Biyoyakıt Endüstrisinde Kullanılabilecek Bakteri Kaynaklı Rekombinant Enzim Üretimi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ŞEHRAZAT YAREN AYKUT
Danışman: Günseli Kurt Gür
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ihtiyacın artması, lignoselülozik atıkların biyoyakıt üretiminde değerlendirilmesini ön plana çıkarmaktadır. Bu çalışmada, lignoselülozik atıkların biyolojik dönüşümünde rol oynayabilecek rekombinant bir ksilanaz enziminin üretimi, saflaştırılması ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Toprak örneklerinden izole edilen bakteriyel suşların moleküler tanımlaması yapılmış ve biyoinformatik analizler sonucunda Bacillus zhangzhouensis kaynaklı bir ksilanaz genine ait dizi belirlenmiştir. İlgili gen, gen sentezi yoluyla elde edilmiş ve pQE-2 ekspresyon vektörüne klonlanarak E. coli DH5α ve E. coli BL21 (DE3) hücrelerine aktarılmıştır. Rekombinant protein ekspresyonu, çeşitli sıcaklık ve süre koşullarında IPTG indüksiyonu ile gerçekleştirilmiş; en yüksek enzim aktivitesi 24 °C'de 4 saat indüksiyon sonrası elde edilmiştir. Ekspresyon sonrası enzim, amonyum sülfat çöktürmesi, diyaliz ve ultrafiltrasyon yöntemleriyle saflaştırılmış, protein miktarı Bradford yöntemiyle, enzim aktivitesi ise indirgen şeker tayiniyle belirlenmiştir. Ekspresyon ürünlerinin zimogram analizi gerçekleştirilmiş ve enzimatik aktivite ksilanlı agar plaka testleri ile desteklenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında, enzimin belirtilen reaksiyon koşullarında optimum sıcaklık değeri 50 °C, optimum pH'ı ise 7,0 olarak saptanmıştır. Termal stabilite testlerinde enzim aktivitesinin 50 °C'nin üzerinde azaldığı gözlemlenmiştir. Metal iyonları (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ vb.) ve organik reaktiflerin (SDS, DTT, Triton X-100, EDTA vb.) farklı konsantrasyonlardaki etkileri değerlendirilmiş; enzim bazı reaktiflere karşı direnç göstermiştir. Substrat spesifisitesi testlerinde ksilan ile karşılaştırıldığında mısır koçanı, çam talaşı, odun talaşı, pirinç kabuğu ve buğday kepeği gibi tarımsal atıklarda düşük düzeyde aktivite saptanmış, CMC (karboksimetilselüloz) substratına karşı ise anlamlı bir enzim aktivitesi gözlemlenmemiştir. Elde edilen bulgular, çalışmada elde edilen rekombinant ksilanazın yüksek substrat özgüllüğüne ve uygun endüstriyel özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Bu özellikleriyle enzim, özellikle hemiselülozik atıkların hidrolizi yoluyla ksiloz ve türevlerinin elde edilmesinde kullanılabilir olup, bu ürünlerin mikrobiyal fermantasyonla biyoyakıt üretiminde değerlendirilmesi açısından önemli bir biyoteknolojik potansiyel taşımaktadır.