Dekstranaz enziminin Paecilomyces lilacinus'tan eldesi, optimizasyonu ve karakterizasyonu
Optimization and characterization of dextranase enzyme produced by Paecilomyces lilacinus
Yazar: TUĞBA SUBAŞIOĞLU
Danışman: PROF. DR. EMİR CANSUNAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Dekstranaz (?-1,6-D-glukan-6-glukanohidrolaz; EC3.2.1.11), bir polisakkarit olan dekstranın hidrolizinde rol oynayan bir enzimdir. Dekstranazların pratikte kullanılması, bu enzimlerin çeşitli ortamlarda problem yaratan mikrobiyal kaynaklı dekstran birikimlerini depolimerize edebilmelerinden kaynaklanmaktadır. Dekstran diş plağına yol açtığından, dekstranazlar diş bakım ürünlerinde kullanılabilmektedir. Diğer yandan, şeker endüstrisinde fungal kaynaklı dekstranaz eklenmesi, şeker işlemlerinde verimi arttırmaktadır. Dekstranaz kullanımı ayrıca glukoz polimerlerinin yapısal çalışmalarında ve saflaştırma işlemlerinde de sürdürülmektedir.Bu çalışmada, Paecilomyces lilacinus, 19 farklı fungus arasından en iyi dekstranaz üreten kaynak olarak seçildi. Besiyeri ve dekstranaz üretim koşulları optimize edildi. En yüksek enzim üretimi, karbon kaynağı olarak 10g/L dekstran, azot kaynağı olarak 0.5g/L NaNO3 kullanılarak, 30oC' de, pH 6' da, 100 rpm'de 7 günlük inkübasyonla 2x105 inokülasyon miktarı ile elde edildi. Enzim aktivitesini etkileyen faktörlerden, reaksiyon zamanı, pH, sıcaklık ve substrat konsantrasyonu bulundu. Enzimin optimum aktivitesini pH 5 ve 50oC' de gösterdiği; bununla birlikte, pH 4.0-8.0 aralığında 24 saat, ayrıca 50oC' de 24 saate kadar stabil kaldığı görüldü. Dekstranazın, CuSO4.5H2O, K2Cr2O7, CdCl2 ve HgCl2 ile inaktive olduğu bulundu. Değişik matrikslere immobilize edilmiş P. lilacinus hücreleri ile 6 döngü boyunca dekstranaz üretimi gerçekleştirildi. Agar ve alginat boncuklarının ilk döngüde yüksek enzim aktivitesi verdikleri gözlenirken, poliüretan süngerin dördüncü döngüde maksimum aktiviteyi verdiği bulundu.

Abstract:
Dextranase is an enzyme that acts on the hydrolysis of dextran which is a polysaccharide. Dextranases are of practical importance since these enzymes can depolymerise various troublesome microbial dextran deposits. Since dextran is involved in dental plaque formation, dextranases are also used in the manufacture of sophisticated dentifrices as an additive for prevention of dental caries. On the other hand, in the sugar industry, the addition of a fungal dextranase could improve the efficiency o raw sugar processing. The uses of dextranases had also been extended to structural studies of glucose polymers and purification processes.In this study, Paecilomyces lilacinus was selected as the best fungal source to dextranase production among 19 different fungi strain. Culture medium and the production conditions of dextranase were optimized. The highest production of dextranase was obtained when 10g/L dextran was used as the carbon source and 0.5 g/L NaNO3 as the nitrogen source at 30oC, pH 6, 100 rpm for 7 days with the 2x105 inoculation dosage. Factors affecting enzyme activity were also found. The basic parameters, i.e. reaction time, pH, temperature, and substrate concentration, were standardized. The enzyme showed optimal activities at pH 5 and 50oC, meanwhile stable over a pH range from 4.0 to 8.0 at for 24 h and stable over a day at 50oC. Dextranase was inactivated by CuSO4.5H2O, K2Cr2O7, CdCl2 and HgCl2. Dextranase production from the immobilized cells of P.lilacinus on various supports was carried out for 6 cycles. The enzyme activity of whole cells immobilized in agar and alginate beads was very high at the first cycle, while the dextranase activity from polyurethane sponge cubes was the highest at the fourth cycle.