Geobacıllus sp. tarafından termostabil ?-amilaz üretimi
Thermostable ?-amylase production by Geobacillus sp.
Yazar: SENNUR ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. CUMHUR ÇÖKMÜŞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Ankara Üniversitesi Biyoloji Bölümü Mikrobiyoloji Araştırma Laboratuvarı kültür stoklarından temin edilen ve amilaz aktivitesine sahip 6 adet Geobacillus sp. izolatı ve Geobacillus stearothermophilus DSM 22T standart suşu ?-amilaz üretim kapasiteleri yönünden incelenmiştir. 6 adet izolatın ve standart suşun nişasta içeren katı ve sıvı besiyerlerinde amilaz aktivitesi taranmış, oluşturdukları zon çapı ve 72. saateki enzim akiviteleri göz önünde bulundurularak, en yüksek aktiviteye sahip izolat olarak Geobacillus sp. D413 (12.10 U/ml/g) seçilmiş ve bundan sonraki çalışmalarda G. stearothermophilus DSM 22T standart suşu ile birlikte kullanılmıştır. Enzim üretiminin zamana bağlı değişiminin izlenmesi sonucunda en yüksek aktivitenin 72. saatte görüldüğü, 96. saatte ise aktivitenin düşüşe geçtiği belirlenmiştir. Bakteriyel çoğalma ve enzim üretimi için en uygun besiyeri pH değerinin 7.0 olduğu ve bu pH değerinde standart suşun enzim aktivitesi 13,6 U/ml/g iken, D413 izolatının enzim aktivitesi 15,38 U/ml/g olarak tespit edilmiştir. Her iki bakterinin de enzim üretimine pH:5.0'ten itibaren başladığı ve pH 7.0'de en yüksek seviyeye ulaştıktan sonra tekrar düşüşe geçtiği belirlenmiştir. Bakteri gelişimi ve enzim üretimi için en uygun sıcaklık değeri 55°C olarak bulunmuştur. Besiyerinde bulunan karbon ve azot kaynaklarının enzim üretimi üzerine etkileri, bileşim ve oranları değiştirilerek belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, nişasta ve maltozlu besiyerlerinin bakteri gelişimi ve ?-amilaz üretimi için en uygun besiyerleri olduğunu göstermiştir. Temel substrat olarak kullanılan nişastanın besiyerindeki oranı değiştirilmiş ve sonucunda nişasta miktarıyla enzim üretimi arasında doğru bir orantının olduğu belirlenmiştir. Diğer yandan azot kaynağı olarak kullanılan amonyum kloridin hem bakteriyel çoğalmayı hem de enzim üretimini inhibe ettiği tespit edilmiştir. Enzimin maksimum aktivite gösterdiği sıcaklık ve pH değerleriyle birlikte stabiliteleri incelenmiştir. Standart suşun enzim aktivitesini gösterdiği optimum sıcaklık 65°C, optimum pH değeri de 7.5 olarak belirlenirken, D413 izolatında bu değerler sırasıyla 65°C ve pH:9.0 olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak; yapılan bu çalışma ile Geobacillus sp. izolatının ?-amilaz üretim koşulları kısmen optimize edilmiştir.

Abstract:
Six Geobacillus sp. isolates and standard strain Geobacillus stearothermophilus DSM 22T, which obtained from Ankara University Department of Biology Microbiology Research Laboratory stoked culture and have amylase activity, were analyzed for their ?-amylase production capacities. Amylase activity of 6 isolates and standard strain?s scanned on solid and liquid nutrient media containing starch, formed zone diameter and considering the enzyme acitivity at 72. hours. Geobacillus sp. D413 was selected as maximum of activity in isolates; after it used with standard strain in subsequent studies. As a result of monitoring time-dependent change in enzyme production, maximum activity observed at 72. h, in spite of this at 96. h decreased the activity. pH:7.0 was determined as the most appropriate pH of medium for the bacterial growth and enzyme production and this pH value while standard strain?s enzyme activity have been identified 13,6 U/ml/g, D413 isolate?s enzyme activity have been determined 15,38 U/ml/g. Both bacterias started of the enzyme production at pH:5.0 and their enzyme production decreased from pH 7.0. The most appropriate temperature for bacterial growth and enzyme production was found as 55°C. The medium contained carbon and nitrogen sources effect on the enzyme production was determined by changing the composition and the rates. The results obtained, showed that with starch and maltose medium the most appropriate medium for bacterial growth and enzyme production. Starch, which is used as the basic substrate, have been modified with rate and as a result of this, a direct proportion was determined starch rate with enzyme production. On the other hand, both bacterial growth and enzyme production was inhibited by NH4Cl, which is used as the nitrogen sources. Stabilities with temperature and pH values of the enzyme which showed maximum activity were investigated. While the optimum temperature which showed the enzyme activity of the standard strain is determined as 65°C, the optimum pH is determined as 7,5. These values were respectively determined as 65°C and pH 9.0 in D413 isolate. As a result, amylase production conditions of the Geobacillus sp. D413 isolate and Geobacillus stearothermophilus DSM 22T ATCC have been optimized by this study.