Farklı yöntemlerle üreaz/alanindehidrogenaz enzim çiftinin immobilizasyonu ve sistemin kan üre düzeyini düşürebilme olanaklarının araştırılması
Immobilization of urease/alanine dehydrogenase enzyme couples by different methods and its investigation for lowering possibilties of blood urea level
Yazar: AYŞE BARAN TEKE
Danışman: DOÇ. DR. ŞENAY BAYSAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Alanin dehidrogenaz = Alanine dehydrogenase ; Üreaz = Urease ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Üreaz, ürenin amonyak ve karbondiokside hidrolizini katalizleyen bir enzimdir. Daha önce pek çok polimerik materyal üreaz immobilizas-yonu için kullanılmış olup analitik ve biyomedikal alanlarda kullanımı açıklanmıştır. İmmobilize üreazın başlıca biyomedikal uygulamalarından biri detoksifikasyon için direk kandan veya yapay böbrek makinelerinin diyaliz sistemlerinden üre atılımıdır. Alanin dehidrogenaz (AlaDH), NAD+ varlığında L-alaninin piruvat ve amonyağa dönüşümlü deaminasyonunu katalizleyen bir enzimdir. Üreaz reaksiyonu sonucu oluşan amonyak, başlıca toksik metabolik ürünlerden biridir ve AlaDH reaksiyonu ile alanine dönüşmektedir. AlaDH'ın çeşitli kaynaklardan saflaştırılmasına ve özellikleri araştırılmasına rağmen, immobilizasyon çalışmaları sınırlıdır.Bu çalışmada, farklı yöntemler kullanılarak üreaz ve Üreaz/AlaDH enzim çiftinin immobilizasyonu gerçekleştirildi. Üreaz, glisidil metakrilat (GMA) aşılanmış naylon-6-membrana, kalsiyum-aljinat boncuklara ve poli-L-lizin (PLL) kaplı kalsiyum-aljinat boncuklarda immobilize edildi. Üreaz/AlaDH ise PLL kaplı kalsiyum-aljinat boncuklara immobilize edildi. İmmobilize ve serbest enzimlerin aktivitesine bazı parametrelerin (inkübasyon süresi, pH, sıcaklık, substrat konsantrasyonu) etkisi incelenerek kararlılık testleri (termal, pH, depo kararlılığı ve tekrar kullanılabilirlik) yapıldı. Seçilen immobilizasyon metodu ile uygun reaktör tasarımı yapıldı.

Abstract:
Urease is an enzyme that catalyzes the hydrolysis of urea to ammonia and carbon dioxide. Many polymeric materials have been used for urease immobilization and their uses in analytical and biomedical fields were described before. One of the major biomedical applications of immobilized urease is direct removal of urea from blood for detoxification or in the dialysis systems of artificial kidney machines. Alanine dehydrogenase (AlaDH) catalyses the reversible deamination of L-alanine to pyruvate and ammonia in the presence of NAD+. Ammonia occurs from the reaction of urease that is one of the main toxic metabolic products and reversed to alanine by the reaction of AlaDH. Although AlaDH purified from various sources and their properties are widely studied, there is only a few immobilization studies with this enzyme.In this study, urease and the couple of enzyme Urease/AlaDH were immobilized by using various methods. Urease was immobilized in glycidyl methacrylate (GMA) grafted nylon-6-membrane, Ca-alginate beads and poly-L-lysine (PLL) coated Ca-alginate beads. Urease/AlaDH was also immobilized in poly-L-lysine (PLL) coated Ca-alginate beads. Some parameters effecting to the immobilized enzyme and free enzyme activity (incubation time, pH, temperature, substrate concentration) and stability of the immobilized enzyme (thermal, pH, storage and operational stability) were also searched. An immobilized enzyme reactor were designed according to the preferred immobilization method.