Bazı endüstriyel enzimlerin immobilizasyonu için aşı kopolimerizasyonla lifsi bir destek maddesinin geliştirilmesi
Development of a fibrous support material with graft copolimerization for immobilization of some industrial enzymes
Yazar: ARİF SOYSAL
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YİĞİTOĞLU
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada; peroksidaz (HRP), lakkaz ve lipaz gibi endüstriyel enzimlerin immobilizasyonu için bir destek materyalinin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için çalışmanın 1. aşamasında Poli (Etilen tereftlalat) liflere, GMA (glisidil metakrilat) ve MAAm (metakrilamit) monomer karışımı, benzoil peroksit (BPO) başlatıcısı yardımıyla aşılanmıştır. Aşılama yüzdesine çeşitli parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Aşılama için optimum şartlar, [BPO] = 8x 10−3 M, T = 85 ºC ve t = 180 dakika olarak bulunmuştur. Aşılama hızının GMA/MAAm karışım derişimine 1,03 ve BPO derişimine ise 0,51'inci dereceden bağlı olduğu bulunmuştur. 
Çalışmanın ikinci aşamasında; GMA/MAAm monomer karışımı aşılanmış PET liflere, HRP, lakkaz ve lipaz enzimlerinin immobilizasyonu kovalent bağlanma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Bunun için monomer karışımı aşılanmış PET lifler, üzerinde amin grupları türetmek için önce etilen diamin ile sonra da Hofmann dönüşüm reaksiyonu ile modifiye edilmiştir. Modifiye lifler glutaraldehit ile aktive edildikten sonra HRP, lakkaz ve lipaz enzimlerinin immobilizasyonu kovalent olarak gerçekleştirilmiştir. Serbest ve immobilize haldeki bu enzimlerin aktivitelerine bazı değişkenlerin etkisi araştırılmıştır. Serbest ve immobilize enzimlerin aktivite gösterdikleri maksimum sıcaklıklar, HRP ve lipaz için 50 C,  lakkaz için 35 C olarak bulunmuştur. İmmobilizasyon; HRP, lakkaz ve lipaz enzimlerinin termal ve depolanma kararlılıklarını arttırmıştır. Serbest ve immobilize enzimlerin kinetik parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca immobilize enzimlerin endüstride kullanım alanlarına ilişkin örnek çalışmalar yapılmıştır. 

Anahtar Kelimeler:  Poli (etilen tereftalat) lif, glisidil metakrilat, metakrilamit,  
                                    HRP, lakkaz, lipaz, kovalent immobilizasyon

Abstract:
In this study, syntesis of a support material was aimed for the immobilization of industrial enzymes, such as peroxidase (HRP), laccase and lipase. For this aim, in the first stage of study, Poly (ethylene terephthalate) (PET) fibers were grafted with glycidyl methacrylate-methacrylamide (GMA-MAAm)  monomer mixture using benzoyl peroxide (BPO) as initiator. Effect of various parameters on grafting percentage were investigated. Optimum conditions for grafting were found to be [BPO] = 8x 10−3 M, T = 85 ºC and t = 180 min. The rate of grafting was found to 1,03 power of monomer mixture (GMA/MAAm) concentration and 0,51 power of initiator concentration. 
In the second stage of the study, immobilization of HRP, laccase and lipase enzymes were achieved by covalent bonding technique to GMA/MAAm monomer mixture grafted PET fibers. Therefore, monomer mixture grafted PET fibers were modified firstly with ethylenediamine and then Hofmann conversion reaction to derive the amine groups on PET fibers. The modified fibers were then activated with glutaraldehyde and HRP, laccases and lipase enzymes were immobilized covalently. The effect of some variables, on the activity of these enzymes which were free and immobilized was investigated. The maximum activity of the free and the immobilized enzymes occurred at 50 C for the HRP and lipase, at 35 C for the laccase. Immobilization; increased thermal and storage stability of the HRP, laccase, and lipase enzymes. Kinetic parameters of free and immobilized enzymes were determined. Besides, sample tests were performed regarding use of immobilized enzymes in industry.

Key words: Poly (ethylene terephthalate) fiber, glycidyl methacrylate, metharyla-
                      mide, HRP, laccase, lipase, covalent immobilization