Halofilik mikroorganizmalar, biyoteknolojide çok sayıda ilgi çeken uygulamalarda yer bulmuĢlardır. Halofilik mikroorganizmaların biyoteknolojik uygulamalarda baĢlıca kullanım alanları aĢağıda sıralanmıĢtır:
1. Bakteriorodopsin üretimi,
2. Halorodopsin üretimi,
3. Polimerik maddelerin üretimi, 4. Besin ve besin endüstrisi,
6. Biyolojik sorumlu iyileĢtiriciler olarak,
7. Petrol eldesi,
8. Çevre biyoteknolojisi
2.8.1 Bakteriorodopsin Üretimi
Çevrenin oksijen içeriği azaldığı zaman, halofilik Archaea’lar bakteriorodopsin sentezlemektedir. Bakteriorodopsin güneĢ ıĢığını elektiriğe dönüĢtürmek için kullanılabilir ve bir ATP jeneratörüdür (Oren 2002c). Bakteriorodopsin, güneĢ ıĢığından elektrik üretimi, deniz suyundan tuz giderimi, kimyasal ve biyosensörlerde kullanılması ve ultra hızda ıĢık saptanması gibi alanlarda da potansiyel olarak kullanılabileceği bildirilmiĢtir. Holobacterium salinarum’dan elde edilen bakteriorodopsin COBEL adlı bir Ġsveç firması ve MIB (Munich Innovatitive Biomaterials) adlı Alman firması tarafından ticari olarak satılmaktadır (Kushner 1985, Hough and Danson 1989, Margesin and Schinner 2001).
2.8.2 Halorodopsin Üretimi
Halorodopsin kloride iyonu için biyosensör olarak kullanılır, ıĢık yansıma pompası olarak görev yapar. Bu sistem halofilik Archaea’da kloru (Cl-) hücre içine potasyum
2.8.3 Polimerik Maddelerin Üretimi
Ekstrem halofillerden olan Haloferax mediterranei hücre dıĢı polimerik madde olan β hidroksibutirat (PHB) ve β-hidroksibutirat’ın kopolimeri olan poly-β-hidroksialkonat (PHA) içerebilirler. Poly-β-hidrosialkonat içerikleri tuzluluğa bağlı olarak kuru ağırlıklarının %19-38’e kadar olabilmektedir. Poly-β-hidroksialkonat biyolojik parçalanabilir plastiklerin üretiminde kullanılır. Böyle termoplastikler (biyolojik polyesterler) polypropilenlere benzer olarak yüksek direnç ve düĢük erime sıcaklığı gibi mükemmel özelliklere sahiptirler (Oren 2002c).
2.8.4 Besin ve Besin Endüstrisi
Besinlerde izole edilen Micrococcus varians, salçadan izole edilen Vibrio costicola gibi çok sayıda halofilik bakteriler vardır. Tat vericiler olarak bilinen ticari ürünlerde üretilmektedir. Mesela Tayland’da “nam pla” denilen fermente edilmiĢ balık sosu geleneksel olarak iki parça balık ve bir parça deniz tuzu eklenerek yapılır. KarıĢım konsantre tuzlu su ile kaplanır ve yaklaĢık bir yıl fermente olması için bırakılır.
Halobacterium ve Halococcus olarak identifiye edilmiĢ olan kırmızı halofilik Archaea,
yaklaĢık üç hafta sonra maksimum yoğunluklarına ulaĢırlar ve fermantasyon periyodu boyunca bu durumlarını sürdürürler. Halobakterial proteazlar bu süreçte muhtemelen rol oynamaktadırlar. Archaea metabolizmasınca oluĢan ürünlerin bu sosun aromasına katkı yaptığı düĢünülmektedir (Oren 2002c).
Yağsız katkı maddesi olarak gliserol dieter lipitlerin besin katkı maddesi olarak kullanılabileceği ileri sürülmüĢtür (Post and Collins 1982, Ma et al. 2010).
2.8.5 Enzim Üretimi
Archaeal enzimler, yüksek tuzda görev yaptıkları ve organik çözücülere karĢı dirençli oldukları için biyoteknolojik iĢlemlerde kullanılmaktadırlar. Tekstil ve deterjan endüstrisinde kullanılan enzimler, enzim endüstrisinin %65’ini oluĢturmaktadır. Endüstri temelli mikrobiyal enzimlerin büyük bir çoğunluğu bakteriyel proteazlardır ve deterjan katkısı olarak kullanılır. Pek çok deterjan proteaz, amilaz, lipaz ve selülaz enzimleri içerir. Bu enzimler düĢük sıcaklıkta enerji tasarrufu sağlarlar. Lipazlar çamaĢır ve bulaĢık deterjanlarında katı ve sıvı yağları temizleme kapasitesinden dolayı geniĢ kullanım alanına sahiptir (Oren 2002c). Ektoin’ler Halomonas elongata tarafından üretilen bir maddedir ve enzim düzenleyici olarak kullanılır. Ayrıca enzimin raf ömrünü ve enzim hazırlama iĢlemini arttırır ve nemlendirme özelliğini arttırmak için cilt kremlerinde kullanılır (Oren 2002c, Ma et al. 2010).
