Cellulase-free alkaline xylanase enzim üreticisi Bacillus sp. suşlarının izolasyonu, enzim üretimi, karakterizasyonu ve biyoteknolojik kullanım olanaklarının araştırılması
Isolation of cellulase-free xylanase Bacillus sp. strains, enzyme production, characterization and investigation of biotechnological applications
Yazar: ZELİHA NURDAN SARAÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. BURHAN ARIKAN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada, değişik ortamlardan izole edilen alkalifilik Bacillus sp. suşlarından selülaz aktivitesi olmayan ksilanaz izolasyonu ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla bakterilerin farklı sıcaklık ve pH aralığında katı besiyerinde üreme ve enzim üretme yetenekleri araştırılmıştır. Ayrıca çeşitli kimyasalların ve NaCl'ün farklı konsantrasyonlarının enzim aktivitesi üzerindeki etkileri belirlenmiştir.Bacillus sp. X6 suşundan üretilen enzimin SDS-PAGE analizi sonucunda moleküler ağırlıkları 62.4 kDa ve 22 kDa olan iki aktivite bandı tespit edilmiştir. Enzimin optimum aktivite gösterdiği sıcaklık 30ºC bulunmuştur. Enzim 30-100ºC arasında 60 dakikada aktivitesinin yaklaşık %86'sını korumuştur. Enzim pH 8.0'de optimum aktivite gösterirken, 24 saat süreyle 30ºC'de pH 7.0-12.0 aralığında ortalama %57 kalan aktivite ile alkali-stabil özellik göstermiştir. X6 enzimi %15 NaCl konsantrasyonunda %60'lık optimum aktivite göstermiştir. H2O2 (%75), MnCl2 (%65) ve ß-merkaptoetanol (%149) enzim aktivitesini önemli düzeyde arttırırken, diğer kimyasallar aktivitede azalmaya neden olmuştur. İnce tabaka kromatografisi ile açığa çıkan hidroliz ürününün maltoz olduğu saptanmıştır.Bu sonuçlara göre X6 enzimi, psikrotolerant, ekstrem-termofil, mezofil, alkalifil, halotolerant, termostabil ve alkali-stabil özellik göstermektedir. Bu özelliklerinden dolayı X6 selülaz aktivitesi olmayan ksilanaz enzimi, bio-bleaching uygulamalarında, kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinde, meyve suyunun saflaştırılmasında ve tekstil endüstrisinde ağartma işlemlerinde kullanılabilir özelliktedir.

Abstract:
In this study, the cellulase free xylanase enzymes from Bacillus sp. strains isolated from different environments were produced and characterized. For this purpose, different temperatures and pH values of bacteria and enzymes to produce reproductive capabilities on solid plate were investigated. Besides, different chemicals and NaCl effects on the enzyme activity was determined.Molecular weight of the enzyme from Bacillus sp. X6 was estimated as 62.4 and 22 kDa on SDS-PAGE. The optimum activity was obtained at 30ºC. The enzyme was retained it?s activity around %86 at the end of 60 minutes between 30-100 ºC. The optimum activity was obtained at pH 8.0. The enzyme also presented the alkali-stable properties with a residual activity around 57% at 30 ºC between pH 7.0-12.0 for 24 hours. The optimum activity of X6 xylanase has shown 60% in the 15% NaCl concentration. H2O2 (%75), MnCl2 (%65) and ß-mercaptoethanol (%149) stimulated the enzyme activity significantly however the other chemicals reduced. Maltose was obtained as a hydrolysis product by thin layer chromatography.According to these result, X6 enzyme shows psychrotolerant, extreme-thermophile, mesophile, alkaliphile, halotolerant, thermostable and alkali-stable characters. Due to these properties X6 cellulase free xylanase enzyme has capable of using at bio-bleaching applications, paper and pulp industry, clarification processes of fruit juice and bleaching prosseses at textile industry.