Bitkisel kaynaklardan peroksidaz enziminin saflaştırılması ve rasemik hidroperoksidin enantiyo seçimli indirgenmesi
Purification of peroxidase enzyme from plant sources and enantioselective reduction of racemic hydroperoxide
Yazar: RAMAZAN KALIN
Danışman: PROF. DR. HASAN ÖZDEMİR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Çalışmanın birinci bölümünde çeşitli bitki kaynaklarından (beyaz turp, kırmızı turp, alabaş turp, tatlı turp, japon turpu, kara lahana, mor lahana, kırmızı pancar, yer elması ve zencefil) hazırlanan peroksidaz homojenatları ile guaiakol varlığında rac-(1-hidroperoksietil)benzenin kinetik rezolüsyonu gerçekleştirildi. Reaksiyonların stereokimyasal sonuçları kiral OD kolunu kullanılarak HPLC ile belirlendi. Elde edilen sonuçlara göre oluşan (R)-alkollerin %60-92 ve (S)-hidroperoksidin ise %76-99 aralığında değişen ee değerlerine sahip oldukları tespit edildi.
Çalışmanın ikinci kısmında peroksidaz enzimi alabaş turp (Brassica oleracea L. Var. Gongylodes) ve kara lahana kökünden (Brassica oleracea L. Var. Acephala) 4-aminobenzohidrazit molekülünün ligant olarak kullanıldığı afinite kromatografisi tekniği ile ilk kez saflaştırıldı. Saflaştırılan enzimlerin saflıkları ve molekül kütleleri SDS-PAGE yöntemiyle belirlendi. Alabaş turp ve kara lahana kökünden saflaştırılan peroksidaz enzimlerinin saflaştırma sonuçları ve molekül kütleleri sırasıyla alabaş turp için %35,7 verimle 257,4 kat ve 58,2 kDa, kara lahana kökü için ise  %37,2 verimle 313,4 kat ve 73,4 kDa olarak bulundu. Saflaştırılan alabaş turp ve kara lahana kökü POD'lar için optimum pH, optimum iyonik şiddet, optimum sıcaklık, guaiakol ve H2O2 substratlarının Km ve Vmax değerleri tespit edildi. Son olarak saflaştırılan POD'lar üzerine ligant olarak kullanılan 4-aminobenzohidrazit molekülünün inhibisyon parametreleri belirlendi. Elde edilen sonuçlara göre IC50 değerleri alabaş turp POD için 507,1 µM kara lahana kökü POD için ise 476,7 µM olarak bulundu. Ki değerleri alabaş turp için 741,3±83 µM, kara lahana kökü için ise 342,3±74 µM olarak hesaplandı.

Abstract:
In the first part of the work, kinetic resolution of rac-(1-hydroperoxideethyl)benzene in the presence of guaiacol was performed with peroxidase homogenates prepared from various plant sources (white radish, red radish, kohlrabi radish, sweet radish, japanese radish, black cabbage, purple cabbage, red beet, ground apple and ginger). The stereochemical results of the reactions were determined by HPLC using chiral OD column. According to the results, it was determined that (R)-alcohols have ee values ranging between 60-92% and also the same values ranges between 76-99% in (S)-hydroperoxide.
In the second part of the study, the peroxidase enzyme was purified for the first time by affinity chromatography using the 4-aminobenzohydrazide molecule as a ligand from kohlrabi radish (Brassica oleracea L. Var Gongylodes) and black cabbage root (Brassica oleracea L. var Acephala). The purity of purified enzymes and molecular masses were determined by SDS-PAGE. The purification results and molecular masses of the peroxidase enzymes purified from kohlrabi radis and black cabbage root were found to be 257.4 times with a yield of 35.7% and 58.2 kDa for alabaş and 313.4 times with a yield of 37.2% and 73.4 kDa for black cabbage, respectively. Optimum pH, optimum ionic strength, optimum temperature, Km and Vmax values of guaiacol and H2O2 substrates were determined for purified kohlrabi radish and black cabbage root PODs. Finally, the inhibition parameters of the 4-aminobenzohydrazide molecule used as a ligand on purified PODs were determined. IC50 values were found to be 507.1 μM for kohlrabi radis POD and 476.7 μM for black cabbage root POD. Ki values were calculated as 741.3±83 μM for kohlrabi radish and 342.3±74 μM for black cabbage root.