Poli(metakrilamid
sepiyolit) kompozit hidrojellerin hazırlanması, karakterizasyonu ve invertaz immobilizasyonunda kullanılması / Properties of immobilized invertase onto poly(methacrylamide)/sepiolite composite hydrogel
Yazar: ARZU ÇAKET
Danışman: PROF. DR. HESNA NURSEVİN ÖZTOP
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Invertaz immobilizasyonunda kullanılmak üzere poli(metakrilamit) hidrojeli ve yeni bir kompozit hidrojel olan poli(metakrilamit)/sepiyolit hidrojelinin (PMS) sentezlenmesi, karakterizasyonu, invertaz immobilizasyonunda kullanılması ve immobilize invertazın özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. PM hidrojeli radikalik katılma tepkimesiyle,  PMS kompozit hidrojeli sulu ortamda sepiyolit varlığında metakrilamitin radikalik katılma tepkimesiyle hazırlandı. Hidrojellerin karakterizasyonu için FTIR/ATR analizi, termogravimetrik analiz ve şişme denemeleri yapıldı. PM ve PMS hidrojellerine invertaz immobilize edilerek immobilize invertazlar (PMI ve PMSI) oluşturuldu. İmmobilize invertazların optimum pH, optimum sıcaklık, kinetik parametrelerin bulunması, termal kararlılık, kullanım kararlılığı ve saklama kararlılığı deneyleri gerçekleştirildi. 
FTIR/ATR spektrumunda metakrilamit ve sepiyolit için karakteristik pikler saptandı. Isısal analiz deneyleri hidrojellerin üç basamaklı ısısal bozunma tepkimesi verdiğini gösterdi. Şişme denemeleri sonucunda maksimum şişme değeri (Smax) PM için 25 oC`ta 3.42, 60 oC`ta 2.57, PMSI için 25 oC`ta 2.47, 60 oC`ta 2.24 olarak bulundu. İmmobilize invertaz deneylerinde optimum pH değerleri serbest invertaz (I), PMI ve PMSI için sırasıyla 6, 4 ve 3, optimum sıcaklık değerleri I, PMI ve PMSI  için sırasıyla  30 oC, 30 oC ve 50 oC olarak bulundu. Serbest invertaz ve PMI ve PMSI için Vmax değerleri sırasıyla 1.66 µmol dk-1, 2.46 µmol dk-1 ve 7.84 µmol dk-1 ve Km değerleri 7.17 mM, 35.25 mM ve 71.41 mM olarak bulunmuştur. İmmobilize invertazlar serbest invertaza göre yüksek termal, kullanım ve saklama kararlılığına sahiptir. Bu sonuçlar poli(metakrilamit) ve poli(metakrilamit)/sepiyolit hidrojellerinin invertaz immobilizasyonu için uygun destek olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
The aim of the present study is preparation and characterization of poly(methacrylamide) hydrogel (PM) and a novel composite hydrogel, poly(methacrylamide)/sepiolite hydrogel (PMS) for immobilization of invertase and,  investigation of the enzymatic performance of this hydrogel. PM hydrogel was prepared by free radikal crosslinking of methacrylamide, PMS hydrogel was prepared by free radical crosslinking of methacrylamide and sepiolite in aqueous solution. FTIR/ATR analysis, thermal analysis and assays of swelling were done for characterization of hydrogels. Then invertase was immobilized onto this hydrogels and immobilized invertases (PMI and PMSI) was prepared. The assays of optimum pH, optimum temperature, kinetic parameters, thermal, operational and storage stability were done.
 In FTIR analysis the characteristic bands of methacrylamide and sepiolite were detected. In the experiments of thermal analysis, three types of the decomposition region of the hydrogels were found. In the swelling experiments the maximum swelling of  PM (Smax)   was found to be 3.42 at 25 oC and found to be 2.57 at 60 oC and the maximum swelling of  PMS was found to be 2.47 at 25 oC and found to be 2.24 at 60 oC . Optimum pH values for free invertase, PMI and PMSI were found to be 6, 4 and 3 respectively, and the optimum temperatures are 30 oC, 30 oC and 50 oC for free invertase, PMI and PMSI. It was found that Km values of free invertase, PMI and PMSI were 7.17 mM, 35.25 mM and 50 mM respectively. Vmax values were found that 1.66 µmole min-1 for free invertase, 2.46 µmole min-1 and 7.84 ?mole min-1 for PMSI respectively. The invertase immobilized hydrogels showed excellent temperature, storage and operational stability. These results showed that poly(methacrylamide)/sepiolite composite hydrogel is suitable support for immobilization of invertase.