Ġlaç ve kozmetiklerin yapısında kullanılan lipozomlar’ın yapımında halofilik Archaea esterazlara karĢı yüksek bir kimyasal stabiliteye sahip olan eter bağlı lipitleri kullanılmaktadır. Amilaz, amiloglukozidaz, proteaz ve lipaz gibi yüksek tuzlulukta iĢlevsel olan ekzoenzimleri, yüksek tuz konsantrasyonunda makromoleküllerin yıkımı ile ilgili biyoteknolojik proseslerde kullanılabilirler (Chaga et al. 1993, Ventosa and Nieto 1995, Margesin and Schinner 2001).
2.8.6 Biyolojik Sorumlu ĠyileĢtiriciler Olarak
Halobacterium salinarium 84 kDa proteini üretir. Bu protein kanser hastalarında
üretilen C-myconcogene karĢı üretilen antibadileri keĢfetmek için kullanılır. Bu genetik mühendisliğinde E.coli içinde üretilen insan myc (transkripsiyon faktörü) proteininden daha pozitif sonuçlar vermektedir (Oren 2002c).
Halosinlerin, tuzlanmıĢ yiyeceklerin veya derilerin tabaklanması esnasında meydana gelebilen bakteriyel bozunumun kontrolü amacıyla kullanılabilecekleri ve bunlardan HalH7 halosininin halobakterilerdeki gibi memelilerde de benzer etkiye sahip olduğu belirtilmiĢtir (Litchfield 2002).
2.8.7 Petrol Eldesi
Haloferax mediterranei akuatik sistemlerin jeolojik özelliklerini değiĢtirmek üzere
kullanılan hücre dıĢı bir polisakkarit üretir. Bu salgı kalınlaĢtırıcı ve jel maddesi olarak viskoziteyi stabilize eder. Bu polisakkarit pH, sıcaklık ve yüksek tuz konsantrasyonuna karĢı dirençlidir. Bu nedenle petrol kuyularından petrol çıkarma iĢlemini iyileĢtirmek için kullanılabilir (Oren 2002c).
2.8.8 Çevre Biyoteknolojisi
Alkali yapıdaki endüstriyel sulardan veya tuzlu sulardan biyolojik fosfatın uzaklaĢtırılması için halofilik bakterilerin kullanılması mümkündür. Biyolojik fosfatı uzaklaĢtırılması için mikroorganizmaların kullanılması önerilmektedir Halomonas sp.’nin tuzlu fenolik atık suların temizlenmesinde kullanılabileceği gösterilmiĢtir (Garcia et al. 2005)
Ġnsektisit, lindan, DDT (p-p-Dikloro difenil trikloroetan) veya triklorofenoller gibi halojenli organik bileĢiklerin yüksek konsantrasyonlarında üreyebilen halofilik Archaea üyelerinin patentli proseslerde de kullanıldığı belirtilmiĢtir (Margesin and Schinner 2001).
Aromatik bileĢiklerle kontamine olmuĢ tuzcul çevrelerde, halofilik bakterilerin katabolik rolünü Garcia vd. (2005) araĢtırmıĢlardır (Garcia et al. 2005). Hipersalin Oklahoma büyük tuz düzlüklerinde benzen ve toluenin aerobik parçalanırlılığı test edilmiĢ ve halofilik mikroorganizmaların parçalamadaki rolü gösterilmiĢtir (Nicholson and Fathepure 2004). Lefebvre vd. (2005), deri iĢleme atık suyunun biyolojik olarak temizlenmesi için halofilik mikroorganizmaları önermiĢlerdir (Lefebre et al. 2005). Tapilatu vd. (2010), kontamine olmamıĢ tuzlu göllerden hidrokarbon (n-alkan) parçalayabilen aĢırı halofilik Archaea üyelerini izole ederek hidrokarbonları parçalayabildikleri göstermiĢlerdir (Tapilatu et al. 2010). Arulazhagan ve Vasudevan (2011), deniz suyundan izole etmiĢ oldukları halotolerant bakteri izolatı olan
Ochrobactrum sp.VA1’in tuzlu koĢullar altında antrasen ve piren parçalayabilme
yeteneğinin olduğunu belirlemiĢlerdir (Arulazhagan and Vasudevan 2011). Chang vd. (2011), petrol ile kontamine olmuĢ bölgelerden aldıkları sediment ve toprak örneklerinden izole ettikleri izolatların PAH biyoremediasyonu için potansiyel olarak kullanılabileceğini belirlemiĢlerdir (Chang et al. 2011).