Metaproteomics is the analysis of total proteins from direct environmental samples,without preparing organism culture. In recent years, peptides have begun to be used inaddition to antibiotics in combating diseases. The search for new sources has increaseddue to the fact that the production of synthetic peptides with the help of bioinformaticsdata, as well as the tendency towards natural products, is too much. In this thesis, spasused for balneotherapy due to mineral its content for centuries are considered asbioactive polypeptide source. In this context, it is aimed to determine the activesubstances in the polypeptide structure of Resadiye and Sulusaray spas which areknown as therapeutic properties for rheumatismal, orthopedic and dermatologicaldiseases in our region.Proteins extracted using vacuum filtration and evaporator were separated into two partas Resadiye Evaporator (RE) and Resadiye Filter (RF) according to extraction methodand Resadiye Evaporator method has been found to be more efficient. After the activitiesof the antimicrobial and enzymatic (amylase, lipase, protease, catalase, and oxidase)activities of the extracted crude peptide/protein samples were determined, crude proteinextracts from Reşadiye and Sulusaray coaters were fractionated using a C8 column withreversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC). The masses offractions that cytotoxic against human melanoma cell lines SK-MEL30/An1(Skin Melanoma) were determined by MALDI-TOF/TOF. The isolated total DNA oforganisms living in the spa was analyzed by next-generation sequence analysis methodsand prokaryotic and eukaryotic types were determined in the environment where thesamples are taken. The obtained data were evaluated by MASCOT program using massspectroscopy data to analyze proteins from the peptide sequence databases. Thus, thesequence of the protein and the source of the detected polypeptides were determined tobe bioactive.The concentration of RE crude peptide/protein extracted from the reconstituted flaskwas found to be 32 μg/mL by Bradford method and 10 μg/mL of RF crudepeptide/protein samples. When the enzymatic activities of both extracts were compared, it was observed that RE samples had higher activity. In this context, 79,756 ± 0.053U/mL and 60,731 ± 0.0318 U/mL protease of RE and RF samples, respectively; 0.567 ±0.0305 U/mL and 0.0333 ± 0.019 U/mL lipase; 1,543 ± 0.016 U/mL and 0,448 ± 0,006U/mL amylase activity. Catalase and oxidase activities were observed to be positive forthe peptides/proteins obtained by both extraction methods. As a result of theantimicrobial activity experiments against various grams (+) and grams (-) bacteria, REcrude peptide/protein samples were observed to be effective against E. coli.The protein/polypeptides in the polypeptide mixtures were purified by RP-HPLC, andthe activity of individual fractions against SK-MEL 30/An1 cells was investigated.Three major fractions of RE and RF peptide/protein samples and thirteen majorfractions from Sulusaray (SP) protein/peptide samples were obtained. The SK Mel 30An1 cells were treated with all Sulusaray and Reşadiye peptide/protein fractions, onlythe SK-Mel 30/An1 cells of the SP9 fraction were found to disrupt membrane integrityand exhibit toxic effects (Figure 4.11.e) and IC50 values of 0.0061 ± 0.0003 μg/mL. Thepossible polypeptide composition in the SP9 fraction was determined by MALDI-TOFanalysis and the database was matched with the MASCOT program. The matchingsequences in the MASCOT program, the new generation sequencing organisms and theorganism-derived proteins in the ecosystem have been taken into account. According tothe sequence analysis, it was determined that the Reşadiye sp. Contains bacteria ofProteobacteria and Firmicutes and eukaryotes of Ascomycota and Artropoda familyrespectively. As a result, in MALDI-TOF/MS analysis of the SP9 fraction observed tobe cytotoxic to melanoma SK-MEL cells, no known profile of the immonium ionmasses of the amino acids was observed. Therefore, no peptide sequence could bedetected with the MS/MS mass fingerprint of the cytotoxic SP9 fraction.

