Mikroalglerin antioksidant enzim aktivitelerinde meydana gelen

Farklı ortamlarda (N, S, P, ve Mg elementlerinin hiç olmadığı, N ve Zn elementlerinin 5x konsantrasyonda bulundukları) inkübe edilen mikroalglerin

108

antioksidant enzim aktivitelerinde farklı sonuçlar elde edilmiştir. Antioksidant enzimlerden SOD, iki süperoksit molekülünü hidrojen peroksit ve oksijene indirgemekte ve hidrojen peroksit molekülü de çoğunlukla CAT enzimi tarafından etkili bir şekilde suya dönüştürülmektedir. Dolayısıyla mikroalglerde element açlığına ve fazlalığına cevapta meydana gelen oksidatif stresin düzeyinin belirlenmesinde H2O2 miktarındaki değişimin yanında antioksidant enzim aktivitelerindeki değişim de önemli yer tutar.

3.9.1. Süperoksit Dismutaz (SOD; EC 1.15.1.1) aktivitesinde meydana gelen değişimler

Süperoksit Dismutaz enzim aktivitesi element açlığına cevapta inkübasyonun ilk gününde önemli artışlar sergilemiştir. Ancak inkübasyon süresi ile birlikte aktivitede zayıflama başlamış, 10 günlük inkübasyon periyodunun sonunda element açlığına cevapta mikroalglerde ölçülen SOD aktiviteleri kontrol ile kıyaslandığında ya düşük (N ve S açlıkları) çıkmış veya önemli bir farklılık belirlenmemiştir (P ve Mg açlıkları). N ve S açlığı uygulanmış mikroalglerde SOD aktivitesi kontrole oranla istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük bulunmuştur (Şekil 3.30). Azot ve S açlığına cevapta inkübasyonun ilk günü SOD aktivitesi sırasıyla %34.8 ve %42 oranlarında artmış olmasına rağmen aktivite, ilerleyen günlerde düşmüş ve inkübasyonun son günü SOD aktivitesinin bu gruplarda kontrole kıyasla %58.2 ve

%10.3 oranında azaldığı belirlenmiştir (Şekil 3.30). Son olarak ortam N ve Zn bolluğuna cevapta aktivite düzeyinde önemli artışlar gözlemlenmiştir. İnkübasyonun ilk gününde N bolluğuna cevapta önemli bir değişme belirlenmezken ilerleyen günlerdeki lineer artış inkübasyonun sonuna kadar sürmüş ve inkübasyonun sonunda

% 46 oranında bir artış kaydedilmiştir. Zn bolluğuna cevapta ise inkübasyonun ilk gününde SOD aktivitesinde çok önemli düzeyde bir artış belirlenmiş (%83.4) ancak ilerleyen günlerde aktivite ilk güne oranla zayıflasa da on günlük inkübasyon periyodunun sonunda kontrol grubuna kıyasla %32.3 oranında bir artış kaydedilmiştir (Şekil 3.30).

109

Şekil 3.30. Süperoksit Dismutaz enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

3.9.2. Katalaz (CAT; EC 1.11.1.6) aktivitesinde meydana gelen değişimler

Yapılan ölçümlerde N açlığına bırakılan hücrelerde H2O2 miktarı artmış olmasına rağmen CAT enzim aktivitesi de ilk günden itibaren önemli oranda düşmüştür. Azot açlığına cevapta CAT aktivitesi inkübasyonun ilk gününde kontrole kıyasla % 40.8 oranında azalmış, aktivitedeki azalma lineer olarak devam etmiş ve 10 günlük inkübasyon sonrasında aktivitedeki azalma %84.2 olarak hesaplanmıştır (Şekil 3.31).

Kükürt açlığına bırakılmış olan mikroalglerde CAT aktivitesi önemli bir değişim sergilememiştir. Diğer taraftan P açlığına bırakılan mikroalglerde ilk günlerdeki değişim önemli bulunmamış olsa da takip eden günlerde aktivitede keskin düşüşler gözlemlenmiş bu düşüşler istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Yine Mg açlığında ilk günlerde CAT enzim aktivitesi önemli bir değişiklik göstermemiş olsa da 5. günden itibaren dikkate değer azalmalar belirlenmiştir. Katalaz enzimi H2O2’in temizlenmesinde en önemli enzimdir. Bu enzimin aktivitesinde istatistiksel olarak önemli bulunmasa da S, P ve Mg açlığında bazı durumlarda önce artış, sonra önemli

