TÜBİTAK Projesi, 2011 - 2012
İmmobilize enzimlerin serbest haldeki enzimlere göre
üründen kolay ayrılabilmeleri, tekrar tekrar kullanılabilmeleri, yüksek
hacimsel verimlilik elde edilebilmesi, proses kontrolünün daha kolay olması ve
kontaminasyona daha az duyarlı olmaları gibi bazı üstünlükleri vardır. Bu
avantajlarından dolayı enzimlerin biyoteknolojik alanlarda kullanabilirliğinin
arttırılması için son yıllarda çok sayıda araştırma yapılmıştır ve halen bu
konu üzerinde araştırmalar devam etmektedir.
Nanoteknolojinin
gelişimi ile birlikte, nano boyuttaki malzemelerin manyetizma ve geniş yüzey
alanına sahip olma gibi özelliklerinden dolayı immobilizasyonda
kullanılabilecekleri son zamanda yapılan çalışmalar ile gösterilmiştir.
İmmobilizasyon
işleminde taşıyıcı madde olarak en çok kullanılan biyo-polimerlerden birisi
olan kitosan, biyouyumluluk, antibakteriyal olma, zararsız ürünlere
dönüştürülebilme, ağır metal iyonlarıyla şelat oluşturma, jel oluşturma ve
hidrofobiklik gibi birtakım biyolojik ve kimyasal özelliklere sahip olmasının
yanı sıra, proteinlere olan ilgisi ile de dikkat çekmektedir.
Bakteriyel esteraz enzimi çok önemli
biyokatalizatörler olarak endüstrinin çeşitli alanlarında kullanılmaktadırlar.
Çok geniş substrat seçimliliği olduklarından dolayı değişik reaksiyonlarda
kullanım potensiyelleri de yüksektir. Özellikle deterjan, gıda, tekstil sanayi
ve bir çok endüstriyel alanlarda kullanilan bu enzimler son yıllarda
rekombinant mikroorganizmalar sayesinde üretilmekte ve enzimlerin özellikleri
protein mühendisliği teknikleri ile yapılan değişikliklerle daha kullanılabilir
hale getirilmektedir.
Bu
çalışmada, rekombinant DNA teknolojisiyle kendi laboratuar bünyemizde üretilen
ve saflaştırılan termofilik rekombinant esteraz enziminin, manyetizma ve geniş
yüzey alanı gibi birtakım çekici özelliklere sahip olan kitosan
nano-parçacıkların üzerine immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Deneysel
çalışmada kitosan kitinden sentelenip karakterize edildikten sonra iyonik
jelleşme metoduna göre nano parçacıklar oluşturulup çeşitli metodlar ile
karakterize edilmiştir. Laboratuarımızda yüksek saflıkta elde ettiğimiz esteraz
enzimi nano-parçacık üzerine immobilize edilip, enzim konsantrasyonu,
nano-parçacık miktarı, sıcaklık, pH, karıştırma hızı ve süre gibi farklı
koşulların enzim immobilizasyonu
üzerine etkisi incelenmiştir. En iyi koşullarda immobilize olan enzimin
aktivitesine, sıcaklık, pH, termal kararlılık, pH kararlılığı, tekrar
kullanılabilirlik, çeşitli kimyasallar ve metal iyonların etkileri, depolanma
kararlılığı ve kinetik sabitler gibi parametrelerin etkileri belirlenerek
immobilize enzim karakterize edilmiştir.
Projemiz kapsamında yapılan deneysel çalışmaların
tümü grubumuz tarafından gerçekleştirilmiş ve projenin kabulünü takiben 10 ay
sonunda planlandığı şekilde tamamlanmıştır.
Anahtar
Kelimeler: Kitosan, nano-parçacık,
immobilizasyon, esteraz, termofilik enzim