Manyetik nanoparçacıkların enzim immobilizasyonu amacı ile kullanılmaları ve güncel gelişmeler
Use of magnetic nanoparticles for enzyme immobilization and current developments
Yazar: MORTEZA ROUEINTAN
Danışman: PROF. DR. NALAN ÖZDEMİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Enzimler biyokimyasal reaksiyonları katalize eden biyokatalizörlerdir. Ancak enzimlerin serbest olarak nitelendirilen çözünür formları, çeşitli nedenlerden sulu ortamlarda hızlı bir şekilde aktivitelerini kaybederler. Bu durum enzimlerin pek çok alanda uygulamalarını sınırlandırmaktadır. Bu dezavantajın önüne geçmek için enzim immobilizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. 
Manyetik nano parçacıklar (MNP'ler) proteinleri, enzimleri, antikorları ve ilaçları bağlamak için taşıyıcı olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. MNP'ler enzim immobilizasyonunda sıklıkla kullanılan materyaller olmasına rağmen en güncel kullanım alanları enzim-inorganik hibrit nanoçiçeklere (Ei-hNÇ'lere) manyetik özellik kazandırmak amacı ile kullanılmalarıdır. Ei-hNÇ'ler, gelişmiş katalitik aktiviteleri, yüksek karalılıkları, sentez yönteminin kolaylığı vb sebeplerden enzim immobilizasyonu alanında son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, Ei-hNÇ'lerin enzim immobilizasyonda kullanılmasındaki en büyük dezavantajı, düşük yoğunlukları ve yüksek dağılımları nedeniyle çözelti ortamından ayrılmalarının zorluğudur. Bu sorunu çözmek için manyetik enzim-inorganik hibrit nanoçiçekler (MEi-hNÇ'ler), manyetik bir alan kullanılarak kolay ayrılmaları, yapısal kararlılıkları ve katalitik verimliliği artırma yetenekleri nedeniyle umut verici alternatif bir enzim immobilizasyon platformu olarak ortaya çıkmıştır. Bu tez kapsamında, MEi-hNÇ'lerin tasarımına yönelik farklı yöntemlerin yanı sıra gelecekteki araştırma yönlerine dair ayrıntılı literatür araştırması yapıldı. Ayrıca MEi-hNÇ'lerin sentez mekanizması ve kullanım alanları ile ilgili çalışmalar ayrıntılı olarak verildi.
 
Anahtar Kelimeler: Manyetik nanoparçaçıklar, enzim immobilizasyonu, manyetik özellikli enzim-inorganik hibrit nano çiçekler

Abstract:
Enzymes are biocatalysts that catalyze biochemical reactions. However, the soluble forms of enzymes, which are considered free, lose their activity rapidly in aqueous environments for various reasons. This situation limits the applications of enzymes in many areas. Enzyme immobilization methods are used to overcome this disadvantage. 
Magnetic nanoparticles (MNPs) are increasingly used as carriers to bind proteins, enzymes, antibodies and drugs. Although MNPs are frequently used materials in enzyme immobilization, their most recent application area is to impart magnetic properties to enzyme-inorganic hybrid nanoflowers (Ei-hNFs). Ei-hNFs have attracted great attention in the field of enzyme immobilization in recent years due to their enhanced catalytic activity, high stability, ease of synthesis method, etc. However, the biggest disadvantage of Ei-hNFs in enzyme immobilization is the difficulty of their separation from the solution due to their low density and high dispersion. To solve this problem, magnetic enzyme-inorganic hybrid nanoflowers (MEi-hNFs) have emerged as a promising alternative enzyme immobilization platform due to their easy separation using a magnetic field, structural stability and ability to increase catalytic efficiency. In the scope of this thesis, a detailed literature review was conducted on different methods for the design of MEi-hNFs as well as future research directions. Additionally, studies on the synthesis mechanism and usage areas of MEi-hNFs were given in detail.

Keywords: Magnetic nanoparticles, enzyme immobilization, magnetic enzyme-inorganic hybrid nanoflowers