Farklı stres koşullarında Rhodotorula glutinis'ten antioksidan üretimi için biyoproses koşullarının geliştirilmesi
Improvement of bioprocess conditions for the production of antioxidant by Rhodotorula glutinis under different stress conditions
Yazar: AYŞE EZGİ ÜNLÜ BÜYÜKTOPCU
Danışman: PROF. SERPİL TAKAÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Çalışmada, antioksidan enzimler sınıfında yer alan süperoksit dismutaz ,SOD, ve katalaz ,KAT, enzimlerinin, Rhodotorula glutinis mayasından yüksek aktivite ile üretimi için biyoproses koşulları araştırılmıştır. Küçük ölçek ve kesikli işletimde sıcaklık, başlangıç pH değeri, karbon ve azot kaynaklarının etkisi incelendikten sonra, deney tasarımı yapılmıştır. SOD aktivitesinin optimum koşullarında küçük ölçekte radikal oluşturucu kaynakların, büyük ölçekte ise moleküler oksijenin etkisi incelenmiştir. Enzim aktiviteleri spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Mayanın çoğalması ve enzim aktivitelerine sıcaklık etkisi UYM ortamında incelenmiş ve en yüksek spesifik KAT ve SOD aktiviteleri 10C'da sırasıyla 22.6 U/mg ve 185.4 U/mg olarak elde edilmiştir. En yüksek hücre derişimi ve özgül çoğalma hızı sırasıyla, 4.3 mg/ml ve 0.16 st-1 olarak 30C'de elde edilmiştir. R. glutinis'in çoğalma için gerekli aktivasyon enerjisi 14.56 kj/mol olarak hesaplanmıştır. İncelenen karbon kaynakları arasında en yüksek spesifik KAT ve SOD aktivitelerine gliserol kullanıldığında (113 U/mg KAT ve 125 U/mg SOD) ulaşılmıştır. UYM üzerine eklenen farklı organik ve inorganik azot kaynaklarının hücre çoğalması ve enzim aktiviteleri üzerinde önemli bir etkisi olmamıştır. Gliserol derişimi, başlangıç pH değeri ve sıcaklığın faktörler olarak kullanıldığı deneysel tasarımda SOD aktivitesi için optimum koşullar 16.50 g/L gliserol derişimi, 33.9 C sıcaklık ve pH=5.47 olarak belirlenmiş ve bu koşullarda modelin öngördüğü 2.70 U SOD değeri deneysel olarak 2.40 U olarak elde edilmiştir. Hücre derişimi için ise optimum koşullar; 39.27 g/L gliserol derişimi, 32.2C sıcaklık ve pH=5.17 olarak belirlenmiş ve bu koşullarda model tarafından 1.60 mg/ml olarak öngörülen değer deneysel olarak 1.32 mg/ml olarak elde edilmiştir.Anahtar kelimeler: Katalaz, süperoksit dismutaz, Rhodotorula glutinis, enzim aktivitesi, gliserol, deneysel tasarım, radikal oluşturucular, çözünmüş oksijen

Abstract:
The bioprocess conditions for the production of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) enzymes, which are the members of antioxidant enzyme class, at high activities from the yeast Rhodotorula glutinis were investigated. The effects of temperature, initial pH value, carbon and nitrogen sources were investigated with batch, small scale experiments. The effects of the free radical source at small scale and the effect of molecular oxygen at large scale were explored under the optimum conditions that support SOD activity, which was obtained by using an experimental design method. The enzyme activities were measured spectrophotometrically.Key Words: Catalase, superoxide dismutase, Rhodotorula glutinis, enzyme activity, glycerol, experimental design, radical source, dissolved oxygen