Farklı taşıyıcılar üzerine serine proteaz subtilisin carlsberg immobilizasyonu, karakterizasyonu, hidroliz ve transesterifikasyon reaksiyonlarındaki kinetik özelliklerinin incelenmesi
Immobilization of serine protease subtilisin carlsberg on different carriers, characterization and kinetic properties in hydrolysis and transesterification reactions of serine protease subtilisin carlsberg
Yazar: AHMET ESER
Danışman: PROF. DR. TÜLİN AYDEMİR
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Hidroliz = Hydrolysis ; Karakterizasyon = Characterization ; Transesterifikasyon = Transesterification ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Subtilisin Carslberg (SC) Bacillus licheniformis'ten fermantasyonla elde edilen alkali serin endoproteaz ailesine ait bir enzim olup alkali koşullar altında doğal veya denatüre proteinleri hidroliz etmektedir. Subtilisin Carslberg disülfit bağı içermeyen tek bir polipeptid zincirinden oluşmaktadır. Ayrıca izolelektrik noktası 9,4 olup bazı organik çözücülerde aktivitesini sürdürebilmektedir. Proteolitik aktivitesinin yanında esteraz aktivitesine de sahiptir. Bu çalışmada Subtilisin Carlsberg iki farklı çapraz bağlayıcı: glutaraldehit ve genipin kullanılarak manyetik kitosan (MK), perlit ve β-siklodekstrin ile modifiye edilmiş perlit (Perlit-CD) üzerine immobilize edildi. İmmobilize Subtilisin Carlsberg in hidroliz aktivitesi ve kinetik özellikleri çalışıldı. Hazırlanan taşıyıcıların yapısı ve yüzey morfolojisi SEM, TGA ve EDX ile karakterize edildi. Serbest Subtilisin Carlsberg aktivitesinin optimum sıcaklık ve pH değeri sırasıyla 50oC ve pH 8,0 olarak belirlendi. Genipin ve glutaraldehit ile aktive edilmiş taşıyıcılar üzerine immobilize edilmiş Subtilisin Carlsberg in aktivitesi için optimum pH ve sıcaklıkta serbest enzime benzerlik gösterdi. Subtilisin Carlsberg in hidroliz aktivitesinin bir uygulaması olarak yapılan enzimatik kıl giderimi çalışmalarında enzimatik ve kimyasal yöntemle gerçekleştirilen kıl giderimi çalışmaları karşılaştırıldı. Enzimatik kıl giderimi ile daha yumuşak ve pürüzsüz bir deri yüzeyi elde edildi.  Subtilisin Carlsberg in organik çözücü ortamındaki transesterifkasyon aktivitesi ve kinetik özellikleri araştırıldı Ayrıca liyofilizasyon ortamına metal iyonu ve tuz ilavesinin transesterifikasyon aktivitesi üzerine etkisi incelendi.

Abstract:
Subtilisin Carslberg (SC) is an enzyme belonging to the alkali serine endoprotease family obtained by fermentation from Bacillus licheniformis and hydrolyzes natural or denatured proteins under alkaline conditions. Subtilisin Carslberg consists of a single polypeptide chain that does not contain disulfide bonds. In addition, the isoelectric point is 9.4 and it can show its activity in some organic solvents. Besides its proteolytic activity, it also has esterase activity. In this study, Subtilisin Carlsberg was immobilized on magnetic chitosan (MK), perlite and β-cyclodextrin modified perlite (Perlit-CD) using two different crosslinkers: glutaraldehyde and genipin. The hydrolysis and transesterification activity of immobilized Subtilisin Carlsberg has been extensively investigated. The structure and surface morphology of prepared carriers were characterized by SEM, TGA and EDX. The optimum temperature and pH value of free and immobilized Subtilisin Carlsberg activity were found to be 50oC and pH 8.0, respectively. It was similar to the free enzyme at optimum pH and temperature for the activity of Subtilisin Carlsberg immobilized on genipin and glutaraldehyde activated carriers. With enzymatic hair removal as an application of the hydrolysis activity of Subtilisin Carlsberg, a softer and smoother skin surface was obtained compared to the chemical method. In studies on the transesterification activity of Subtilisin Carlsberg, the optimum temperature was determined as 50 oC. In addition, the effect of metal ion and salt addition on the transesterification activity was investigated.