Üreaz üreticisi Bacillus spp. mineralizasyonu ile CaCo3'ın presipitasyonu ve karakterizasyonu
Characterization and precipitation of CaCo3 by mineralization of Bacillus spp. producing urease
Yazar: PEMRA BAKIRHAN
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE AYSUN MERCİMEK TAKCI
Kilis 7 Aralık Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Son yıllarda inşaat sektöründe beton içerisindeki mikroçatlaklar ve gözeneklerin kapatılmasında mikroorganizmalar tarafından indüklenen kalsit presipitasyonu etkili ve ucuz alternatif bir onarım tekniği olarak değerlendirilmektedir. Mikroorganizmalar tarafından sentezlenen üreaz enziminin aktivitesi sonucu CaCO3 kristallerin birikimine neden olmaktadır. Bu sebeple tez çalışmamızda ürolitik aktiviteye sahip Bacillus spp. suşlarının izolasyonu ve bakterilerin kalsit presipitasyonun identifikasyonu amaçlanmıştır. Çalışmamızda Kilis ili toprak örneklerinden üreaz üretici Bacillus spp. suşları izole edilmiştir. B10 ve B11 olarak isimlendirilen suşlardan saflaştırılan intrasellüler üreazın spesifik aktiviteleri 1.38±0.07 ve 1.22±0.02 µmol/min/mg'dır. SDS-PAGE analizleri ile üreaz enziminin 66.95, 59.61 ve 24.45 kDa moleküler ağırlıklı alt ünitelerden oluşan trimerik bir enzim olduğu saptanmıştır. En yüksek spesifik aktivite gösteren B10 suşu ile sürdürülen mineralizasyon çalışmalarında rombohedral hekzagonal ve ortorombik aragonit kristallerinin birikimi SEM/EDS ve XRD analizleri ile ortaya konmuştur. B10 suşunun üreaz üretimini arttırabilmek için "Design Expert statistical software" (Design Expert 8.0.7)'in kullanıldığı Box Behnken deneme planı uygulanmıştır. Maksimum üreaz üretimi %5.00 üre, %3.00 sükroz ve %2.00 et özütü içeren besi ortamında gözlenmiş ve optimum koşullardaki spesifik aktivite 1.498±0.05 µmol/min/mg olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar B10 suşunun biyoçimento yapımında endüstriyel uygulanabilirliğini işaret etmektedir

Abstract:
Recently, microbiologically induced calcite precipitation has been evaulated as an effective and eco friendly alternative a repair technique in plugging of microcracks and pores in concrete for building trade. Activity of urease enzyme synthesized by micoorganisms has been induced to the precipitation of CaCO3 crystals. The objective of this research work is to isolate Bacillus spp strains having ureolitic activity and identify calcite precipitating of bacteria. In this study, urease-producer indigenous soil bacteria (Bacillus spp.) were isolated from Kilis, Turkey. The spesific activities of intracellular urease purified from strains named as B10 and B11 were 1.38±0.07 and 1.22±0.02 µmol/min/mg. Urease was determined to be a trimeric enzyme being three subunits with 66.95, 59.61 and 24.45 molecular weights. In mineralization analysis performed with B10 strain showing the maximum specific activity, rhombohedral hexagonal and ortorombic aragonite calcite crystals precipitation were revealed by SEM/EDX and XRD. For increasing of urease production, Design Expert statistical software" (Design Expert 8.0.7) Box Behnken design was used. Maximum urease producing of B10 strain was observed in medium including 5.00% urea, 3.00% sucrose and 2.00% meat extract and specific activity at optimum condition was calculated as 1.498±0.05 µmol/min/mg. These results are indicated the industrial applicable of B10 bacterial strain in biocement production.