Anoxybacillus gonensis Z4 suşundaki katalaz aktivitesinin incelenmesi ve tam hücre immobilizasyonu
Investigation of catalase activities from Anoxybacillus gonensis Z4 strain and whole cell immobilization
Yazar: MURAT DURMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BARBAROS DİNÇER
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Enzim aktivitesi = Enzyme activity ; Katalaz = Catalase ; İmmobilize hücre sistemi = Immobilized cell system

Özet:
Bu çalışmada, Atatürk Üniversitesi Fen Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü araştırmacıları tarafından yeni izole edilen Anoxybacillus gonensis Z4 suşunun endüstriyel bir enzim olan katalazı üretebilme kapasitesi belirlenerek, bu enzimin bazı kinetik verileri ve spektroskopik özellikleri ortaya konmuştur. Ayrıca Anoxybacillus gonensis Z4 suşunun agar ve agaroz ortamlarında tam hücre immobilizasyonu gerçekleştirilerek, katalaz aktivitesi karakterize edilmiştir.Bu çalışmada kullanılan termofilik suşun katalaz ürettiği petri testi ve doğal elektroforezle ortaya konarak, bu suşun oldukça yüksek katalaz aktivitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Anoxybacillus gonensis Z4 suşundan elde edilen katalazın pH 7,0 ve 50 oC'de en yüksek aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Z4 termofilik suşundan elde edilen katalazın H2O2 substratı varlığında yapılan kinetik çalışması sonucunda Vmaks değeri 250.000±980 U/mg protein ve Km değeri 17,5±2,2mM olarak belirlenmiştir. Ayrıca, çalışmada kullanılan termofilik Z4 suşundan elde edilen katalazın NaN3, KCN, HgCl2 ve 3-amino-1,2,4-triazol gibi bilinen katalaz inhibitörleri ile inhibe olduğu görülmüştür.Anoxybacillus gonensis Z4 suşu katalazıının doğal hali yalnızca 410 nm'de hem grubunu gösteren Soret ( ? ) pikini verirken, KCN ile Soret pikini 415 nm'de, ? -bandı pikini 520 nm'de, ? -bandı pikini ise 550 nm'de verdiği gözlenmiştir.Çalışmada tam hücre immobilizasyonunda doğal polimerlerden agar ve agaroz kullanılmıştır. İmmobilize hücrelerin katalaz aktivitesini gösterdiği ve Vmaks değerinin 50.000±413 U/g jel ile Km değerinin 200±28 mM olduğu tespit edilmiştir. Agar ortamında immobilize edilmiş hücrelerin, katalaz aktivitesini 2. kez kullanımında %53, agaroz ortamında ise 2. kez kullanımında %80 oranında koruduğu gözlenmiştir.Kısaca çalışmada kullanılan Anoxybacillus gonensis Z4 suşunun yüksek katalaz aktivitesine sahip olduğu ve hidrojen peroksidin kullanıldığı endüstri alanları için potansiyel katalaz kaynağı olarak kullanılabileceği söylenebilir.

Abstract:
In this study, the capacity of Anoxybacillus gonensis Z4 strain that were isolated by a research group in the Department of Molecular Biology and Genetics of Faculty of Science of Atatürk University to produce catalase, an industrial enzyme, was investigated, and some kinetic parameters and spectroscopic properties of this catalase enzyme were determined. In addition, Anoxybacillus gonensis Z4 strain was performed immobilization of its whole cell in agar and agarose environments, and their catalase activities were characterized.The catalase-producing ability of this thermophilic species was explored by petri test and native electrophoresis. The catalase from Anoxybacillus gonensis Z4 strain exhibited the highest activity at pH 7.0 and 50 oC. Catalase from the Z4 thermophilic strain in the presence H2O2 substrate was determined Vmax value as 250,000±980 U / mg protein and the Km value as 17.5±2.2 mM as a result of the kinetic study. In addition, catalase from thermophilic Z4 strain, using in this study, was inhibited by NaN3, KCN, HgCl2, and 3-amino-1,2,4-triazole known catalase inhibitors.The catalase obtained from Anoxybacillus gonensis Z4 strain was observed to give Soret peak showing the heme group only 410 nm in natural state, and to give Soret peak 415 nm, ?-band and ß-band peaks around 520-550 nm with KCN.Agar and agarose were used for whole cell immobilization of the study. Immobilized cells showed the activity of catalase and it has 50000±413 U / g gel as Vmax value and 200±28 mM as Km value. It was observed that catalase activity was maintained 80% by cells immobilized in agarose media and 53% by cells immobilized in agar media in the use of the second.In conclusion, Anoxybacillus gonensis Z4 strain tested in this study was found, because of its high catalase activity, to be a potential source of catalase for the industries utilizing hydrogen peroxide.