Feruloil esteraz enziminin farklı desteklere immobilizasyonu ve karakterizasyonu ve buğday kepeğinden ferulik asit eldesi
Immobilization and characterization of feruloyl esterase enzyme to different supports and obtaining ferulic acid from wheat bran
Yazar: ÇİĞDEM ÇETİN
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN BİLGİN ; PROF. DR. DENİZ YILDIRIM
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Ferulik asit = Ferulic acid ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Bu çalışmada, rekombine feruloil esteraz (FAE) enzimi kovalent olarak gluteraldehit ara kol üzerinden 3-aminopropil silika jel desteğe (FAE-3Ap-Glu), tutuklama yöntemi olarak PVA (FAE-PVA) ve sol jele (FAE-sol jel), nanopartikül (Fe3O4) TEOS (FAE-nano) immobilize edilmiştir. Serbest ve immobilize enzimlerin aktivite ölçümleri yapılarak, optimum pH ve sıcaklık, termal ve depolama kararlılıkları ile kinetik parametreleri belirlenmiştir. İmmobilize FAE için kesikli reaktörde tekrar kullanım kararlılığı tayin edilmiştir. Serbest FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA, FAE-sol jel ve FAE-nano için optimum pH sırasıyla 6,5, 6,5, 7,0, 7,0 ve 7,5 olarak bulunmuştur. Serbest FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA için optimum sıcaklık 40°C, FAE-sol jel ve FAE-nano için sırasıyla, 60°C ve 70°C olarak bulunmuştur. Bütün immobilize enzim örneklerinin termal ve depolama kararlılıklarının serbest enzimlerden oldukça yüksek olduğu belirlenmiştir. Kesikli reaktörde 10 kez tekrar kullanımın ardından başlangıç aktivitesinin yaklaşık % 63'ini koruyan FAE-nano tekrar kullanım kararlılığı en yüksek olan immobilize FAE olarak belirlenmiştir. Serbest FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA, FAE-sol jel ve FAE-nano için Km değerleri sırasıyla 2,94; 2,26; 2,69; 1,09; 6,91 mM, Vmax değerleri sırasıyla 0,23 ;0,40 ; 0,16; 0,12;0,50 U/mg protein olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the recombinant feruloyl esterase (FAE) enzyme was covalently immobilized on 3-aminopropyl silica gel support (FAE-3Ap-Glu) via glutaraldehyde spacer arm, entapped in PVA (FAE-PVA), sol gel (FAE-sol gel), and iron nanoparticle silica composites (FAE-nano). The optimum pH and temperature, thermal and storage stability and kinetic parameters were determined for the free and immobilized FAEs.  For immobilized FAEs, the reuse stability was determined in a batch reactor. The optimum pH for free FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA, FAE-sol gel and FAE-nano was 6.5, 6.5, 7.0, 7.0, and 7.5, respectively. The optimum temperature for free FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA was found to be 40°C, and 60°C and 70°C for FAE-sol gel and FAE-nano, respectively. It was determined that the thermal and storage stability of all immobilized enzyme samples were considerably higher than the free enzymes. FAE-nano, which retained approximately 63% of its initial activity after 10 reuses in a batch reactor, was identified as the immobilized FAE with the highest reuse stability. The Km values of free FAE, FAE-3Ap-Glu, FAE-PVA, FAE-sol gel and FAE-nano were 2.94, 2.26, 2.69, 1.09, and 6.91 mM, respectively. The corresponding Vmax values were 0.23, 0.40, 0.16, 0.12, and 0.50 U/mg protein.