Cu-IDA bağlı manyetik nanoparçacıkların hazırlanması ve benzaldehit liyaz (BAL) enziminin saflaştırılmasında kullanılması
Investigation of benzaldehyde lyase (BAL, EC 4.1.2.38) immobilization and reactions on magnetic nanoparticles
Yazar: İBRAHİM YALINKILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. BİLSEN TURAL
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Benzaldehit = Benzaldehyde ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Saflaştırma = Purification ; İmidazolin 3-oksit = Imidazoline 3-oxide ; İmino asitler = Imino acids ; İmmobilize enzimler = Immobilized enzyme

Özet:
Metal afinite ligand immobilize edilmiş silika kaplı manyetik nanoparçacıklar hazırlanmış ve bu parçacıklar Benzaldehid Liyaz (BAL, EC 4.1.2.38) enziminin immobilizasyonu için kullanılmıştır. Öncelikle manyetik nanoparçacıklar birlikte çökme yöntemi ile bazik ortamda Fe+2 ve Fe+3'ün çöktürülmesiyle sentezlenmiştir. Daha sonra Fe3O4-SiO2 nanoparçacıklar elde etmek için sol-jel metodu kullanılarak Fe3O4 nanoparçacıklarının üzerine silika kaplanmıştır. Fe3O4-SiO2 yüzeyine 3-glycidyloxypropyl trimethoxysilane (GPTMS) ve iminodiacetic acid (IDA) sırasıyla immobilize edilmiş ve ardından BAL adsorpsiyonu için Cu+2 yüklenmiştir. Fe3O4-SiO2 manyetik nanoparçacıkları karakterize etmek için X-Işını Difraksiyonu (XRD), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve IDA-Fe3O4 parçacıklarının karakterizasyonu için de Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektrosskopisi kullanılmıştır. Silika-kaplı manyetik nanoparçacıkların boyutları Scherrer denkleminden 11,8 nm olarak hesaplanmıştır. TEM görüntüsünden parçacıkların ortalama 10-11 nm boyutunda homojen bir dağılımda ve Scherrer denkleminden elde edilen sonuçla uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. FT-IR sonuçları manyetik nanoparçacıkların yüzeyine IDA gruplarının başarılı bir şekilde tutturulduğunu göstermiştir.Metal afinite ligand immobilize edilmiş silika kaplı manyetik nanoparçacıklar Benzaldehid Liyaz (BAL, EC 4.1.2.38) enziminin immobilizasyon yoluyla saflaştırılması için kullanılmıştır. Bu yöntemle manyetik nanoparçacıkların E.coli BL21(DE3)pLysS/BALHIS ham özütünden 6XHis kuyruklu BAL'ı seçici olarak yüksek kapasite (40 mg/g) ayırdığı Sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforez (SDS-PAGE) ile kanıtlanmıştır. Bu türde yüzeyi fonksiyonlandırılmış manyetik parçacıkların histidin kuyruklu rekombinant proteinlerin saflaştırılması için için kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Superparamagnetic silica-coated magnetite (Fe3O4) nanoparticles with immobilized metal affinity ligands were prepared for benzaldehyde lyase enzyme (BAL, EC 4.1.2.38) immobilization. First, magnetite nanoparticles were synthesized by co-precipitating Fe2+ and Fe3+ in an ammonia solution. Then silica was coated on the Fe3O4 nanoparticles using a sol?gel method to obtain magnetic silica nanoparticles. The condensation product of 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and iminodiacetic acid (IDA) was immobilized on them and after charged with Cu2+, the magnetic silica nanoparticles with immobilized Cu2+ were applied for the adsorption of BAL. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) methods were used to characterize the epoxy-functionalized Fe3O4@SiO2 core?shell magnetic nanoparticles. XRD (Scherer?s equation) and TEM results indicate that the primary particle size of magnetite was around 11 nm.According to sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) results, these magnetic nanoparticles specifically captures 6XHis tagged BAL from crude extract of E.coli BL21(DE3)pLysS/BALHIS. This study shows that the silica-coated magnetite (Fe3O4) nanoparticles with immobilized metal affinity ligands are eligible for immobilized metal-ion affinity adsorption for histidine tagged recombinant proteins with its high capacity (40 mg/g) and selectivity.