Avermektinin İki Mikrobiyal Suş Tarafından Parçalanma Performansı Üzerine Araştırma Avermektin, veteriner ilacı olarak yaygın bir şekilde kullanılan tipik bir makrolid antibiyotiktir ve hayvancılıkta önemli bir rol oynamaktadır. Hayvancılığın güçlü bir şekilde gelişmesiyle birlikte, insanların antibiyotiklere olan talebi de her geçen gün artmaktadır. Şu anda, Çin'de yıllık antibiyotik üretimi ve kullanımı yaklaşık 189000 tondur ve bunun büyük bir kısmı hayvancılıkta uygulanmaktadır. Veteriner antibiyotiklerinin kullanımı, hayvancılıkta kullanılan toplam antibiyotik miktarının yarısından fazlasını oluşturmaktadır. Çin, 2010 yılında hayvansal ilaç hammaddeleri ve kullanımı açısından Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'ni geride bırakarak dünyanın en büyük hayvansal ilaç hammaddesi kullanıcısı haline gelmiştir. Bununla birlikte, antibiyotiklerin yoğun kullanımı ciddi sonuçlara yol açabilir. Bazı veteriner antibiyotikleri organizmaya girdikten sonra emilirken, diğerleri tedavi edilen hayvanın tolerans aralığını aşar ve vücuttan atılır. Göç yoluyla antibiyotikler farklı ekosistemlere aktarılır, su ve toprakta sürekli olarak birikir ve bu da çevredeki organizmaların normal işleyişini etkileyebilir. Bu nedenle, organizmaların daha fazla zarar görmesini önlemek için mevcut ortamda kalan antibiyotiklerin etkili ve basit bir şekilde arıtılması sıcak bir araştırma konusu haline gelmiştir.

Günümüzde antibiyotiklerin arıtılması için kullanılan başlıca yöntemler arasında fiziksel adsorpsiyon, ileri oksidasyon ve mikrobiyal bozunma yer almaktadır. İnsanlar arasında çevre koruma bilincinin artması nedeniyle, mikrobiyal bozunma araştırmacılar arasında tercih edilen bir teknoloji haline gelmiştir. Şu anda, avermektini parçalayabilen rapor edilen mikroorganizmalar temel olarak Bacillus subtilis, Acinetobacter lwofi, Shigella, beyaz çürüklük mantarları vb. içermektedir. Genellikle avermektini parçalamak için metabolizma tarafından üretilen makrolid parçalayıcı enzimleri kullanırlar. Bununla birlikte, çoğu çalışma, ortogonal veya yanıt yüzeyi metodolojisi kullanılarak daha fazla analiz yapılmadan, tek faktörlü deneyler yoluyla mikroorganizmaların avermektin üzerindeki bozunma özelliklerini incelemekte ve optimum bozunma koşullarını doğru bir şekilde belirleyememektedir. Bu nedenle, bu deneyde temsili bir antibiyotik olarak avilamisin kullanılmıştır. Bacillus subtilis ve Shigella'nın farklı sıcaklık, pH, numune hacmi, suş sıvı hacmi ve ekim süresi koşulları altında avilamisin üzerindeki bozunma özelliklerini ölçmek için yüksek performanslı sıvı kromatografisi kullanılmıştır. Bozunma özelliklerini analiz etmek ve avilamisin ve diğer veteriner antibiyotiklerinin mikrobiyal bozunmasının pratik uygulaması için bir temel sağlamak amacıyla mikrobiyal suşun avilamisini bozması için en uygun koşulları elde etmek için yanıt yüzeyi metodolojisi kullanılmıştır.

