Deinoxanthin is a unique carotenoid isolated from radiation-resistant bacteria, Deinococcus radiodurans. The high resistance of the bacteria to UV-C radiation is thought to be due to the protective effect of deinoxanthin present in the cell wall. While this pigment has antioxidant properties that protects against reactive oxygen species in living organisms, it exhibits pro-apoptotic properties that induce the production of reactive oxygen species under certain conditions, creating oxidative stress. Because of these properties, deinoxanthin has been used in many cancer studies and its antiproliferative effect on cancer cells has been observed.Within the scope of this thesis, deinoxanthin in the bacterial cell wall was first purified using Sephadex LH-20 and silica gel columns followed by RP-HPLC and preparative HPLC. The purified deinoxanthin was verified by NMR and Q-LC/MS. In order to produce the maximum amount of deinoxanthin, production optimization studies were performed by testing the medium content (carbon source, nitrogen source, iron, manganese) and fermentation conditions (UV-C intensity, incubator mixing speed and temperature). The amount of deinoxanthin, which is known to dissolve 100 % in acetonitrile and give absorbance at 470 nm wavelength, was calculated at the end of each experiment according to the area of the peak formed at 470 nm by RP-HPLC. Thus, optimization was completed by selecting the maximum deinoxanthin produced condition after each experiment.Optimum medium content for maximum deinoxanthin yield was determined as glucose (1.25 g/l), tryptone (2.5 g/l), yeast extract (5 g/l), manganese (2.5 µM) and ratio of Y:T 1:1. Also, optimum fermentation conditions were determined as 175 rpm, 28 oC and UV-C application time after 24 hours incubation was determined as 24 hours. After 48 hours of fermentation under modified culture conditions, deinoxanthin yield was determined as 86.4 μg/mg extract. Deinoxanthin yield increased by 11.5 times compared to initial conditions.October, 2019 SEDA KILINÇ.

Deinoksantin, radyasyona dirençli bakteri olan Deinococcus radiodurans'dan izole edilen bir karotenoiddir. Bakterinin UV-C radyasyonuna karşı yüksek direnci hücre çeperinde bulunan deinoksantinin koruyucu etkisinden olduğu düşünülmektedir. Bu pigment canlılarda reaktif oksijen türlerine karşı koruyucu etki gösteren antioksidan özelliğe sahipken belirli koşullar altında reaktif oksijen türlerinin üretimini indükleyerek oksidatif stres oluşturan pro-apoptotik özellik göstermektedir. Bu özellikleri nedeniyle deinoksantin birçok kanser çalışmalarında kullanılmıştır ve kanser hücreleri üzerinde antiproliferatif etkisi gözlemlenmiştir. Tez kapsamında bakteri hücre duvarında bulunan deinoksantin ilk olarak Sefadex LH-20 ve silika jel kolonları ardından RP-HPLC ve Preparatif HPLC kullanılarak saflaştırılmıştır. Saflaştırılan deinoksantin NMR ve Q-LC/MS ile doğrulanmıştır. Deinokasantinin maksimum miktarda üretilebilmesi için sırasıyla D. radiodurans' ın besiyeri içeriği (karbon kaynağı, azot kaynağı, demir, manganez) ve fermentasyon koşulları (UV-C şiddeti, inkübatör karıştırma hızı ve sıcaklığı) denenerek üretim optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. % 100 asetonitril içinde çözüldüğü ve 470 nm dalga boyunda absorbans verdiği bilinen deinoksantinin miktarı her deney sonunda RP-HPLC de 470 nm' de pik veren alana göre hesaplanmıştır. Böylelikle her bir deney sonrasında maksimum deinoksantin üretilen koşul seçilerek optimizasyon tamamlanmıştır. Maksimum deinoksantin verimi için optimum besi yeri içeriği; glukoz (1.25 g/l), tripton (2.5 g/l), maya özütü (5 g/l), manganez (2.5 μM) ve Y:T oranı 1:1 olarak belirlenmiştir. Optimum fermentasyon koşulları ise 175 rpm, 28 oC olarak ve 24 saatlik inkübasyondan sonra UV-C uygulama süresi 24 saat olarak belirlenmiştir. Modifiye kültür şartları altında 48 saatlik fermantasyonun ardından deinoksantin verimi 86.4 μg/mg ekstrakt olarak belirlenmiştir. Başlangıç şartları ile karşılaştırıldığında bu tez çalışması ile deinoksantin verimi yaklaşık 11.5 kat artış göstermiştir. Ekim, 2019 SEDA KILINÇ.