Pullulanazın enkapsülasyon ile modifikasyonu ve kararlılığının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELİF GEDİKOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ayşegül Peksel
Eş Danışman: Musa Kamacı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Enzim immobilizasyonu, enzimin verimli bir şekilde katalize etme görevini gerçekleştirebilmesi için serbest enzimin bir materyalde tutuklanması ya da fiziksel olarak belirli bir bölgede kısıtlanması anlamına gelmektedir. İmmobilizasyondan sonra, enzimin katalitik performansı ve kararlılığı artmaktadır. Pullulanaz, pullulan, amilopektin ve diğer nişastalı polisakkaritlerin α(1→6) glukozidik bağlarını ayıran önemli bir enzimdir. Bu çalışmada, pullulanazın polivinil alkol (PVA) jel içerisinde ve karboksimetil selüloz-polivinil alkol (CMC-PVA) jel karışımı içerisinde tutuklama metoduyla immobilizasyonu ve immobilizasyon sonrası bazı özelliklerinin belirlenerek serbest enzimle karşılaştırılması amaçlandı. İlk olarak pullulanazın, PVA-Jel ve CMC-PVA-Jel içerisinde tutuklama yöntemiyle immobilizasyonları gerçekleştirildi. Çalışmada, 3,5-Dinitrosalisilik asit (DNS) metodu kullanılarak immobilize enzimlerin en yüksek aktiviteye sahip olduğu optimum pH değerleri PVA-Jel enzim için 6, CMC-PVA-Jel enzim için 6, serbest enzim için ise 5 olarak bulundu. İmmobilize enzimlerin optimum sıcaklık değerleri PVA-Jel enzim için 50 °C, CMC-PVA-Jel enzim için 50 °C, serbest enzim için ise 30 °C olarak tespit edildi. İmmobilize enzimlerin değişen pH ve sıcaklık koşullarında kararlılığının incelenebilmesi amacıyla değişen sıcaklık ve pH koşullarında termal ve pH kararlılığı çalışmaları gerçekleştirildi. Serbest ve immobilize enzimlerin en yüksek aktiviteye sahip olduğu optimum koşullarda altı hafta boyunca +4 °C' de depo kararlılıkları incelendi. Ayrıca, enzim aktiviteleri üzerine dört farklı (% 0,1 a/h, %1 a/h, %2 a/h, %5 a/h) substrat konsantrasyonunun etkisi incelendi. Lineweaver-Burk eğrisi kullanılarak serbest enzimin ve immobilize enzimlerin Km sabitleri sırasıyla PVA-Jel enzim için 0,054 mg glu/mL, CMC-PVA-Jel enzim için 0,013 mg glu/mL, serbest enzim için 0,065 mg glu/mL olarak; maksimum hızları (Vmak) ise sırasıyla PVA-Jel enzim için 1,01 U/mL, CMC-PVA-Jel enzim için 0,88 U/mL, serbest enzim için 0,93 U/mL olarak bulundu. Serbest ve immobilize enzimler için aktivasyon enerjileri (Ea) hesaplandı. Ea değerleri sırasıyla, PVA-Jel enzim için 0,64 J/mol, CMC-PVA-Jel enzim için 0,31 J/mol, serbest enzim için 0,35 J/ mol olarak bulundu. Çalışmada oluşturulan PVA-Jel enzim ve CMC-PVA-Jel enzim Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) cihazı kullanılarak karakterize edildi. Elde edilen polivinil alkol (PVA), karboski metil selüloz (CMC) içeren jellerin ısı karşısındaki davranışları Perkin-Elmer Pyris Sapphire Termogravimetrik Analiz (TGA) cihazı kullanılarak aydınlatıldı. PVA veya CMC içeren jellerin termal geçiş sıcaklıkları ise Perkin-Elmer Pyris Sapphire Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) cihazı kullanılarak belirlendi. Çalışma sonucunda elde edilen bilgiler ışığında, iki farklı yöntemle yapılan immobilize enzimlerin, ısıl işlem gerektiren ve bazik ortamda gerçekleşmesi gereken endüstriyel proseslerde serbest enzime göre çok daha avantajlı bir seçim olduğu düşünülmektedir.