Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 130-157.

The present study aimed to select Arthrospira platensis and Nostoc muscorum as cyanobacteria species for studying the effect of some abiotic stress conditions such as physical factors (different light intensities, absence, or presence of aeration) and chemical factors (different MgSO4 concentrations) on polysaccharide production (intracellular and extracellular released). The growth rate of both investigated species was determined by optical density and dry cell weight, and polysaccharides were extracted by different methods (sodium hydroxide, ethanol, and hot water). The ability of the different algal extracts as anticoagulants and antibacterials by using G+ and G- bacteria was evaluated. determine the protein content of treated alga by SDS-PAGE and the sulfate content in both cyanobacteria species, as well as the various algal extracts' capacity for antioxidant protection using DPPH and ABTS, anticancer activity against various cancer cell lines, and antiviral activities (against SARS-Cov-2). Silver nanoparticles were biosynthesized by polysaccharide extracts, and their characteristics were determined by spectrophotometric absorption, zeta potential, and TEM. The obtained results revealed that a positive correlation was observed between light intensity and MgSO4 concentration as well as aeration concerning algal growth and polysaccharide production. Highly efficient polysaccharide extraction was recorded with ethanol, more than the other two methods. Intracellular polysaccharides of A. platensis exhibited higher antibacterial activity than those of N. muscorum against both tested bacterial strains. Both intracellular and extracellularly produced polysaccharides in the investigated cyanobacterial species exhibited anticoagulant activity after a longer time (> 30 min.) except those produced under low light intensity and low MgSO4 concentration, FTIR spectroscopic analysis revealed the presence of different chemically active groups in the stressed cyanobacteria species, which was related to the stress condition and type of polysaccharide extraction method. N. muscorum extracts exhibited higher antioxidant scavenging activity (by DPPH and ABTs) than those of A. platensis. Low light intensity, higher MgSO4 concentration, and aeration were the most favorable stress conditions for polysaccharide production, which exhibited pronounced anticancer efficiency against most of the investigated cell lines (MCF-7, HepG2, and HCT-116). Antiviral activity against SARS-CoV-2 activity at safe concentrations with high selectivity indices (SI=CC50/IC50). Maximum absorption of the spherical Ag nanoparticles was 285 and 422nm for Nostoc and Arthrospira polysaccharides, respectively. The antioxidant activity of the AgNPs biosynthesized by A. platensis polysaccharides was higher than that of the native polysaccharides, especially against ABTS, while the opposite was observed by those of N. muscorum.

تهدف الدراسة الحالية إلى اختيار سلالات السيانوبكتيريا الأرثروسبيرا بلاتنسيس ونوستوك مسكوروم لدراسة تأثير بعض ظروف الإجهاد الغير حيوي مثل العوامل الفيزيائية (شدة الإضاءة المختلفة، وجود أو عدم وجود التهوية) والعوامل الكيميائية (تركيزات مختلفة من كبريتات الماغنيسيوم) على إنتاج السكرات العديدة (داخل الخلية وخارجها) حيث تم تقدير معدل النمو للنوعين المدروسين بواسطة الكثافة الضوئية و وزن الخلية الجاف وتم استخلاص السكرات العديدة بواسطة طرق مختلفة (هيدروكسيد الصوديوم والإيثانول والماء الساخن) كما تم تقييم قدرة المستخلصات الطحلبية المختلفة كمضادات للتجلط ومضادات للبكتيريا بإستخدام البكتيريا الموجبة والسالبة لجرام وتم تقدير محتوى البروتين في الطحالب المعاملة بواسطة SDS-PAGE وكذلك محتوى الكبريتات في كلا النوعين من السيانوبكتيريا بالإضافة إلى تقديرقدرة المستخلصات الطحلبية المختلفة على الحماية كمضاد للأكسدة بإستخدام DPPH و ABTS والنشاط المضاد للسرطان ضد خلايا السرطان المختلفة والأنشطة المضادة للفيروسات (ضد فيروس SARS-Cov-2) و ايضا تم تخليق جسيمات الفضة النانوية بواسطة مستخلصات السكرات العديدة وتم تحديد خصائصها بإستخدام الامتصاص الطيفي، zeta potential ، والتصوير بالميكروسكوب الألكترونى النافذ وأظهرت النتائج المتحصل عليها وجود علاقة طردية بين شدة الإضاءة ، تركيز كبريتات الماغنيسيوم والتهوية بالنسبة لنمو الطحالب وإنتاج السكرات العديدة حيث تم استخلاص السكرات العديدة بكفاءة عالية بإستخدام الإيثانول أكثر من الطريقتين الأخرتين كما أظهرت السكرات العديدة الداخلية للأرثروسبيرا بلاتنسيس نشاطًا مضادًا للبكتيريا أكبر من تلك الموجودة فى النوستوك مسكوروم ضد كلا السلالتين البكتيريتين المختبرتين وكانت السكرات العديدة لها تأثير قوي كمضاد للتجلط (> 30 دقيقة) وذلك لدى الأنواع الإجهادية من السيانوبكتيريا بإستثناء تلك التي تم إنتاجها تحت شدة إضاءة منخفضة وتركيز كبريتات ماغنيسيوم منخفض كما أظهر تحليل FTIR وجود مجموعات كيميائية نشطة تختلف طبقا لنوع الإجهاد وتقنية الاستخلاص للسكرات العديدة و أظهرت مستخلصات النوستوك مسكوروم نشاطًا أعلى في مقاومة الأكسدة (باستخدام DPPH و ABTS) من تلك الموجودة في الأرثروسبيرا بلاتنسيس وكانت شدة الإضاءة المنخفضة وتركيز كبريتات الماغنيسيوم العالي والتهوية هي الظروف الإجهادية الأكثر ملائمة لإنتاج السكرات العديدة التي تظهر كفاءة ملحوظة في مكافحة الأورام السرطانية ضد معظم ال cell linesالمدروسة (MCF-7, HepG2, HCT-116) كما أظهرت نشاطًا مضادًا للفيروسات ضد نشاط SARS-CoV-2 بتركيزات آمنة مع مؤشرات انتقائية عالية (SI = CC50 /IC50) وكان أقصى امتصاص لجسيمات الفضة النانوية 285 و 422 نانومترًا للسكرات العديدة من النوستوك والأرثروسبيرا على التوالي كما كان النشاط المضاد للأكسدة لجسيمات AgNPs التي تم تخليقها بواسطة مستخلصات السكرات العديدة للأرثروسبيرا بلاتنسيس أعلى من تلك الموجودة في السكرات العديدة بمفردها خاصة ضد ABTS في حين لوحظ العكس بالنسبة لتلك الموجودة في النوستوك مسكوروم

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.