Arkeik bir bakteri olan Haloarcula hispanica 2TK2 suşundan alfa amilaz üretimi
Production of alfa amylase from Haloarcula hispanica 2TK2 strain that is a kind of archaebacteria
Yazar: AYTUN NİLAY ERDAĞI
Danışman: DOÇ. DR. SEVİL YÜCEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Enzimler biyolojik reaksiyonları katalizleyen, protein yapılı moleküllerdir. Son yıllarda biyoteknoloji alanındaki gelişmelerden dolayı; farklı kaynaklardan üretilen termostabil ve alkali stabil enzimlerin özellikle gıda ve deterjan sanayide kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Enzimler bitkisel kaynaklardan, hayvansal kaynaklardan ve mikrobiyal kaynaklardan üretilebilmektedirler. Mikroorganizmalar kısa sürede hızlı üreyebildikleri için ve ürettikleri enzimlerin kontrolünün kolayca yapılabilmesinden dolayı; özellikle potansiyel enzim kaynakları olarak tercih edilmektedirler. Mikrobiyal kaynaklardan elde dilen enzimlerin aktivitelerinin yüksek olması, daha az yan ürün oluşturmaları, daha stabil ve ucuz olmaları nedeni ile; mikrobiyal kaynaklardan enzim üretimi konusu her geçen gün önem kazanmıştır. Halofilik arkealar ve haloarkeal proteinler çok yüksek tuz konsantrasyonlarına kolayca adapte olabilme özelliğine sahiptirler; bu nedenle haloarkeal proteinler ekstrem ortamlarda stabilitelerini ve fonksiyonlarını sürdürebilmektedirler. Halofillerde birçok haloarkel enzim tespit edilmiştir, bunlardan bir tanesi olan alfa amilaz enzimi endüstriyel anlamda oldukça önemli bir enzimdir.Bu çalışmada; Türkiye Tuzköy Tuz Madeni'nden izole edilen Haloarcula hispanica 2TK2 suşunundan elde edilen ?-amilaz enziminin özellikleri araştırılmıştır. 25 - 80 °C sıcaklık değer aralığında, 1 - 6 M tuz konsantrasyonu değer aralığında ve pH 4 - 10,8 değer aralığında; ?-amilaz aktivite tayin çalışmaları yapılmıştır. Maksimum enzim aktivitesinin elde edildiği; optimum pH, sıcaklık ve tuz konsantrasyon değerleri sırasıyla; 6,9, 52 °C ve 5 M olarak saptanmıştır. Ayrıca kültür ortamlarının tuz konsantrasyonları arttıkça, rölatif aktivite değerlerinin herbir numune için arttığı ve kültür ortamlarına eklenen nişastanın; halofilik bir arkea olan Haloarcula hispanica 2TK2 suşundan üretilen ?-amilazın aktivitesini önemli ölçüde arttırdığı saptanmıştır. Bunun yanısıra, elde dilen alfa amilaz enziminin; triton X 100, tween 80 ve propilen glikol gibi yüzey aktif maddelere karşı direnci araştırılmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar gösteriyor ki; Haloarcula hispanica 2TK2 suşunun ve elde edilen arkeal enzimin tuz toleransı oldukça yüksektir, enzim aktivitesi açısından oldukça geniş bir pH ve sıcaklık değer aralığına sahiptir ve çeşitli yüzey aktif kimyasallara karşı direnci oldukça yüksektir. % 50 (v/v) Triton X 100, % 50 (v/v) Tween 80 ve % 50 (v/v) propilen glikol varlığında dahi kalan enzim aktivitesi sırasıyla; % 49,87, % 47,62 ve % 66,47 olarak saptanmıştır. Yüksek tuz konsantrasyonları gibi ekstrem şartlar altında fonsiyonlarını ve stabilitelerini koruyabilen enzimlerin kullanımını gerektiren endüstriyel prosesler için potansiyel aday olarak dikkate alınabilir.Anahtar Kelimeler: ?-Amilaz, Haloarcula hispanica 2TK2, spektrofotometrik yöntem, rölatif aktivite, tuz toleransı

Abstract:
Enzymes are protein structured molecules which catalyze the biochemical reactions. In recent years; because of the developments in biotechnology area; the thermo stable and alkaline stable enzymes that are produced via different sources are widely used in food and detergent industries. Enzymes can be produced from animal sources, plant sources and microorganisms. Microorganisms are particularly preferred as potential enzyme source because they grow in number easily and also, controlling the enzyme production is easy. Because of the high activity of these enzymes, less by-product, more stable and cheaper; enzyme production by microorganism has been very important topic day by day. Halophilic archaea adapted to life at salt concentrations at or nearly saturation and haloarchaeal proteins have specific properties for adapting to highly salty environments, so that their proteins maintain stability and functionality in extreme habitants. Many haloarchaeal enzymes have been detected in halophiles; one of them is ?-amylase that is industrially very important.In this study, ?-amylase properties of Haloarcula hispanica 2TK2 strain isolated from Tuzkoy Salt Mine of Turkey were investigated. The ?-amylase activity studies were carried out at 25 - 80 °C temperature values, 1 - 6 M salt concentration values and pH 4 - 10.8 values. The optimum pH, temperature and NaCl concentration values for the relative activity were determined as 6.9, 52 °C and 5 M, respectively. It was also found that the relative activity increases while salt concentration of growth media increases, in all of the samples. Also, the presence of starch in growth media significantly increased the activity of secreted ?-amylase from the halophilic archaeon Haloarcula hispanica 2TK2. In addition, the tolerance of alfa amylase produced from Haloarcula hispanica 2TK2 is investigated in the presence of some surfactants such as triton X 100, tween 80 and propylene glycol. This study indicates that Haloarcula hispanica 2TK2 and ?-amylase from Haloarcula hispanica 2TK2 are fairly salt tolerant, have enzyme activity at a wide range of temperature and pH values and have activity in the presence of some sulfactants. In the presence of 50 % (v/v), Triton X 100, 50 % (v/v) Tween 80 ve 50 % (v/v) propylene glycol; the remainin enzyme activities determined as % 49,87, % 47,62 ve % 66,47, respectively. Thus, it may be considered as a potential candidate for future use in industrial processes which require the use of enzymes that protect their stability and functionality under extreme conditions such as high salt concentrations.Keywords: ?-amylase, Haloarcula hispanica 2TK2, spectrophotometric method, relative activity, salt tolerant