Pepsin immobilize edilmiş kriyojel biyoreaktörlerin hazırlanması
Preparation of pepsin immobilized cryogel bioreactors
Yazar: MUSTAFA YEŞİL
Danışman: PROF. DR. MEHMET DOĞRU
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Kriyojeller üç boyutlu polimerik iskelet yapıya sahip, birbirine gözenekli ağlar ile bağlı, iletim yolu ile taşınıma izin veren destek malzemeleridir ve çeşitli biyoayırma işlemlerinde uygulanacak yeni ayırma matriksleri olarak geliştirilmiştir.
Kriyojeller son yıllarda terapötik proteinlerin üretimi ve degredasyonu için biyoreaktör olarak da kullanılmaktadır. Biyoreaktörlerin sağlık sektöründe teşhis, tedavi amaçlı ve biyofarmasötik üretiminde tek kullanımlık olarak kullanılması mevcuttur. Ancak biyoreaktörlerin tek kullanımlık olması maliyeti önemli ölçüde arttırırken, tekrarlanabilirliliği azaltmaktadır.
Biyofarmasötik uygulamalarda proteinlerin tamamı yerine proteinlerin istenilen parçalanma ürünlerini kullanmak hedefe yönelik bir yaklaşımdır. Böylece spesifik olmayan etkileşimlerden kaynaklanan kontaminasyonların önüne geçilmiş olunacaktır. F(ab´)2 fragmanları immünoglobulin G (IgG) molekülünün antijen-antikor etkileşimlerinde kullanılan bölgesidir. Ticari olarak satılan terapötik monoklonal F(ab´)2 fragmanları sağlık sektöründe oldukça önemlidir.
Sunulan çalışmada, sürekli sistemde çalışılmış ve aynı zamanda pepsin enziminin immobilizasyonu kolay ve etkili bir kriyojel biyoreaktörün yapıldığı ileri sürülmüştür. Kriyojel biyoreaktör kullanılarak Pepsin immobilizasyonunun etkili ve güvenilir dizaynı için, matriksin epoksi grupları ve Pepsin enziminin amino grupları arasında kovalent immobilizasyon yapılmıştır. Enzim immobilize edilmiş kriyojel bioreaktör SEM ve şişme testiyle karakterize edilmiştir. İmmobilize edilmiş pepsin geniş pH aralıklarındaki spesifik aktivitesi, substrat konsantrasyonu, sıcaklık ve depo kararlılığı, IgG susbstrat olarak kullanıldığı bir çözeltideki serbest pepsin ile kıyaslanmıştır.

Abstract:
Cryogels are three-dimensional polymeric skeletal structures, bonded to each other by porous networks, permitting transport by convertion, and have been developed as new separation matrices to be applied in various bioseparation processes.
In recent years, cryogels have also been used as bioreactors for the production and degradation of therapeutic proteins. Bioreactors are available in the health sector for diagnostic, therapeutic purposes and for single use in biopharmaceutical production. However, the single use of bioreactors significantly increases the cost and reduces reproducibility.
In biopharmaceutical applications, it is a targeted approach to use the desired degradation products of proteins instead of all proteins. Thus, contamination from nonspecific interactions will be avoided. F (ab´) 2 fragments are the region of the immunoglobulin G (IgG) molecule used in antigen-antibody interactions. Commercially sold therapeutic monoclonal F (ab´) 2 fragments are very important in the health sector.
In the present study, it has been studied in a continuous system and at the same time it has been suggested that an easy and effective cryogel bioreactor is made to immobilize the pepsin enzyme. For efficient and reliable design of Pepsin immobilization using cryogel bioreactor, covalent immobilization was performed between the epoxy groups of the matrix and the amino groups of Pepsin enzyme. The enzyme was characterized by immobilized cryogel bioreactor SEM and swelling test. The specific activity, substrate concentration, temperature and storage stability of the immobilized peps over a wide pH range were compared with the free pepsin in a solution using IgG susbstrate.