu gösterilmiştir. Plazmit DNA analizi ve eliminasyonu çalışmaları sonucunda C. testosteroni suşunun nikel direnç genlerinin plazmit DNA üzerinde olduğu tespit edilmiştir. C. testosteroni için yapılan total ve dış membran protein analizleri sonucunda özellikle dış membran proteinlerinin nikel dirençliliğinde etkin olduğu gösterilmiştir.

Today indiscriminate and uncontrolled discharge of metal-contaminated industrial effluent in the environment has become an issue of major concern. Heavy metals are the major toxicants found in industrial waste water. In this study, cobalt and nickel-tolerant bacteria were isolated from various locations of Kızılırmak along the city Kırıkkale, Turkey. Cobalt-tolerant isolate with a minimal inhibitory concentration of 750 mg/L was isolated and identified as Staphylococcus warneri. Identification of the isoletes was carried out by using biochemical test. The isolate was shown to be resistant to other heavy metals like cadmium, aluminum, lithium, barium, manganese, lead, silver, tin and nickel. Plasmid DNA analyses results revealed that the cobalt resistance ability of S. warneri was chromosome-encoded. Total protein isolation results descriptively showed the importance of these protein in cobalt resistance. Nickel tolerant isolate with a minimal inhibitory concentration of 395 mg/L was isolated and identified as Comamonas testosteroni. Identification of the isoletes was carried out using biochemical tests. The nickel-tolerant C. testosteroni was shown to be resistant to other heavy metals like aluminum, lithium, barium, silver, tin and strontium and resistance to the antibiotics like penicillin, ampicilin, sulbactam, oxacillin, vancomycin and gentamicin. Plasmid profile analysis and curing experiments showed that the nickel resistance ability of C. testosteroni was plasmid- encoded. Total protein and outher membrane protein profiles revealed that only outher membrane proteins were functional in nickel tolerance of C. testosteroni.