Anyonik polielektrolitlerin sığır serum albuminle etkileşiminin floresans yöntemi ile incelenmesi
Investigation of interaction of anionic polyelectrolytes with bovine serum albumine by fluorescence metods
Yazar: YASEMİN BATTAL
Danışman: Y.DOÇ.DR. ZEYNEP AKDESTE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Polielektrolitler ve proteinler arasında suda çözünen ve çözünmeyen kompleks oluşumuprosesi, oluşan polikompleks partiküllerinin yapısı ve morfolojisi ile bu sistemlerde fazlararası geçişlerin varlığı, farklı fizikokimyasal yöntemler ile incelenmiştir.Floresans spektrometre yöntemi ile floresans, fosforesans, düşük konsantrasyonda miktartayini, biyolüminesans, protein miktar tayini, proteinlerin üç boyutlu yapıları hakkında vb.bilgi veren analizler yapılmaktadır. Protein ile polielektrolitlerin etkileşimlerininaraştırılmasında floresans yönteminin çok önemli bilgiler verebilmesine rağmen polielektrolit-protein karışımlarında olabilecek etkileşimlerin floresans yöntemiyle incelenmesi çok azsayıda sistemde gerçekleştirilebilmiştir.Bu çalışmada Sığır Serum Albuminin anyonik yapılı poliakrilik asit (PAA) ile etkileşimifloresans yöntemi ile incelenmiş ve protein molekülünde var olan Triptofan amino asitininfloresans özelliklerinin değişimine dayalı olarak interpolimer-protein kompleksinin oluşumuaraştırılmıştır. Bileşenlerin oranına ve ortamın pH değerine bağlı olarak suda çözünen veçözünmeyen polimer-protein komplekslerinin oluştuğu, sistemde faz geçişinin meydanageldiği ve bu sırada kararlı yapılı polikompleks partiküllerinde protein moleküllerinin üçboyutlu yapılarının şartlara uygun olarak önemli değişiklikler gösterdiği saptanmıştır.İntrapolimer komplekslerinin orana ve pH'a bağlı olarak interpolimer komplekslereagregasyonu bulunmuştur. Protein molekülünün yapısındaki Triptofan'ın Î»max ve Imaxdeğerleri orana ve pH'a bağlı olarak değişmektedir. Bu değişimlerin gerek proteinin gereksepolikomplekslerin yapılarına bağlı olduğu tartışılmaktadır.Floresans yöntemi suda çözünen PAA-protein karışımlarına uygulandığından dolayıpolimer/protein oranına ve karışımın pH değerlerine bağlı olarak sistemin suda çözünürlüğüöncelikle türbidimetrik yöntemle araştırılmış ve suda çözünmemiş sistemler belirlenmiştir.Nötral pH ortamlarında tümüyle suda çözünen polimer-protein karışımı, pH değeri azaldıkçasuda çözünmeyen hale geçmekte ve pH'ın değerinin izoelektrik noktasına yakın değerlerindenbaşlayarak düşük değerlerinde suda çözünmeyen bir karışım oluşmakta olduğu belirlenmiştir.Bu sistemler detaylı olarak floresans yöntemi ile araştırılmış ve literatürde bulunmayan yenibilgiler elde edilmiştir. Polikompleksin yapısında bileşenlerin (polimer ve protein) oranı,aralarındaki kimyasal bağlar veya etkileşimin doğasının yanısıra, gerek tüm polikomplekspartiküllerinin ve gerekse de içerdikleri protein molekülünün üç boyutlu yapısı hakkındagünümüzde detaylı bilgi varolmamaktadır.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovin serum albumin, floresans

Abstract:
The process of forming water soluble and insoluble complexes from polyelectrolytes andproteins, the structure of the forming polycomplex particles and their morphology, and thepresence of interphasal transformation within these systems, have been examined by differentphyscochemical methods.The information about fluorescence, phosphorescence, quantity specification in lowconcentrations, bioluminescence, protein quantity specification, and analysis of threedimensional structure of proteins, etc. are analyzed by fluorescence spectrometer method.Despite the fact that fluorescence method can give spectacular information concerning theexamination of interactions between proteins and polyelectrolytes, examination of theinteractions possible between polyelectrolyte-protein mixtures using the fluorescence methodhave been successfully realized on a few number of systems.In this study, the interaction of Bovine Serum Albumin (BSA) with anionic polyacrylic acid(PAA) has been examined and the formation of interpolymer-protein complex based on thevariation of the fluorescence aspects of the tryptophan amino acid present in protein moleculehas been researched. It has been determined that, water soluble and insoluble polymer-proteincomplexes have been formed depending on the ratio of the components and the pH value ofthe environment. As the phase transformation has been occuring and meanwhile importantchanges have taken place in three dimensional structures of stable polycomplex particlesaccording to the conditions. Aggregation of intrapolymer complexes has been founddepending on the ratio and pH value. Î»max and Imax values of tryptophan in the structure ofprotein molecule change according to the ratio and pH. It is still a subject of dispute whetherthese changes arise from the structure of protein or from the formed polycomplex.Since the fluorescence method is applied to the water soluble PAA-protein mixtures, thewater solubility of the system has been researched primarily by turbidimetric methoddepending on the polymer/protein ratio and the pH value of the mixture, and insolublesystems have been determined. As the pH decreases, completely water soluble polymer-protein mixture becomes insoluble in neutral pH environment as in pH values close toisoelectric point and in lower pH values.These systems have been researched in detail using fluorescence method and new informationwhich is not present in the literature has been gathered. For the time being, there are nodetailed information about the ratio of compounds (polymer and protein) in the structure ofpolycomplex, the chemical bonds within the polycomplex and the nature of their interaction,the three dimensional structures of the whole polycomplex particles and the protein moleculethey embody.Key words: polyelectrolyte, poliacrylic acid, bovine serum albumin, fluorescence.