Pektinazın amberlit XAD-4 reçinelerine klik reaksiyonlarla immobilizasyonu
Immobilization of pectinase via click reaction on amberlite XAD-4 resins
Yazar: DİNÇER HOCAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SERAP DEMİR ; DOÇ. DR. EMRAH ÇAKMAKÇI
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: İmmobilize enzimler = Immobilized enzyme

Özet:
Pektinler, D-galakturonik asit kalıntılarının α-1-4 glikosidik bağlanması ile oluşmuş iskelet üzerinde pek çok yerde karboksilik asit gruplarının metil alkol ya da asetik asit ile esterleşmesiyle oluşmuş ve arabinogalaktan ve diğer yan dallarda ramnoz kalıntılarının olduğu karmaşık heteropolisakkarit yapısındadır. Pektin genellikle jelleştirici, stabilize edici, kıvam arttırıcı olarak gıda endüstrisinde özellikle reçel ve marmelat, şekerleme ve meyve suyu yapımında kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra yara iyileştirici, immün stimüle edici, antikanser ve kolesterol düşürücü kapasitesi gibi çeşitli biyolojik aktiviteleri de olduğu rapor edilmiştir.
Son yıllarda doğal meyve suyu içeriğini korumak şartıyla kaliteyi yükseltmek, meyve suyu teknolojisine olan ilgiyi arttırmıştır. Meyve suyu proseslerinde en önemli problemlerden biri taze skılmış meyve suyunun, pektinin  kolloyidal dağılımından dolayı bulanık görünmesidir. Bu nedenle pektinaz meyve sularının bulanıklığının giderilmesinde daha berrak bir görünüm kazanmasını sağlayarak meyve suyunun kalitesini artırmakta, ticari olarak kullanılmaktadır.
Pektinaz gibi ticari olarak kullanılan enzimler yüksek aktiviteye sahip olmalarına rağmen, saflaştırılmaları maliyetli, endüstriyel uygulamalarda tekrar kullanılabilirliklerinin olmaması ve zaman içerisinde aktivitelerini kaybetmeleri, depolama sürelerinin kısıtlı olması gibi nedenlerle sürekli kullanımları mümkün değildir. Enzimlerin kullanılabiliriğinin arttırılması amacıyla bir desteğe immobilize edilmesi yaygın olarak kullanılmaktadır. 
Tez çalışmamızda, asetilen fonksiyonilitesine sahip pektinaz enzimi azid fonksiyonalitesine sahip amberlite klik reaksiyonu ile bağlanmıştır.  Polimerik desteğin immobilizasyon öncesi ve sonrası Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) tekniği ile fonksiyonel grupları incelenmiştir. Serbest ve immobilize enzimin optimum sıcaklığı sırası ile 35 ve 40°C olarak bulunmuştur. Optimum pH değerleri serbest enzim için 5, immobilize enzim için 6 olarak tayin edilmiştir. 9 deneme sonrasında immobilize enzim ilk aktivitesininin %75'ini korumuştur. Serbest enzim için Km ve Vmaks değerleri sırası ile 1,43 mg/mL, 555,5 mg/mL.dakika iken immobilize enzim için 2,86 mg/mL, 0,025 mg/mL.dakika şeklinde bulunmuştur. Nar ve mandalina sularında bulanıklık 8,34 ve 10 olarak ölçülmüştür. Serbest ve immobilize enzim varlığında meyve sularında bulanıklığın azaldığı saptanmıştır.

Abstract:
Pectins are complex heteropolysaccharide structures formed by the esterification of carboxylic acid groups with methyl alcohol or acetic acid in many places on the skeleton formed by α-1-4 glycosidic attachment of D-galacturonic acid residues, arabinogalactan and other side branches of rhamnose residues. Pectin is generally used as a gelling agent, stabilizer, thickener in the food industry, especially in making jams and marmalades, confectionery and fruit juice. It has also been reported to have various biological activities such as wound healing, immunostimulatory, anticancer and cholesterol lowering capacity.
In recent years, juice preparation technology has drawn enough attention to produce natural juice with increased quality as long as the juice's original ingridents remain the same. One of the main problems after producing the fresh juice is that visual appereance of the juice is blurred because the collodial dispersion of pectin. For that reason pectinase can be used to increase the quality of natural juice as commercially by clearing the cloudy appereance of the liquid. 
Although commercially available enzymes such as pectinase have high activity, their purification is costly and it's not possible to use repeatedly because lack of reusability in industrial applications, loss of activity over time, and limited storage times. Immobilization to a support is commonly used to increase the availability of enzymes.
In our thesis, an acetylene-functionalized pectinase was attached to azide-functionalized amberlite via click reactions. Functional groups were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) technique before and after the immobilization of the polymeric support. The optimum temperature for free and immobilized enzyme is 35 and 40 ° C respectively. The optimum pH values were determined to be 5 for the free enzyme and 6 for the immobilized enzyme. After 9 trials, 75% of the initial activity of the immobilized enzyme is maintained. For the free enzyme, Km and Vmax values were 1.43 mg / mL, 555.5 mg / mL.min and 2.86 mg / mL and 0.025 mg / mL.min for the immobilized enzyme, respectively. The turbidity in pomegranate and mandarin waters was measured as 8.34 and 10. It has been found that the presence of free and immobilized enzymes reduces the turbidity of fruit juices.