Polianyonların bovin serum albumin ile karışımlarının dört detektörlü moleküler eleme kromatografisi yöntemiyle analizi
Analysis of mixtures of polyanions with bovine serum albumin by size exclusion chromatography with quadruple detection method
Yazar: MURAT TOPUZOĞULLARI
Danışman: PROF.DR. HURİYE KUZU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Suda çözünen ve çözünmeyen protein-polielektrolit kompleksleri fonksiyonel biyopolimersistemleri olarak çeşitli alanlarda önemli uygulamaları bulunmaktadır ve polimer-proteinbileşiklerinin spesifik bir sınıfını oluşturmaktadırlar. Polielektrolitlerin proteinlerle suluçözeltilerdeki etkileşimi, pH ve iyonik şiddete duyarlıdır ve proteinlerin izoelektrik noktasınabağlıdır. Polimer-protein kompleksleri poliiyon zincirleriyle protein molekülünün zıt yüklügrupları arasındaki elektrostatik etkileşimin bir sonucu olarak meydana gelmektedir.Bu tez çalışmasında, bileşenlerin farklı oranlarında (nBSA/nPAA=0,5-50) ve farklı pH'larda(pH=4,0; 4,3; 5,0; 6,0; 7,0) sığır serum albuminin poliakrilik asit ile etkileşimi ve çözünürpolikomplekslerin moleküler özellikleri dört detektörlü (UV, kırılma indisi, ışık saçılması veviskometri) moleküler eleme kromatografisi kullanılarak incelenmiştir.Nötral pH'larda polianyon ile protein arasında etkileşim gözlenmezken, proteinin izoelektriknoktasına yakın pH değerinde suda çözünür PAA-BSA kompleksleri oluşmaktadır.Fizikokimyasal özellikleri dört detektörlü kromatografi sistemi kullanılarak incelenen bukomplekslerin belli bir oran aralığında molkül kütleleri ve boyutlarının bir maksimumdangeçtikten sonra sabit kaldığı gösterilmiştir. Proteinin izoelektrik noktasından daha düşük pHdeğerlerinde suda çözünmeyen kompleksler oluşmuş, bu çözeltilerin santrifüj sonrasısüpernatantları incelenmiştir. Bileşenlerin molar oranlarının çok küçük ve çok büyükdeğerlerinde suda çözünen kompleksler olduğu bulunmuş, suda çözünen ve çözünmeyenpolikomplekslerin bir arada bulunduğu gösterilmiştir. Ön aşamada, çökmeden öncepolielektrolit-protein kompleksleri arasında agregasyon olduğu belirtilmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit-protein kompleksleri, moleküler eleme kromatografisi, ışıksaçılması, viskometri.

Abstract:
Water-soluble and insoluble protein-polyelectrolyte complexes as functional biopolymersystems represent a specific class of polymer-protein compounds that have importantapplications in various areas. The extent of the interaction of polyelectrolytes (PE) withproteins in aqueous solutions is found to be pH and ionic strength sensitive and dependent onthe isoelectric points of proteins. Polymer-protein complexes form as a result of theelectrostatic interaction of polyion chains with the oppositely charged groups of the proteinmolecule during these reactions.In this study, we attempt to investigate the interaction of bovine serum albumin (BSA) withpolyacrylic acid (PAA) and molecular properties of soluble polyelectrolyte complexes atdifferent ratios of components (nBSA/nPAA=0,5-50) and pH of solutions (pH=4,0; 4,3; 5,0; 6,0;7,0) using size-exclusion chromatography (SEC) with on-line quadruple detection system: UVabsorption (UV), refractive index (RI), light scattering (LS) and viscosity (VIS) detectors.While interaction between polyanion and protein is not observed at neutral pH values, stablewater-soluble complexes form at pH values close to isoelectric point of BSA. Investigation ofphysicochemical behaviors of these soluble complexes by chromatography shows thatmolecular weight and size of polycomplex particles passes through a maximum molar ratiorange. At pH values below the isoelectric point of protein, water-insoluble complexes form asa result of strong electrostatic attraction. After centrifugation, supernatants were analysed. Atvery low and high values of molar ratios, water-soluble polyanion-protein complexes formand it was showed that these soluble complexes coexist with water-insoluble complexes. Atfirst step, aggregation occurs between polyelectrolyte-protein complexes before precipitationKey words: polyelectrolyte-protein complexes, size exclusion chromatography, lightscattering, viscometry.