Amilaz enziminin çapraz bağlı agregatlarının sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of cross-linked aggregates of amylase enzyme
Yazar: YASEMİN ABOALVARD
Danışman: PROF. DR. SEMA SALGIN
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Son yıllarda, çapraz bağlı enzim agregat (CLEA)'ları, yeni ve çok yönlü biyokatalizör sistemleri olarak ortaya çıkmıştır. Günümüzde enzimlerin CLEA formunun sentezi, en avantajlı taşıyıcısız tutuklama yöntemlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Amilaz, biyoteknoloji endüstrisinde yaygın olarak kullanılan hidrolazlar grubu enzimlerden biridir. Amilaz içecek, bira ve deterjan endüstrilerinde yer alan çeşitli enzimatik tepkimelerde önemli rol oynar.  Bu çalışmada, amilaz enziminin CLEA formu sentezlenmiştir. CLEA sentezinde CLEA aktivitesi üzerine toplam protein derişiminin etkisi, katkı maddesi lizin derişiminin etkisi, Ca+2 iyonlarının etkisi incelenmiştir. Ayrıca optimum sentez koşullarında üretilen CLEA biyokatalizörleri için en uygun pH ve sıcaklık değerleri ile tekrar kullanılabilirlikleri ve depolama kararlılığı belirlenmiştir. CLEA'ların kimyasal yapıları FTIR analizleriyle, morfolojik yapıları SEM analizleriyle belirlenmiştir. CLEA aktivitesinin en yüksek olduğu koşullar; 200 mg/mL amilaz, 8 mg/mL lizin ve 500 ppm CaCl2  olarak belirlenmiştir.  Bu koşullarda sentezlenen CLEA  biyokatalizörleri için en uygun pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla 6.0 ve 20οC olarak belirlenmiştir. CLEA'ların depolama kararlılığı 2 ay boyunca incelenmiş ve biyokatalizörlerin başlangıç aktivitesinin yaklaşık %95'ini koruduğu gözlenmiştir. CLEA'ların 5 tepkime halkası sonunda aktivitesinin %31'ini 10 tepkime halkası sonunda ise %10'unu koruduğu gözlenmiştir.

Abstract:
In recent years, cross-linked enzyme aggregates (CLEAs) have emerged as new and versatile biocatalyst systems. Nowadays, the synthesis of the enzymes' CLEA form is considered as one of the most advantageous carrier-free immobilization methods. Amylase is one of the group of hydrolases widely used in the biotechnology industry. Amylase plays an important role in various enzymatic reactions in the beverage, beer and detergent industries. In this study, the CLEA form of the amylase enzyme has been synthesized. In CLEA synthesis, the effect of total protein concentration, additive lysine concentration and Ca+2 ions was investigated on the activity of CLEA. In addition, the optimum pH and temperature values, reusability and storage stability were determined for CLEA biocatalysts produced under optimum synthesis conditions. The chemical structures of CLEAs were identified by FTIR analysis and morphological structures of CLEAs were determined by SEM analysis. The highest activity of CLEA were determined as 200 mg/mLamylase, 8 mg/mL lysine and 500 ppm CaCl2. The optimum pH and temperature values for CLEA biocatalysts synthesized under these conditions were determined as 6.0 and 20οC, respectively. The storage stability of CLEAs was examined for 2 months and it was observed that the biocatalysts maintained approximately 95% of their initial activity. It was observed that CLEAs protected 31% of their activity at the end of 5 reaction cycles and 10% at the end of 10 reaction cycles.