Metaproteomiks, herhangi bir organizma kültürü yapmadan, doğrudan çevreselörneklerin toplam proteinlerinin analizidir. Son yıllarda hastalıklar ile mücadeledeantibiyotiklere ilave olarak, peptitler kullanılmaya başlanmıştır. Bunun içinbiyoinformatik veriler yardımı ile sentetik peptitlerin üretiminin yanı sıra, doğalürünlere yönelimin fazla olması nedeniyle yeni kaynak arayışları artmıştır. Bu tezçalışmasında, yüzyıllardır içeriğindeki mineraller nedeni ile balneoterapi için kullanılankaplıcalar, biyoaktif polipeptit kaynağı olarak düşünülmüştür. Bu bağlamda, bölgemizdebulunan, romatizmal, ortopedik ve dermatolojik hastalıkları tedavi edici özelliğe sahipolduğu ifade edilen Reşadiye ve Sulusaray kaplıcalarının polipeptit yapıdaki aktifmaddelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Vakum filtrasyon ve evaporatör kullanılarak ekstrakte edilen proteinler, ekstraksiyonyöntemine göre Reşadiye Evaporator (RE) ve Reşadiye Filtre (RF) olarak ikiye ayrılmışve Reşadiye Evaporatör yönteminin daha verimli olduğu tespit edilmiştir. Ekstrakteedilen ham peptid/protein örneklerinin antimikrobiyal ve enzimatik (amilaz, lipaz,proteaz, katalaz ve oksidaz) aktiviteleri belirlendikten sonra Reşadiye ve Sulusaraykaplıcalarına ait ham protein ekstraktları, ters fazlı, yüksek performanslı sıvıkromatografisi (Reversed-phase high-performance liquid chromatography; RP-HPLC)ile C8 kolon kullanılarak fraksiyonlarına ayrılmıştır. İnsan Derisi Malign melanomahücre hatlarından SK-MEL 30/An1 (SKin MELanoma)'e karşı sitotoksik özellikgösteren fraksiyonların kütleleri, MALDI-TOF/TOF ile tayin edilmiştir. Kaplıcadayaşayan organizmalara ait izole edilen toplam DNA, yeni nesil dizi analizi yöntemleriile analiz edilmiş ve örneklerin alındığı ortamda bulunan prokaryotik ve ökaryotikçeşitlilik belirlenmiştir. Elde edilen veriler, peptit dizisi veri bankalarından proteinlerianaliz etmek için kütle spektroskopisi verilerini kullanan MASCOT programı iledeğerlendirilmiştir. Böylece biyoaktif olduğu tespit edilen polipeptitlerin proteinin dizisive kaynağı belirlenmiştir.Reşadiye kaplıcasından ekstrakte edilen RE ham peptid/protein örneklerininkonsantrasyonu Bradford yöntemi ile 32 μg/mL, RF ham peptid/protein örneklerininkonsantrasyonu 10 μg/mL olarak bulunmuştur. Her iki ekstraktın enzimatik aktivitelerikarşılaştırıldığında da RE örneklerinin daha yüksek aktiviteye sahip olduğugözlenmiştir. Bu bağlamda RE ve RF örneklerinin sırasıyla 79,756 ±0,0593 U/mL ve60,731 ±0,0318 U/mL proteaz; 0,567 ±0,0305 U/mL ve0,0333 ±0,019 U/mL lipaz;1,543 ±0,016 U/mL ve0,448 ±0,006 U/mL amilaz aktivitelerine sahip olduklarıbelirlenmiştir. Katalaz ve oksidaz aktivitelerinin RE ham peptid/protein örnekleri içinpozitif olduğu gözlemlenmiştir. Çeşitli gram (+) ve gram (-) bakterilere karşı yapılanantimikrobiyal aktivite denemeleri sonucunda RE ham peptid/protein örneklerininE.coli'ye karşı etkili oldukları gözlenmiştir.Polipeptid karışımlarındaki protein/polipeptitler RP-HPLC ile saflaştırılmış, tek tekfraksiyonların SK-MEL30-An1 hücrelerine karşı aktivitesi araştırılmıştır. RE ve RFpeptid/protein örneklerinden üçer ana fraksiyon, Sulusaray (SP) protein/peptidörneklerinden ise onüç ana fraksiyon elde edilmiştir. SK-MEL 30/An1 hücreleri tümSulusaray ve Reşadiye peptid/protein fraksiyonları ile muamele edilmiş, sadece SP9fraksiyonun SK-MEL 30/An1 hücrelerinin membran bütünlüğünü bozduğu ve toksiketki gösterdiği gözlemlenmiş (Şekil 4.11.e), IC50 değerinin ise 0,0061 ± 0,0003 μg/mLolduğu bulunmuştur. SP9 fraksiyonundaki muhtemel polipeptit kompozisyonu,MALDI-TOF analizi ile belirlenmiş, MASCOT programı ile veri tabanı eşleştirilmiştir.MASCOT programında eşleşen diziler ile, yeni nesil dizileme sonucu elde edilenorganizmalar çakıştırılmış ve ekosistemde mevcut olan organizmalara ait proteinlerdikkate alınmıştır. Dizi analizine göre Reşadiye kaplıcasının sırasıyla Proteobacteria veFirmicutes sınıflarındaki bakterileri ve Ascomycota ve Artropoda familyasındakiökaryotları içerdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak melanom SK-MEL hücrelerine karşısitotoksik olduğu gözlemlenen SP9 fraksiyonunun MALDI-TOF/MS analizindeaminoasitlere ait immonium iyon kütlelerinin bilinen bir profili gözlenmemiştir. Bunedenle, sitotoksik SP9 fraksiyonunun MS/MS kütle parmak izine göre herhangi birpeptid dizilimi tespit edilememiştir.