Glukoz oksidaz enziminin polimerler ile üçlü komplekslerinin hazırlanması ve kararlılıklarının incelenmesi
Preparation of triple complexes of glucose oxidase with polymers and investigation of their stabilities
Yazar: ECEM BAYKAL
Danışman: DOÇ. DR. MELDA ALTIKATOĞLU YAPAÖZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Enzimler; tıp, klinik, eczacılık, tekstil, biyoteknoloji ve endüstrinin birçok alanında yaygın olarak kullanılan biyolojik katalizörlerdir. Enzim içeren çözeltilerde, enzimlerin yarı ömrünün azalması ve enzimlerin kararlılığının hem depolama hem de uygulama sırasında azalması, bu ürünlerin kullanımını güçleştirmektedir. Enzimler sıcaklığa, optimal pH aralığı dışındaki pH değerlerine ve ortamda bulunan kimyasal maddelere karşı suda çözünebilir polimerler ya da bazı kimyasallar kullanılarak konjuge edilmektedir. Enzimlerin stabilizasyonuna yönelik çalışmalar ve enzimlerin oluşturduğu konjugatlar, enzimleri daha kararlı hale getirmektedir.
GOD, daha çok Aspergillus ve Penicillium türlerinden fermantasyon yolu ile üretilen ve oksidoredüktaz sınıfına ait bir enzimdir.  GOD, β-D-glukoz ile hidrojen peroksit arasında gerçekleşen ve sonuçta D-glukono-δ-lakton oluşan reaksiyonu katalizleyen ticari bir enzimdir. GOD, üretim ve depolama aşamaları boyunca sıcaklık, pH ve denatüre edici maddelere karşı aktivitesini uzun süre korumaktadır. GOD, yüksek dayanıklılığı ve ucuz olması sebebiyle endüstrinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, farklı mol oranlarında sentezlenmiştir. Dekstranın aldehit türevi, ticari dekstrandan hazırlanmıştır. Elde edilen enzim/polimer kompleksleri UV spektrofotometrede incelenmiştir.
Sentezlenen komplekslerin ve serbest enzimin farklı sıcaklıklarda aktivite tayinleri yapılmış ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Hazırlanan enzim/polimer komplekslerinden GOD/Kitosan/Dekstran-aldehit için en iyi oranın 1/5 ve GOD/Kitosan/Dekstran-sülfat için en iyi oranın 10/1 olduğu bulunmuştur. Hazırlanan oranların serbest enzime kıyasla termal stabilitesi, farklı tuz etkileri, organik çözücü etkileri ile raf ömürleri incelenmiş ve sonuçlar kıyaslanmıştır. 
Kompleksler, tüm sıcaklık değerlerinde serbest enzime göre daha düşük aktivite göstermiştir. Fakat yüksek sıcaklık değerlerinde serbest enzime kıyasla termal stabilitesinin daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Kompleksler ve serbest enzim, tuz etkisine karşı benzer aktivite gösterirken organik solvent etkisine karşı komplekslerin daha kararlı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, komplekslerin raf ömürlerinin serbest enzimden daha iyi olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Enzymes are biological catalysts that are widely used in many fields of medicine, clinical, pharmacy, textile, biotechnology and industry. Reducing the half-life of enzymes and decreasing the stability of the enzymes during both storage and application in enzyme-containing solutions complicates the use of these products. Enzymes are conjugated using water-soluble polymers or specific chemicals against temperature, pH values which outside the optimal pH range, and chemicals in the environment. Studies on stabilization of enzymes and conjugates formed by enzymes, make enzymes more stable.
Glucose oxidase (GOD) is an enzyme of the class of oxidoreductase which is produced by fermentation from Aspergillus and Penicillium species. GOD is a commercial enzyme that occurs between β-D-glucose and hydrogen peroxide, which ultimately catalyzes the reaction of D-glucono-δ-lactone. GOD maintains its activity against temperature, pH and denaturing agents for a long time during the production and storage stages. GOD is widely used in many areas of the industry due to its high durability and cheap price rather than many enzymes.
In this study, the different mole ratios of GOD/Chitosan/Dextran-aldehyde and GOD/Chitosan/Dextran-sulfate complexes were synthesized. The aldehyde derivative of dextran was prepared from commercial dextran. The enzyme/polymer complexes obtained were investigated by UV spectrophotometer.
Activity determination of synthesized complexes and free enzyme at different temperatures were made and the results were compared. The best ratio for GOD / Chitosan / Dextran-aldehyde from prepared enzyme / polymer complexes was found to be 1/5 and the best ratio for GOD/Chitosan/Dextran-sulfate was 10/1. Thermal stability, different salt effects, organic solvent effects and shelf life of the prepared ratios compared to the free enzyme were investigated and the results were compared. 
Complexes showed lower activity than free enzyme in all temperature values. However, it was observed that the thermal stability of the complexes was better than the free enzyme at high temperature values. While complexes and free enzymes perform similar activity against salt effect, same complexes' against organic solvent effect have been observed to be more stable. Also, according to the results, the shelf life of the complexes was better than the free enzyme.