Rhizomucor miehei lipazının çeşitli taşıyıcılara immobilize edilmesi ve karakterizasyonu
Immobilization and characterization of Rhizomucor miehei lipase to various carriers
Yazar: ECE ÖZDEMİR BABAVATAN
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL PEKSEL ; DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez kapsamında, reaksiyon çeşitliliği nedeniyle endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılmakta olan fakat doğası gereği çözünür formda kullanımında kısıtlanmalar meydana gelen Rhizomucor miehei lipazının çeşitli taşıyıcılara immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Taşıyıcı olarak doğal bir kil olan montmorillonit K-10 ve polivinil alkolden oluşan jel tercih edilmiştir. Sonuçlar lipaz enziminin hidrolitik aktivitesini ölçümleyerek üç denemenin ortalaması olarak verilmiştir. Serbest enzim, montmorillonit K-10'a adsorbe edilmiş enzim (MMT-RML) ve polivinil alkol jelde enkapsüle edilmiş olan enzim (PVA-RML) için Km değerleri sırasıyla 3,9, 0,22 ve 4,0 mM olarak bulunmuştur. Vmax değerleri ise sırasıyla 0,35, 0,47 ve 0,4 U/mg protein olarak hesaplanmıştır.  Elde edilen bulgular immobilizasyon sonrası enzimin kinetik özelliklerinin geliştiğini göstermektedir. İmmobilizasyon sonrası termal olarak daha kararlı hale gelen enzim tekrar kullanılabilirlik özelliğini kazanmıştır. Serbest enzim için optimum pH değeri 7,5 iken immobilize enzimler için bu değer 7,0 olarak bulunmuştur. Buna göre serbest enzime göre, immobilize enzimler daha asidik ve nötr koşullarda çalışmaya daha elverişlidir. Ayrıca serbest enzimin optimum pH değerinden daha alkali değerlerde, immobilize enzimler daha yüksek aktivite göstermektedir.  MMT-RML, serbest enzime göre daha geniş sıcaklık aralığında aktivitesini kaybetmeden çalışabilir ve tampon çözelti konsantrasyonu değişikliklerinden daha az etkilenir hale gelmiştir. Ayrıca aktivasyon enerjileri değerlendirildiğinde adsorpsiyon sonrası substratın enzimin aktif bölgesine daha kolay ulaştığı görülmüştür. PVA-RML'nin optimum sıcaklık değerinin serbest enzime göre 10 °C daha yüksek olması ısıl işlem gerektiren uygulamalarda bu tekniğin kullanılabilirliğini göstermektedir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, Rhizomucor miehei lipase, which is frequently used in industrial applications due to the variety of reactions, but whose nature has restrictions in soluble form, has been immobilized to various carriers. As the carrier, a natural clay consisting of montmorillonite K-10, and a gel of polyvinyl alcohol, was preferred. The results are given as the average of three trials by measuring the hydrolytic activity of the lipase enzyme. Km values for free enzyme, enzyme (MMT-RML) adsorbed to montmorillonite K-10 and encapsulated enzyme (PVA-RML) in polyvinyl alcohol gel were found to be 3.9, 0.22 and 4.0 mM, respectively. Vmax values were calculated as 0.35, 0.47 and 0.4 U/mg protein, respectively. The results show that the kinetic properties of the enzyme develop after immobilization. The enzyme, which became thermally more stable after immobilization, gained reusability. While the optimum pH value for free enzyme is 7.5, this value was found to be 7.0 for immobilized enzymes. Accordingly, immobilized enzymes are more suitable to work under acidic conditions than free enzyme. In addition, immobilized enzymes show higher activity at alkaline values than the optimum pH value of the free enzyme. MMT-RML can operate without losing its activity in a wider temperature range than the free enzyme and has become less affected by changes in buffer solution concentration. In addition, when activation energies were evaluated, it was seen that the substrate reaches the active site of the enzyme more easily after adsorption. The optimum temperature value of PVA-RML is 10 °C higher than the free enzyme, shows the usability of this technique in applications requiring heat treatment.