Bazı termofolik bakterilerdeki katalaz aktivitesinin incelenmesi
Investigation of catalase activities from some thermophilic bacteria
Yazar: BARBAROS DİNÇER
Danışman: Y.DOÇ.DR. AHMET ÇOLAK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, K.T.Ü. Biyoloji Bölümü'nde bir araştırma grubunun izole ettiği bazı termofilik suşlarm endüstriyel bir enzim olan katalazı üretebilme kapasitesi belirlenerek, bu enzimin bazı kinetik verileri ve spektroskopik özellikleri ortaya kondu. Bu çalışmada kullanılan termofilik suşlarm katalaz üretebildikleri petri testi ve doğal elektroforezle ortaya konarak, bu katalazlarm oldukça yüksek aktiviteye sahip oldukları tespit edildi. Özellikle, Bacillus thermosphaericus A3 susu (A3) katalazının aktivitesi oldukça yüksek olduğu ve potansiyel bir katalaz kaynağı olabileceği görüldü. Tüm suşlardan elde edilen katalazlarm pH 7,0' de en yüksek aktivite gösterdikleri belirlendi. A3, Anoxybacillus ayderensis Ay9 susu (Ay9), Sacckarococcus caldoxylolyticus TK4 susu (TK4), Anoxybacillus gonensis A9 susu (A9), Anoxybacillus gonensis A5 susu (A5) ve Anoxybacillus gonensis A6 susu (A6) katalazlanrun geniş bir pH aralığında kararlı oldukları görüldü. Çalışmada kullanılan suşlara göre katalaz aktivitesi düşük olmasına rağmen A2 katalazının, hem daha termofilik hem de daha alkalofîlik olduğu tespit edildi. Bunun yanında Ay9, TK4, Anoxybacillus kestanbolensis Kİ susu (Kİ) ve A5 katalazlanrun da 50 °C'ye kadar aktivitelerini büyük oranda korudukları belirlendi. Katalazlarm H202 substratma ilgisinin sırasıyla A3>TK4>A9>Ay9>A5>A4>K4> A2>K1>A6 şeklinde olduğu tespit edildi. Yapılan inhibisyon çalışmasında, tüm suşlardan elde edilen katalazlarm 0,5 mM NaN3, KCN ve HgCb ile %100'e yalan bir oranda inhibe oldukları görüldü. En yüksek aktiviteyi gösteren 10 sustan elde edilen katalazlarm hepsinin 408-417 nm arasında hem grubunu gösteren Soret pikini verdikleri ve bu katalazlarm indirgenmesiyle 520 ile 550 nm civarında a-bandı ve (î-bandı piklerini gösterdikleri tespit edildi. Kısaca çalışmada kullanılan termofilik suşlarm yüksek katalaz aktivitesine sahip olmalarından dolayı, hidrojen peroksidin kullanıldığı endüstri alanları için potansiyel katalaz kaynağı olarak kullanılabileceği önerilebilir.Anahtar Kelimeler: Katalaz, hidrojen peroksit oksidoredüktaz, termofilik bakteri

Abstract:
Investigation of Catalase Activities from Some Thermophilic Bacteria In this study, the capacity of some thermophilic species that were isolated by a research group in the Department of Biology of K.T.U. to produce catalase, an industrial enzyme, was investigated, and some kinetic parameters and spectroscopic properties of these catalase enzymes were determined. The catalase-producing ability of these thermophilic species was explored by petri test and native electrophoresis. The catalases were shown to posses considerably high activity. The catalase activity of Bacillus thermosphaericus A3 (A3) was found to be especially high and this species appears to be a good industrial source of this enzyme. The catalases of all the species exhibited the highest activity at pH 7.0. The catalases of A3, Anoxybacillus ayderensis Ay9 (Ay9), Saccharococcus caldoxylolyticus TK4 (TK4), Anoxybacillus gonensis A9 (A9), Anoxybacillus gonensis A5 (A5), and Anoxybacillus gonensis A6 (A6) were found to be stable at a wide pH range. Although its activity was lower than that of other species used in the investigation, the catalase of A2 species was both more thermophilic and more alkalophilic. hi addition, the catalases of Ay9, TK4, Anoxybacillus kestanbolensis Kl (Kl), and A5 preserved their activity up to 50 °C. The affinity of the catalases for H2O2 substrate was in the order A3>TK4>A9>Ay9>A5>A4>K4>A2>Kl>A6. Inhibition studies showed that all the catalases were inhibited almost to 100% by 0.5 mM NaN3, KCN and HgCk, The catalases obtained from ten species having the highest activity were observed to give Soret peak between 408-417 nm showing the heme group, and the reduction of these catalases yielded a-band and P-band peaks around 520-550 nm. In conclusion, the thermophilic species tested in this study were found, because of their high catalase activity, to be a potential source of catalase for the industries utilizing hydrogen peroxide.Key words: Catalase, hydrogen peroxide oxidoreductase, thermophilic bacteria