Bacillus methlylotrophicus Y37 selülazının vermikülit üzerine immobilizasyonu
Immobilization of Bacillus methlylotrophicus Y37 cellulase on vermiculite
Yazar: GAMZE TUFAN
Danışman: DOÇ. DR. YONCA DUMAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada Bacillus methlylotrophicus Y37 suşundan elde edilen selülaz enziminin ucuz bir destek materyali olan vermikülit üzerine immobilizasyonu gerçekleştirildi. Vermikülit miktarı, enzim ve gluteraldehit muamele süresi, gluteraldehit miktarı optimize edilerek immobilizasyon verimi incelendi. En iyi verimin 0,1 g immobilize enzim ile 2 saat enzim muamelesi ve 1 saat gluteraldehit muamelesi, %3 gluteraldehit varlığında %34,8 olduğu görüldü. Serbest ve immobilize enzim için optimum pH 5,0 ve 7,0 olarak belirlendi. İmmobilizasyonun optimum sıcaklık değerini değiştirmediği gözlendi. Serbest ve immobilize enzim için optimum sıcaklık 45 °C olarak belirlendi. İmmobilize selülazın 15 kullanımda aktivitesinin %61'ini koruduğu görüldü. Bununla birlikte operasyonel stabilitesine bakıldığında 8. Döngüde başlangıç aktivitesinin %54'ünü kaybettiği gözlendi. İmmobilize ve serbest enzim için kinetik ve termodinamik parametreleri incelendi. Serbest ve immobilize enzim için Km değerleri sırasıyla, 0,19 mg mL-1 ve 0,028 mg mL-1; Vm değerleri sırasıyla, 7,42 U mL-1 ve 12,15 U mL-1 olarak belirlendi. kcat/Km değeri serbest enzim için 4,78×104, immobilize enzim için 5,42×105 olarak bulundu. Serbest ve immobilize enzim için Ea değerleri, 9,973 kJ/mol ve 8,729 kJ/mol; ∆G# değerleri, 65,782 kJ/mol ve 64,457 kJ/mol olarak belirlendi. ∆G#E-T ve ∆G#E-S değerleri serbest ve immobilize enzim için sırasıyla, 28,935 kJ/mol ve -35,456 kJ/mol, -4,404 kJ/mol ve -9,602 kJ/mol olarak bulundu. Sonuç olarak, immobilize selülazın katalitik performansının arttığı görüldü. Bu sonuçlar, immobilizasyonun, termodinamik olarak CMC hidrolizinde daha etkili olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this study, immobilization of cellulase enzyme on vermiculite was studied. The amount of vermiculite, enzyme and gluteraldehyde treatment time, the amount of gluteraldehyde was optimized. It was found that the best yield was 34.8% with the 0.1 g immobilized enzyme for 2 hours enzyme treatment and one hour gluteraldehyde treatment in the presence of 3% gluteraldehyde. The optimum pH for free and immobilized enzyme were determineted as 5.0 and 7.0. It was observed that immobilization did not change the optimum temperature value. The optimum temperature for the free and immobilized enzyme was determined as 45 ° C. It was observed that immobilized cellulase retained 61% of its activity in 15 use. On the other hand, when the operating cycle was analyzed, it showed 54% of the initial activity was lost in the 8th cycle. Kinetic and thermodynamic parameters were investigated for immobilized and free enzyme. Km and Vm values for the free and immobilized enzyme were found as 0.19 mg mL-1, 0.028 mg mL-1, and 7.42 U mL-1, 12.15 U mL-1, respectively. The kcat/Km was found to be 4.78×104 for the free enzyme, 5.21×105 for the immobilized enzyme. The Ea and ∆G# values for the free and immobilized enzyme were found 9.973 kJ/mol, 8.729 kJ/mol and 65.782 kJ/mol, 64.457 kJ/mol, respectively. The other thermodynamic parameters ∆G#E-T and ∆G#E-S values fort he free and immobilized enzyme were found to be 28.935 kJ/mol and -35.456 kJ/mol; -4.404 kJ/mol and -9.602 kJ/mol, respectively. These results show that immobilization is more effective thermodynamically in CMC hydrolysis.