Penisilin g açilaz saflaştırılması için yeni destek materyali
New support material for penicillin g acylase purification
Yazar: BAYRAM AKKUŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERPİL ÖZKARA YAVUZ
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Afinite kromatografisi = Affinity chromatography ; Enzim saflaştırması = Enzyme purification ; Penisilin asilaz = Penicillin acylase

Özet:
Penisilin G açilaz (EC 3.5.1.11), endüstriyel süreçlerde yarı sentetik penisilinlerin üretiminde kullanılmaktadır. Penisilin açilaz enzimininsaflaştırılması, yarı sentetik penisilinlerin ve sefalosporinlerin üretimine imkânsağlar. Sunulan çalışmada, penisilin açilaz saflaştırılması için tekrar kullanılabilirmakrogözenekli kriyojel biyoafinite kromatografi adsorbenti hazırlanmıştır.Kriyojeller makrogözeneklere sahiptir. Bu özellikler, kriyojellerin nano-mikroölçek aralığında herhangi bir difüzyon sorunu olmaksızın kullanımına olanaksağlamaktadır. Çalışmada; ilk olarak, 4-aminoantipirin, metakroil klorür ilereaksiyona sokularak metakroil amidoantipirin (MAAP) monomeri sentezlenmişve elde edilen yapı FTIR ile karakterize edilmiştir. Daha sonra; MAAP ve 2-hidroksietilmetakrilat (HEMA) komonomerleri polimerleştirilerek poli(HEMAco-MAAP) kriyojel kolon sentezlenmiştir. Hazırlanan kriyojellerin spesifik yüzeyalanı 25.8 m2g-1, şişme değeri % 1463.97 olarak bulunmuştur. Çalışmanın ikinciaşamasında ise MAAP içeren kriyojel kolonlara sulu çözeltilerden ve doğalkaynaklardan penisilin açilaz adsorpsiyonu incelenmiştir. Poli(HEMA-co-MAAP)kriyojellerin maksimum adsorpsiyon kapasitesi 190.2 mgg-1 (pH 5.0 ve 2 saat)olarak bulunmuştur. Doğal kaynaklardan penisilin açilaz saflaştırılması hızlıprotein sıvı kromatografisi (FPLC) ile gerçekleştirilmiştir. Penicilliumchrysogenum NRRL 1951, Penicillium crysogenum 807 ve Penicilliumpurpurogenum 455 ham ekstraktlarından penisilin açilaz saflaştırma faktörü sırasıile 17.89, 54.9 ve 10.0 olarak bulunmuştur. Kriyojellerden penisilin açilazdesorpsiyonu, 1 M NaOH kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tekrarlanan 6adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü sonucunda kriyojellerin adsorpsiyonkapasitesinde önemli bir azalma olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak;poli(HEMA-co-MAAP) kriyojel, penisilin açilazın hızlı, ucuz ve spesifiksaflaştırılması için uygun kullanım potansiyeline sahiptir.

Abstract:
Penicillin G acylase (EC 3.5.1.11) has been used in the production ofsemi-synthetic penicillins in industrial processes. Purification of penicillin acylaseenzyme enables the production of semi-synthetic penicillins and cephalosporins.In the present study, bioaffinity chromatography adsorbent has prepared for thepurification of penicillin acylase in the form of reusable cryogel which has macropores. These characteristics have enabled cryogels to be used in nano-micro scalerange without any diffusion problem. In this study, firstly, methacryloylamidoantipyrine (MAAP) monomer has synthesized reacting 4-aminoantipyrinewith methacryloyl chloride and the obtained structure has characterized by FTIR.Then, poly(HEMA-co-MAAP) cryogel column has synthesized by thepolymerization of MAAP and 2-hydoxyethylmethacrylate (HEMA) comonomers.The specific surface area and swelling value of prepared cryogels have found tobe 25.8 m2g-1 and 1463.97 %, respectively. In the second stage of the study, theadsorption of penicillin acylase has investigated from aqueous solutions andnatural sources on cryogel columns containing MAAP. The maximum adsorptioncapacity of poly(HEMA-co-MAAP) cryogels has calculated as 190.2 mgg-1 (pH5.0 and 2h). The purification of Penicillin acylase from natural sources hasachieved by fast protein liquid chromatography (FPLC). Penicillin acylasepurification factor from the extract of Penicillium chrysogenum NRRL 1951,Penicillium crysogenum 807 and Penicillium purpurogenum 455 has found to be17.89, 54.9 and 10.0, respectively. Desorption of penicillin acylase from cryogelshas achieved by using 1 M NaOH. It has been determined that there was nosignificant decrease in adsorption capacity of cryogels after 6 adsorptiondesorptioncycles. As a result, poly(HEMA-co-MAAP) cryogels have a suitable