Beta-1,4-endoksilanaz ve beta-(1,3-1,4)-glukanaz enzimlerini üreten Bacillus sp. izolasyonu, enzimlerin kısmi saflaştırılması ve karakterizasyonu
Beta-1,4-endoxylanase and beta-(1,3-1,4)-glucanase producing Bacillus sp. isolation, partial purification and characterization of the enzymes
Yazar: SEVTAP SARITÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ASHABİL AYGAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Kahramanmaraş'ın Ahır Dağı eteklerinden alınan toprak örneklerinden izole edilen toplam 186 bakteri suşu içerisinde 8 suşun (% 4.30) ksilanaz enzimi 15 suşun (% 8.06) ise likenaz enzimi ürettiği belirlenmiştir. En yüksek ksilanolitik ve likenolitik aktivite gösteren H-12 suşu enzim üretimi ve karakterizasyon çalışmaları için seçilmiştir. Bazı biyokimyasal ve mikroskobik testlere tabi tutulan bu suş Bacillus sp. olarak tanımlanmıştır. Bacillus sp. H-12 suşu en yüksek ksilanolitik ve likenolitik aktivitesini pH: 7.0' de ve 37 °C'de oluşturmuştur.H-12 ksilanaz ve likenaz enzimleri optimum aktivitelerini 50 °C'de ve sırasıyla pH: 6.5 ve 7.5'te göstermiştir. H-12 ksilanaz enzimi pH: 5.0-6.0 arasında 15 dakika % 81 oranındaki enzim aktivitesiyle stabil kalmaktadır ve H-12 likenaz enzimi aynı sürede pH: 4.0-8.0 arasında ortalama % 99 oranında enzim aktivitesi ile stabilitesini korumuştur. Ksilanaz ve likenaz enzimlerinin en yüksek stabiliteleri sırasıyla 40 °C'de 15 dakika ve 50 °C'de 20 dakikadır. Ayrıca her iki enzim de 15 dakika ön inkübasyonda 2 M NaCl varlığında en yüksek aktiviteyi göstermişlerdir. Her iki enzimin de enzimatik aktivitesi HgCl2 varlığında tamamen durmuştur (% 0). MnCl2 varlığında ise ksilanaz ve likenaz enzimleri sırasıyla % 148 ve % 155 oranında en yüksek rölatif aktivite göstermiştir. H-12 ksilanaz enziminin enzim aktivitesi 155.6 U/mL olarak hesaplanırken likenaz enzimininki 90.23 U/mL olarak hesaplanmıştır. Diğer yandan ksilanaz enziminin spesifik aktivitesi (778 U/mg) likenaz enzimininkinden (451.15 U/mg) daha yüksektir.SDS-PAGE analizi ile ksilanaz ve likenaz enzimlerinin moleküler büyüklükleri sırasıyla 29 kDa ve 98.94 kDa olarak bulunmuştur. İnce tabaka kromotografisi sonuçlarına göre ksilanaz enziminin son ürünleri ksiloz ve ksilooligosakkaritler iken likenaz enziminin son ürünleri glikoz ve daha uzun zincirli diğer oligosakkaritler olmuştur.Bu çalışmalar göstermektedir ki Bacillus sp. H-12 suşu tarafından üretilen enzimler yukarıda belirtildiği gibi faydalı özellikler taşımaktadır. Bu yüzden bu enzimler hayvan yemi, atık uygulamaları, kağıt ve kağıt hamuru ve biyoyakıt üretimi endüstrilerinde kullanılabilir.

Abstract:
Among the 186 strain of bacteria isolated from soil samples collected from hillside of Ahır mountain, Kahramanmaraş, 8 strains (4.30 %) were xylanase positive and 15 strains were (8.06 %) were lichenase positive. Bacillus sp. H-12 strain showed the highest xylanolitic and lichenolitic potential was chosen for enzyme production and characterization. This strain was identified as Bacillus sp. on the basis of some biochemical and microscobic examination. Bacillus sp. H-12 strain produced the highest xylanolitic and lichenolitic activity at 37 °C and pH: 7.0.H-12 xylanase and lichenase enzymes showed the optimal activity at 50 °C and pH: 6.5 and 7.5, respectively. H-12 xylanase enzyme was stable with the remaining activity 81 % between pH: 5.0-6.0 for 15 minutes and H-12 lichenase enzyme was stabil with the remaining activity 99 % between pH: 4.0 - 8.0 for 15 minutes. The highest stabilities of xylanase and lichenase enzymes were at 40 °C for 15 minutes and at 50 °C for 20 minutes, respectively. Also both of the enzymes showed maximum activity in presence of 2 M NaCl with 15 minutes pre-incubation. The enzymatic activity was stopped completely in presence of HgCl2 (0 %) for both enzymes. In presence of MnCl2, xylanase and lichenase enzymes showed the highest relative activity about 148 % and 155 %, respectively. H-12 xylanase was calculated as 155.6 U/mL whereas lichenase was calculated as 90.23 U/mL. On the other hand, the spesific activity of xylanase (778 U/mg) was higher than that of lichenase (451.15 U/mg).By the SDS-PAGE analysis, molecular weights of xylanase and lichenase enzymes were 29 kDa and 98.94 kDa, respectively. According to the thin layer chromotography final products of the xylanase were xylose and xylooligosaccharides and of the lichenase were glucose and other oligosaccharides.These studies show that the enzymes produced by Bacillus sp. H-12 strain have some useful properties as indicated above. Therefore these enzymes could be used in feed, waste treatment, paper and pulp and biofuel production industries.