Farklı teknikler kullanarak değişik destek materyallerine lipaz immobilizasyonu ve bir anti-inflammator olan S-naproksenin oluşumunda kullanılması
Immobilization of lipase onto different supports by different techniques and use in the formation of S-naproxen an anti-inflammator
Yazar: ELİF YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET SEZGİN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Enansiyometrik ayrıştırma = Enantiomeric resolution ; Lipaz = Lipase ; Manyetik malzemeler = Magnetic materials ; Naproksen = Naproxen ; Siklodekstrinler = Cyclodextrins ; Sporopollenin = Sporopollenin ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Triaçilgliserollerin, gliserol ve yağ asitlerine hidrolizini katalizleyen lipazlar, biyolojik sistemlerde en önemli enzimdir. Hayvansal, bitkisel ve bakteriyel kaynaklarda var olan lipazlar, lipit metabolizmasında önemli rol oynarlar. Substratın yapısına ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak, lipazlar esterleşme, transesterleşme, hidroliz ve aminoliz gibi reaksiyonları enantiyoseçimli olarak katalizler. Enzimler, kararlılıklarını ve tekrar kullanılabilirliklerini artırmak amacıyla katı destek maddelerine farklı metotlar (adsorpsiyon, kovalent bağlanma veya tutuklama) kullanılarak immobilize edilirler.Bu çalışma üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, Candida rugosa lipazı immobilize etmek için ß-siklodekstrin polimeri, sporopollenin, cam boncuklar, Fe3O4 nanopartikülleri gibi destek maddeleri hazırlandı. Bu destek materyallerinin yapıları spektroskopik ve termogravimetrik (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirim elektron mikroskobu (TEM) kullanılarak karakterize edildi.İkinci bölümde, bu destek maddeleri kullanılarak Candida rugosa lipaz enzimi kovalent bağlama ve sol-jel tutuklama metoduna göre immobilize edildi. İmmobilize enzimlerin aktiviteleri, optimum pH ve sıcaklık koşulları, termal ve depolama kararlılığı ile tekrar kullanılabilirlikleri incelendi. Sol-jel tutuklama metoduna göre yapılan immobilizasyonda enzimin konformasyonal yapısı çok fazla değişmediğinden aktivitesi kovalent bağlanma metodundan daha yüksek gözlendi.Üçüncü bölümde immobilize edilen enzimler kullanılarak rasemik Naproksen metil esterinin enantiyoseçimli hidrolizi incelendi. S-Naproksenin enantiyodönüşümü üzerine pH, sıcaklık ve tekrar kullanılabilirlik gibi parametreler incelendi. Sol-jel tutuklama metoduna göre immobilize edilen enzimler serbest lipazdan daha yüksek enantiyoseçimlilik ve dönüşüm gösterdi.Anahtar Kelimeler: Lipaz, immobilizasyon, siklodekstrin, sporopollenin, cam boncuk, manyetik nanopartikül, enantiyoseçimlilik, Naproksen

Abstract:
Lipase (EC 3.1.1.3 triacylglycerol acylhydrolase,) is an important enzyme in biological systems, where it catalyses the hydrolysis of triacylglycerol to glycerol and fatty acids. The enzyme is distributed among higher animals, plants and microorganisms in which it plays a key role in lipid metabolism. Depending on the nature of substrate and reaction conditions, lipases catalyze wide range of enantioselective reactions such as hydrolysis, esterifications, transesterifications, aminolysis. By using various methos (adsorption, covalent binding, or encapsulation), enzymes are often immobilized onto solid supports to increase their thermal and operational stability, and recoverability.This study consists of three parts; in the first part; beta-cyclodextrin polymers, sporopollenin, glass beads and magnetic nanoparticules have been prepared for immobilization of Candida rugosa lipase. The structures of prepared supported materials have been identified by spectroscopic, TGA, TEM and SEM techniques.In the second part of the work; Candida rugosa lipase was immobilized onto support materials by using the covalent attachment or the sol-gel encapsulation methods. The optimum pH, temperature, thermal and storage stability, and reuse of the immobilized lipases were determined. It has been observed that the activity of immobilized lipase by sol-gel method is much better than that of the covalent attachmet method due to the interaction between the enzyme and the support, which could prevent the conformation transition of the enzyme.In the third part; the enantioselective hydrolysis of racemic Naproxen methyl ester was studied by using immobilized enzymes and explore the effect of these materials in the enantioselective hydrolysis of (RS)-Naproxen methyl ester. The effect of pH, temperature and reuse was also investigated. It was observed that sol-gel encapsulated enzymes had higher conversion and enantioselectivity compared to the sol-gel free lipase.Keywords: Lipase, immobilization, cyclodextrin, sporopollenin, glass beads, magnetic nanoparticules, enantioselectivity, Naproxen.