110

oranda azalma görülmesi, N açlığında da ilk günden itibaren önemli bir düşüşün gözlemlenmesi durumu mikroalglerin bu ortamlarda ilk günlerde antioksidan enzim sistemlerini aktive ederek başa çıkmaya çalıştıklarını, ancak ilerleyen günlerde hayati faaliyetlerini yavaşlattıklarını göstermektedir.Nitekim ortamda 5 kat fazla konsantrasyonda N bulunduğunda CAT aktivitesi ilk günün sonunda önemli bir değişim sergilememiş olsa da ilerleyen sürelerde aktivitede lineer bir artış gözlemlenmiş, 10 günlük inkübasyon periyodunun sonunda CAT aktivitesindeki artış kontrole kıyasla %87 olarak ölçülmüştür. Yine Zn fazlalığına cevapta ilk günde önemli bir değişim belirlenmezken CAT aktivitesi ilerleyen günlerde önemli oranda artmış, ancak inkübasyonun sonuna yaklaştığında aktivitedeki değişim aşağı yönde eğilim göstermiştir. Buna rağmen inkübasyonun 10. gününde CAT aktivitesinde kontrol grubuna kıyasla %84.6 oranında artış kaydedilmiştir (Şekil 3.31).

Şekil 3.31. Katalaz enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

111

3.9.3. Askorbat Peroksidaz (AP; EC 1.11.1.11) enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

AP enzim aktivitesi N açlığına bırakılmış gruplarda ilk günden itibaren önemli oranda artmıştır. İnkübasyonun ilk gününde yaklaşık olarak %36 oranında meydana gelen artış inkübasyonun son gününde %38.5 olarak kaydedilmiştir (Şekil 3.32).

Kükürt açlığına cevapta AP aktivitesi ilk günde önemli oranda düşmüş (%37.2), diğer günlerde de yine değerlerin kontrole kıyasla düşük olduğu belirlenmiştir (inkübasyonun on gününde %22). Magnezyum açlığında enzim aktivitesi ilk günlerde önemli bir değişim gözlemlenmezken ilerleyen günlerde artmış ve inkübasyonun son gününde aktivitedeki artış istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur.

Diğer taraftan P açlığında AP aktivitesi önemli bir değişim sergilememiştir. İlginç bir şekilde mikroalglerde ölçülen AP aktivitesi N bolluğunda ilk günden itibaren kontrole kıyasla azalmıştır. Bu grup mikroalglerin AP aktivitesinde inkübasyonun ilk gününde %17.2 oranında belirlenen azalmanın ilerleyen günlerde de sürdüğü ve aktivitedeki düşüşün inkübasyonun son gününde kontrol ile kıyaslandığında %60 oranında olduğu belirlenmiştir. Oysa bu grup mikroalglerde CAT aktivitesi yine ilk günden itibaren önemli oranda artış göstermiştir. Bu sonuç tartışma kısmında detaylı bir şekilde irdelenmiştir. Son olarak Zn bolluğunda AP aktivitesi ilk günde çok önemli oranda artmış (%95.2), ancak ilerleyen günlerde aktivitedeki artışta lineer bir azalma kaydedilmiştir.

112

Şekil 3.32. Askorbat Peroksidaz enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

3.9.4. Glutatyon Redüktaz (GR; EC 1.6.4.2) enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

Glutatyon Redüktaz enzim aktivitesi N açlığı veya bolluğuna cevapta önemli bir değişim sergilememiştir. Bununla birlikte aktivite, S açlığına bırakılmış mikroalgler ile Zn bolluğunda inkübasyona alınan mikroalg gruplarında ilk günden itibaren önemli oranda azalmıştır. Diğer taraftan Mg ve P açlığına bırakılmış olan mikroalglerde ilk günlerde GR aktivitesinde kontrole kıyasla önemli bir değişim kaydedilmemiş olmasına rağmen inkübasyonun son günlerinde aktivite P açlığında düşerken Mg açlığında istatistiksel olarak anlamlı artışlar kaydedilmiştir.

113

Şekil 3.33. Glutatyon Redüktaz enzim aktivitesinde meydana gelen değişimler

Genel olarak değerlendirildiğinde, CAT ve AP her ikisi de H2O2 moleküllerini elimine etmeye çalışırlar ancak CAT enziminin H2O2 moleküllerine olan afinitesi daha düşüktür (Miller ve Cramer, 2005). N açlığına bırakılmış hücrelerde H2O2

konsantrasyonunun ve AP aktivitesinin yüksek, ancak CAT aktivitesinin düşük olması, oksidatif stresin ileri boyutta olduğunu göstermektedir.

3.10. Mikroalglerin toplam antioksidant kapasitelerinde (Oksijen radikali