 

Son yıllarda, yeşil endüstrinin kademeli olarak gelişmesiyle birlikte, çevresel kirleticilerin arıtılmasında bozunma için mikrobiyal suşların kullanımı araştırmacılar için giderek tercih edilen bir konu haline gelmiştir. Avermektinin suda çözünürlüğünün zayıf olması nedeniyle, mikrobiyal bozunma yöntemlerindeki bozunma döngüsü tetrasiklin ve β - laktam antibiyotiklerden daha uzundur ve 80%'nin üzerinde bir bozunma etkisi elde etmek genellikle 15 günden fazla sürer. Araştırmalar, yalnızca az sayıda suşun avermektini daha verimli bir şekilde bozabildiğini göstermiştir. Örneğin, Burkholderia 48 saat içinde avermektinin yaklaşık 80%'sini bozabilir ve termofilik Bacillus 72 saat içinde avermektin standardının 77.6%'lik bir bozunma oranına ulaşabilir. Bu nedenle, spesifik bakteri suşlarının incelenmesi ve taranması, mikrobiyal bozunma yöntemlerinin daha da geliştirilmesi için faydalıdır.

Bakteriler genellikle makrolid antibiyotikleri metabolize ederek inaktive edici transferazlar üretirler. Bu inaktive edici transferazlar temel olarak makrolid esterazlar, 2 '- glikozilfosforilat transferaz MPH1 ve antibiyotik moleküler yapılarının fosforilasyonunu ve glikozilasyonunu teşvik edebilen ve böylece antibiyotiklerin orijinal özelliklerini kaybetmelerine neden olan glikozilfosfotransferazlar olarak ayrılabilir. Bununla birlikte, antibiyotik tedavisi için yaygın olarak kullanılan suşların bozunma mekanizması tam olarak araştırılmamıştır ve bu da araştırmacıların bugün çözmesi gereken zor bir sorundur. Bu arada, son çalışmalarda makrolid inaktive edici enzimler üretebilen bazı suşlar da rapor edilmiştir, ancak Mycoplasma pneumoniae, Streptococcus suis, Pseudomonas aeruginosa vb. gibi daha sonra bozunma performansı testleri yapılmamıştır.
Mevcut araştırma durumuna ve mevcut sorunlara dayanarak, avermektinin bakteriyel bozunmasının gelişim yönü aşağıdaki noktalara ayrılabilir: ① Avermektinin mikrobiyal suş bozunma mekanizması üzerine daha fazla araştırma yapılması ve bozunma suşlarının taranması için bir temel sağlanması. ② Farklı mikrobiyal suşların taranması ve birleştirilmesiyle daha iyi bozunma etkileri elde edilebilir Üretim maliyetlerinin azaltılması, uygun fiyatlı kültür ortamlarının seçilmesi ve kısa üretim döngülerine sahip suşların yetiştirilmesi Çevre dostu ve ikincil kirlilik içermeyen suşların seçilmesi, çevreye ikincil kirliliği etkili bir şekilde önleyebilir.
Suş tarama deneyinde, Bacillus subtilis avermektin için 21.76%'lik yüksek bir bozunma oranı göstermiştir; Shigella'nın bozunma oranı 17.91% ile Bacillus subtilis'inkinden biraz daha düşüktür. Bu da Bacillus subtilis ve Shigella'nın avermektine karşı güçlü bir bozunma kabiliyetine sahip olduğunu göstermektedir. Bu iki bakterinin bozunma performansının daha ayrıntılı incelenmesi, optimize edilmiş koşullar altında hem Bacillus subtilis hem de Shigella'nın gerçek bozunmada iyi performans gösterdiğini ortaya koymuştur. Bununla birlikte, Bacillus subtilis ile karşılaştırıldığında, Shigella daha düşük bir optimum bozunma sıcaklığına sahiptir, bu da gerçek bozunma sırasında enerji tüketimini azaltmak için faydalıdır. Bununla birlikte, Shigella yaygın bir patojenik bakteridir ve çevrede kalıntı avermektin ile uğraşırken ikincil kirliliğe neden olabilir; Bacillus subtilis ise çevre ve insan sağlığı üzerinde önemli bir etkisi olmayan patojenik olmayan bir bakteridir. Bu nedenle, dezenfeksiyona gerek kalmadan doğrudan arıtma yapılarında kullanılabilir, bu da onu daha güvenli, daha çevre dostu ve pratik uygulamalar için uygun hale getirir.