Fenilketonüri tedavisi için nanobiyokatalitik yaklaşım
Nanobiocatalitic approach for the treatment of phenylketonuria
Yazar: ONUR YUNUSOĞLU
Danışman: PROF. DR. MURAT UYGUN
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: L-fenilalanin = L-phenylalanine ; İmmobilize enzimler = Immobilized enzyme

Özet:
Amaç: Bu araştırma Fenilalanin amino liyaz enziminin fonksiyonelleştirilmiş manyetik nanotellere immobilizasyonu ve immobilizasyon etkinliğini ve bu nanotellerin fenilketonüri hastalığının tedavisinde kullanılabilirliğinin in vitro olarak araştırılmasını amaçlamıştır. 
Materyal ve Yöntem: Au/Ni/rGO nanoteller, 200 nm gözenek çapına sahip (25 mm çaplı) polikarbonat membran içerisinde sırasıyla altın, nikel ve indirgenmiş grafen oksitin ardışık elektrobiriktirmesi ile sentezlenmiştir. Nanotellerin yüzey morfolojisi ve nanotel bileşenleri SEM ve EDX analizleri ile belirlenmiştir. Fenilalanin amino liyaz enzimi sentezlenen manyetik nanotellere kovalent olarak immobilize edilmiştir. Serbest ve immobilize fenilalanin amino liyaz enziminin aktivitesi incelenmiş, optimum koşulları, kinetik parametreleri, termal, depo kararlılığı ve yapay insan serumundaki etkinliği belirlenmiştir. 
Bulgular: Serbest ve immobilize PAL enziminin optimum pH değerleri sırasıyla pH 8,0 ve pH 7,0 olarak bulunurken, optimum sıcaklığın serbest ve immobilize enzimde 45 °C olduğu görülmüştür. İmmobilize PAL'ın incelenen tüm koşullarda serbest enzime göre daha yüksek kararlılık gösterdiği belirlenmiştir. Serbest ve immobilize PAL'ın Km ve Vmax değerleri sırasıyla serbest enzim için 4,902 mM ve 909,09 µmol/dk, immobilize enzim için 11,99 mM ve 238,1 µmol/dk olarak hesaplanmış ve değerlerin immobilizasyon sonunda azaldığı belirlenmiştir. Termal ve depo kararlılığının immobilize enzimde arttığı görülmüştür. Serbest ve immobilize PAL'ın yapay insan serumunda L-Phe deaminasyonu etkinliği incelenmiştir ve immobilize enzimin serbest enzimin aktivitesinin % 55'i olduğu görülmüştür. 
Sonuç: Bu tezde elde edilen sonuçlar fenilketonüri hastalığının tedavisinde PAL bağlı nanomakinelerin kullanımının mümkün olabileceği göstermiştir.

Abstract:
Objective: This research aimed to investigate the immobilization Phenylalanine amino lyase enzyme to functionalized magnetic nanowires and immobilization efficiency of enzyme usability of these nanowires in vitro the treatment of phenylketonuria disease.
Material and Method: Au/Ni/rGO nanowires was synthesized by sequential electrodeposition of gold, nickel and reduced graphene oxide, respectively, in a polycarbonate membrane with 200 nm pore diameter (25 mm diameter). The surface morphology of nanowires and nanowire components were determined by SEM and EDX analyses. Phenylalanine amino lyase enzyme was covalently immobilized to the synthesized magnetic nanowires. The activity of free and immobilized Phenylalanine amino lyase enzyme was examined, and its optimum conditions, kinetic parameters, thermal, storage stability and activity in artificial human serum were determined.
Results: While the optimum pH values of free and immobilized PAL enzyme were found to be pH 8,0 and pH 7,0, respectively, the optimum temperature was found to be 45 °C for free and immobilized enzyme. It was determined that immobilized PAL showed higher stability than the free enzyme in all conditions examined. The Km and Vmax values of free and immobilized PAL were calculated as 4,902 mM and 909,09 µmol/min for the free enzyme, and 11,99 mM and 238,1 µmol/min for the immobilized enzyme, respectively, and it was determined that the values decreased at the end of immobilization. It was observed that thermal and storage stability increased in immobilized enzyme. The effectiveness of L-Phe deamination activities of free and immobilized PAL in artificial human serum was examined and it was observed that the immobilized enzyme had 55 % of the activity of the free enzyme.