Tirozin saflaştırması için kompozit taşıyıcıların hazırlanması
Preparation of composite carriers for tyrosine purification
Yazar: GİZEM ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. ADİL DENİZLİ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Tirozin insan vücudu için esansiyel olmayan ve L-fenilalanin kullanılarak vücut tarafından üretilebilen bir amino asittir. Tirozin, önemli beyin kimyasallarının üretimine, ruh halinin düzenlenmesine, stres seviyesinin düşmesine, melanin pigmentinin üretimine, tiroid fonksiyonlarının düzenlenmesine ve bunun gibi vücut için kritik metabolik faaliyetlere katkı sağlar. Bu sebeple yüksek saflıkta elde edilmesi ticari öneme sahiptir. 
Moleküler baskılama, istenilen molekülü yüksek saflıkla ve özgünlükle elde etmek için maliyeti düşük, hazırlaması kolay ve tekrarlanabilirliği yüksek bir yöntemdir. Bu teknoloji günümüzde yapılan saflaştırma çalışmalarında sıklıkla ve başarı ile kullanılmaktadır. 
Kriyojeller donma sıcaklığının altında radikalik polimerizasyon ile hazırlanan süper makrogözenekli ve yüksek esnekliğe, dayanıklılığa sahip polimerik jellerdir. Bu sebeple özellikle biyomoleküllerin saflaştırma çalışmalarında kullanımı oldukça fazladır.
Bu çalışmada, tirozin baskılanmış manyetik silika mikroküreler sentezlenmiş ve SEM, FTIR, ESR ve EDX yöntemleriyle karakterize edildikten sonra poli(2-hidroksietil metakrilat) temelli kriyojele gömülerek tirozin saflaştırması için yüksek seçiciliğe, kimyasal ve mekanik dayanıklılığa sahip bir kompozit taşıyıcı hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozit taşıyıcının ilk olarak SEM, FTIR, ESR ve EDX yöntemleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. Ardından tirozin adsorpsiyonu için optimum koşullar rotatör yardımıyla kesikli sistemde belirlenmiştir. Maksimum tirozin adsorpsiyon kapasitesi sulu çözeltide oda sıcaklığında hazırlanan pH 8,0 tampon çözeltisinde 62,27 mg tirozin/g kompozit taşıyıcı olarak bulunmuştur. Hazırlanan kompozit taşıyıcıya adsorbe edilen tirozin her analiz sonrası 0,1 M NaCl kullanılarak desorbe edilmiş ve kompozit taşıyıcının tekrar kullanılabilirliği incelenmiştir. Ayrıca kompozit taşıyıcının yarışmacı ajanlar kullanılarak seçiciliği incelenmiştir. Son olarak yapılan matematiksel hesaplamalarla ile tirozin ile kompozit taşıyıcı arasındaki etkileşimin uyduğu adsorsiyon izoterm modeli belirlenmiştir. Geliştirilen kompozit taşıyıcının tirozin saflaştırmasında başarı ile kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
Tyrosine is an amino acid that is non-essential for the human body and can be produced by the body using L-phenylalanine. Tyrosine contributes to the production of important brain chemicals, regulation of mood, reduction of stress level, production of melanin pigment, regulation of thyroid functions, and other critical metabolic activities. Therefore, high purity synthesis of it has a commercial importance. 
Molecular printing is a cost effective, easy to prepare and highly reproducible method for obtaining the desired molecule with high purity and specificity. This technology is used frequently and successfully in the purification studies carried out today. 
Cryogels are super macroporous polymeric gels which are prepared by radicalic polymerization below freezing temperature and have high flexibility and durability. Therefore, the use of biomolecules in purification studies is quite high.
In this study, tyrosine imprinted magnetic silica microspheres were synthesized and these microspheres were embedded in poly(2-hydroxyethyl methacrylate) based cryogels to prepare a composite carrier that has high selectivity and high chemical/mechanical resistance after characterization by SEM, FTIR, ESR and EDX. The prepared composite carrier was first characterized by SEM, FTIR, ESR and EDX methods. Then, optimum conditions for tyrosine adsorption were determined in the batch system by a rotator. Maximum tyrosine adsorption capacity was found as 62.27 mg/g in pH 8.0 buffer solution prepared at room temperature in aqueous solution. The tyrosine adsorbed by the prepared composite carrier was desorbed using 0.1 M NaCl after each analysis and the usability of the composite carrier was examined. In addition, the selectivity of the composite carrier aganist the competitive agents was investigated. Finally, with the mathematical calculations, the adsorption isotherm model which is compatible for the interaction between tyrosine and composite carrier was determined. It has been found that the developed composite carrier can be used successfully in tyrosine purification.