Horseradısh peroksidazın kalsiyum aljinat jelatin hidrojelde immobilizasyonu ve karakterizasyonu
Immobilization and characterization of horseradish peroxidase enzyme on calcium alginate gel
Yazar: ESRA ÇANTAY
Danışman: PROF. DR. ONUR ATAKİŞİ
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Horseradish peroxidase = Horseradish peroxidase ; Jelatin = Gelatin ; Karakterizasyon = Characterization ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Horseradish peroksidaz, yapan turpu bitki köklerinden elde edilen ve çeşitli organik ve inorganik bileşikleri oksitlemek için hidrojen peroksiti kullanan ve içerisinde hem molekülü bulunduran bir peroksidaz kaynağıdır. Enzimlerin endüstriyel alanlarda kullanımı 1940'lı yıllarda başlamış ve son yıllarda da artarak devam etmiştir. Serbest ve immobilize enzimler sahip olduğu geniş uygulama alanları nedeniyle, gıda, tıp, tekstil, tarım, çevre ve kimya endüstrileri başta olmak üzerefarklı bir kullanım alanlarına sahiptir.Enzim immobilizasyonu, enzimlerin proses içerisinde defalarca kullanılabilmesine olanak sağlayan, stabilitesini arttıran ve böylece ekonomik fayda sağlayan bir uygulamadır.Bu çalışmada; Horseradish peroksidazın kalsiyum aljinat jel boncuklarda tutuklama yöntemi ile immobilizasyonu, immobilizasyon optimizasyonu ve karakterizasyon çalışmalarının yapılması amaçlandı. Bu amaçla optimum sıcaklık ve pH değerleri serbest ve immobilize enzimler için sırasıyla pH 5.5 ve 6.0 olarak sıcaklık ise 50 °C ve 40 °C olarak belirlendi. Km ve Vmaks değerleri sırasıyla serbest enzim için 0.0102 mM ve 0.763 U/mL olarak, immobilize enzim için 0.0126 mM ve 0.695 U/mL
olarak saptandı. Isıl kararlılık, serbest ve immobilize enzimlerin sırasıyla 40 °C ve 60 °C, pH kararlılık ise +4 °C'de serbest enzim için pH 5.0-6.5 aralığında, immobilize enzim için pH 5.0-7.0 aralığında saptandı. İmmobilize enzimin tekrar kullanılabilirliği test edildi; ilk döngüde enzim aktivitesinin %70 ini, ikinci döngüde %65' ini, yedinci döngüde
ise enzim aktivitesinin yaklaşık %36'sını korunduğu gözlendi. Elde edilen veriler doğrultusunda immobilize enzimin serbest enzime kıyasla daha yüksek kararlılık gösterdiği saptanmıştır. Ayrıca immobilize enzimin reaksiyon sonrasında ortamdan alınıp daha sonra tekrar kullanılabilme özelliklerinden dolayı çeşitli endüstriyel uygulamalar için önemli bir potansiyel taşıyacağı sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Horseradish Peroksidaz, Kalsiyum Aljinat, Jelatin, İmmobilizasyon, Karakterizasyon

Abstract:
Horseradish peroxidase is a source of peroxidase, which is obtained from the roots of the radish plant and uses hydrogen peroxide to oxidize various organic and inorganic compounds and contains both. Enzymes have been used in industrial applications since the 1940s. Due to the wide application areas of free and immobilized enzymes, they have a wide range of use, especially in the food, pharmaceutical, textile, agriculture, environment and chemical industries. In this study, it is aimed to perform immobilization, immobilization optimization and characterization studies of Horseradish peroxidase in calcium alginate gel beads by arresting method. In this context, the optimum temperature and pH values were determined as pH 5.5 and 6.0 for free and immobilized enzymes, respectively, and the temperature was determined as 50 °C and 40 °C. The Km and Vmax values were determined as 0.0102 mM and 0.763 U/mL for the free enzyme, and 0.0126 mM and 0.695 U/mL for the immobilized enzyme, respectively. The thermal stability of the free and immobilized enzymes was determined at 40 °C and 60 °C, respectively, and the pH stability was determined at +4 °C for the free enzyme imine pH 5.0-6.5, for the immobilized enzyme the pH was 5.0-7.0. The reusability of the immobilized enzyme was tested, and it was observed that 70% of the enzyme activity was preserved in the firsthcycle, 65% in the second cycle, and approximately 36% of the activity in the seventh cycle. According to the obtained data, it was determined that the immobilized enzyme showed higher stability compared to the free enzyme. In addition, it has been concluded that the immobilized enzyme will have an important potential for various industrial applications due to its ability to be removed from the environment after the reaction and reused later.

Key Words: Horseradish Peroxidase, Calcium Alginate, Gelatine, Immobilization, Characterization