Poli(vinil alkol)-kalsiyum aljinat, poli(n-izopropilakrilamit)-kalsiyum aljinat kürelerine ß-galaktosidaz immobilizasyonu
Immobilization of ß-galactosidase in poly(vinyl alcohol)-calcium alginate, poly(n-isopropylacyrilamide)-calcium alginate
Yazar: BANU LÜTFİYE ÖCAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HAYRETTİN TÜMTÜRK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, ß-galaktosidaz enzimi (EC.3.2.1.23), poli(vinil alkol)-kalsiyum aljinat (CaAlj-PVA), poli(N-izopropilakrilamit)-kalsiyum aljinat(CaAlj-P(NIPA)) kürelerine hapsetme yöntemi ve karbodimit (CDI), Nhidroksisüksinimit(NHS), karbodimit ve N-hidroksisüksinimit (CDI-NHS)ile aktifleştirilerek kovalent bağlanma yöntemiyle immobilize edildi.Serbest enzim için Michaelis-Menten sabiti (Km) ve maksimumreaksiyon hızı (Vmak) değerleri sırası ile 0,343mM, 0,0259mM.dak-1 olarakbulundu. Kovalent bağlanma ve hapsetme yöntemleriyle immobilizeedilen enzimler için ise Km değerleri 0,746 mM - 4,97mM arasındadeğişirken Vmak değerleri 0,0049mM.dak-1 - 0,7997 mM.dak-1 aralığındabulundu. Serbest enzim, kovalent bağlanma ve hapsetme yöntemleriyleimmobilize edilen enzimler için optimum pH değerleri sırasıyla 5,0; 4,5;5,0 olarak bulundu. Serbest enzim, kovalent bağlanma ve hapsetmeyöntemleriyle immobilize edilen enzimler için optimum sıcaklıkdeğerleri sırasıyla 30 ºC, 35 ºC, 35 ºC olarak bulundu. 45 ºC'deinaktivasyon sabitleri (ki) serbest enzim için 0,0289 dak-1 iken hapsetmeyöntemiyle immobilize edilen enzimler için 0,0005dak-1- 0,0135dak-1aralığında; kovalent bağlanma yöntemiyle immobilize edilen enzimleriçin 0,0100dak-1-0,0216dak-1 aralığında bulundu. Serbest enzim 30 günvsonunda aktifliğinin % 10' unu korurken hapsetme yöntemiyleimmobilize edilen enzimler 70 gün sonunda aktifliğinin yaklaşık %45'ini;kovalent bağlanma yöntemiyle immobilize edilen enzimler iseaktifliğinin yaklaşık %49'unu koruduğu görüldü. Hapsetme yöntemiyleimmobilize edilen enzimlerin tekrar kullanım sayıları 5 ve 10 arasındadeğişirken kovalent bağlanma yöntemiyle immobilize edilen enzimlerinise tekrar kullanım sayıları 56- 60 arasında olduğu ve enzim aktifliklerini%20 - %62,5 aralığında koruduğu bulundu. Enzimin tekrar kullanımsayısı, depolama ve termal kararlılığı immobilizasyon işlemi ile arttırıldı.

Abstract:
In this study, ß-galactosidase (E.C 3.2.1.23) was immobilized usingentrapment method in poly(vinyl alcohol)-calcium alginate (CaAlj-PVA),poly(N-isopropylacrylamide)-calcium alginate (CaAlj-P(NIPA)), beadsand also covalently immobilized by activating the beads withcarbodiimide (CDI), N-hydroxysuccinimide (NHS), carbodiimide and Nhydroxysuccinimide(CDI-NHS). Michaelis-Menten constant (Km) andmaximum reaction rate (Vmax) values were found as 0.343 mM and0.0259 mM.min-1, for free enzyme respectively. Km and Vmax values werechanged between 0.746 mM ? 4.97mM and 0.0049mM.min-1?0.7997mM.min-1, for covalently bonded and entraped enzymes respectively.Optimum pH was determined as 5.0, 4.5 and 5.0 and optimumtemprature was determined as 30oC, 35oC, 35oC for free ß-galactosidase, entrapment and covalently bonded enzymesrespectively. At 45oC, inaktivation contstants were calculated as 0,0289min-1 for free enzyme, 0,0100 min-1 - 0,0216 min-1 for covalently boundedenzymes and 0,0005 min-1 - 0,0135 min-1 for entrapped enzymes. After30 days of storage at 4 oC free ß-galactosidase retained 10 % of itsoriginal activity. Also after 70 days of storage at 4 oC, entraped andcovalently bonded enzymes were retained 45 % and 49 % of theiroriginal activities, respectively. It was observed that 20 ? 62.5 % ofviioriginal activity were preserved when entraped ß-galactosidase wereused repeatedly 5 to 10 times while covalently bonded enzymes were56 to 60 times. Reuseability, storage stability and thermal stability offree enzyme were increased by immobilization.