E. coli’de porin proteinlerinin biyofilm oluşumunda rollerinin araştırılması

Abstract

Biyofilm, çevresel stres koşullarına karşı mikroorganizmaların oluşturduğu yaşam formlarıdır ve mikroorganizmalar için büyük bir avantajdır. Bu çalışmada Escherichia coli’nin biyofilm oluşumunda dış membranında bulunan porin proteinlerinin (OmpA, OmpC, OmpF, OmpG, OmpT, LamB ve PhoE) rolleri araştırılmıştır. Ayrıca bu rolde çevresel faktörlerden pH (5.5, 6.0, 6.5, 7, 7.5 ve 8) ve bazı metallerin (Bakır, Nikel, Çinko) varlığının biyofilm oluşumuna etkisi de incelenmiştir. Elde edilen verilere göre, yabani tip E. coli’de görülmemesine rağmen ompA, ompC ve lamB mutant E. coli’nin farklı pH değerlerinde biyofilm oluşturduğu gözlemlenmiştir. pH 5.5, 6.0, 7, 7.5 ve 8 ortamlarında katı-sıvı ara fazında ompC mutant E. coli suşu biyofilm oluşturmaktadır. ompA mutant E. coli suşu ise hava-sıvı ve katı-sıvı ara fazlarında pH 6.5, 7, 7.5 ve 8 ortamlarında orta seviyede biyofilm oluşturmaktadır. lamB mutant E. coli suşu sadece pH 7 ve 7.5 ortamlarında katı-sıvı ara fazında biyofilm oluşturduğu tespit edilmiştir. Yabani tip E. coli W3110 ve ompF, ompG, ompT ve phoE porin mutantlarında farklı pH ortamlarında biyofilm oluşumu tespit edilmemiştir. Farklı metallerin varlığında yapılan biyofilm denemelerinde ise bakır, nikel varlığında cam tüpte ompA ve lamB mutant E. coli suşlarında biyofilm oluşumu metalsiz ortam denemeleriyle aynıdır. Bu yüzden bakır ve nikel varlığının biyofilm oluşumunda rollünün olmadığı tespit edilmiştir. Fakat ompC mutant E. coli suşunda bakır ve nikel varlığında daha kuvvetli biyofilm oluşumu tespit edilmiştir. Çalışmada kullanılan bir başka metal olan çinko varlığında ompA, ompC ve lamB mutant E. coli suşlarında ise ilginç bir sonuç alınmıştır. Çinko olmadığı zaman bu mutant suşlarda biyofilm oluşumu görülürken, çinkonun varlığında biyofilm oluşmadığı tespit edilmiştir. Yabani tip E. coli W3110, ompF, ompG, ompT ve phoE mutant suşlarında çalışılan tüm metallerde biyofilm tespit edilmemiştir. Dolayısıyla ompA, ompC ve lamB genlerinin yokluğu biyofilm oluşturma mekanizmasını tetiklediği tespit edilmiştir.Biofilms are the life forms of microorganisms against environmental stress conditions and are a great advantage for microorganisms. In this study, the roles of porin proteins (OmpA, OmpC, OmpF, OmpG, OmpT, LamB and PhoE) in the outer membrane of Escherichia coli were investigated. In addition, the presence of pH (5.5, 6.0, 6.5, 7, 7.5 and 8) and some metals (Copper, Nickel, Zinc) on relationship between the formation of biofilm and porin genetic regulation were investigated. According to the data obtained, it was observed that ompA, ompC and lamB mutant E. coli formed biofilm at different pH values although they were not seen in wild type E. coli W3110. In the case of pH 5.5, 6.0, 7, 7.5 and 8 the ompC mutant E. coli strain in the solid-liquid intermediate phase forms the biofilm. The ompA mutant E. coli strain forms mid-level biofilm in the air-liquid and solid-liquid intermediate phases of 6.5, 7, 7.5 and 8 environments. The lamB mutant E. coli strain was found to form biofilm in the solid-liquid intermediate phase only in pH 7 and 7.5 media. No biofilm formation was detected in E. coli W3110 and ompF, ompG, ompT and phoE porin mutants. Biofilm tests in the presence of different metals, in the presence of copper, nickel, the biofilm formation in the glass tube by the ompA and lamB mutant E. coli strains is the same as that of metal-free media. Therefore, it was found that there was no role in the formation of biofilm in the presence of copper and nickel. But in the ompC mutant E. coli strain, stronger biofilm formation was detected in the presence of copper and nickel. An interesting result was obtained in the ompA, ompC and lamB mutant E. coli strains in the presence of zinc, another metal used in the study. While biofilm formation was observed in these mutant strains when there was no zinc, but biofilm did not occur in the presence of zinc. Biofilm was not detected in all metals studied in wild type E. coli W3110, ompF, ompG, ompT and phoE mutant strains. The absence of the ompA, ompC and lamB genes thus produced a result that triggered the biofilm formation mechanism.