Alkali ve termostabil keratinaz üretıcısı doğal Bacillus sp. ve Streptomyces sp. suşlarında genetik manipülasyon ile enzim üretıminin arttırılması, enzim üretimi, karakterizasyonu ve endüstriyel alanlarda kullanılabilirliliğinin araştırılması
Enhancing the enzyme production from alkaline and thermostable keratinase producer native Bacillus sp. and Streptomyces sp. strains by genetic manipulation, and enzyme characterization
Yazar: YASEMİN CAF
Danışman: PROF. DR. BURHAN ARIKAN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Alkalin keratinaz; deri işletme, deterjan, tarım ve hayvancılık endüstrisi ile protein hidrolizatlarının üretimi gibi birçok alanda çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Mikrobiyal kaynaklı alkalin keratinaz araştırmaları ile ilgili çok kaynak mevcut olmakla birlikte, düşük maliyetli substrat ile yüksek verimlilikte enzim üretimi için çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir.
Bu çalışmada, alkali ve termostabil keratinaz üreticisi doğal Bacillus sp. ve Streptomyces sp. suşlarının izolasyonu, tanımlanması, geliştirilmesi, besiyeri optimizasyonu ve enzimlerin biyokimyasal karakterizasyonu ve endüstriyel kullanılabilirlikleri analiz edilmiştir. Mutasyon çalışmaları sonunda UV mutant C11-UV8 suşunun üreme süresi 2 kat azalırken enzim veriminin 2.7 kat arttığı (1405 U/ml), EMS mutant C1-EMS80 suşunun keratinaz üretiminin 8 kat arttığı ve geniş sıcaklık aralığında ana suşa göre çok daha stabil olduğu saptanmıştır. Bacillus licheniformis C11 suşundan izole edilen Bacillus licheniformis C11 keratinaz geni, pET22b(+) vektör sistemine klonlanmış ve E.coli (Rosetta-gami (DE3)pLysS) hücresine transfer edilmiştir. Rekombinant protein (keratinaz) üretimi 18 saat sonunda ana suşa göre 3.3 kat artış göstermiştir (1728 U/ml). Elde edilen verilere göre doğal ve rekominant keratinaz enzimi; deri, deterjan, biyoremediasyon, yem ve tarım gibi endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek özelliktedir.

Abstract:
Alkaline keratinase are widely used in several fields including leather processing, detergents, agricultural-animal industry, and production of protein hydrolysates, etc. Although, there are many researches on microbial alkalin keratinase, the studying about enhanced enzyme production with low cost substrat is still continues intensely.
In this study, natural Bacillus sp. and Streptomyces sp. strains which are the producer of alkali and thermo-stabile keratinase were isolated, identified and developed. Also, medium conditions, biochemical characterization of enzymes and their industrial usability was analyzed. In mutation studies was detected that while the reproduction time of UV mutant C11-UV8 strain decreased, the enzyme yield increased 2.7 times (1405 U/ml), and keratinase production of the EMS mutant C1-EMS80 strain increased 8 times and is very stable compared to the main strain at wide temperature range. Bacillus licheniformis C11 keratinaze gen was cloned into pET22b(+) vector system and transferred to the E.coli (Rosetta-gami (DE3)pLysS) cell. Recombinant protein (keratinase) production showed an increase of 3.3 times compared to the main strain at the end of 18 hours. According to the obtained data, native and recombinant keratinase enzyme can be used in several industry area including leather, detergents, bioremiation, feed and agriculture etc.