Proteaz enziminin glutaraldehit kullanarak kovalent bağlanma ile immobilizasyonunda optimum şartların belirlenmesi
Determination of optimum conditions of protease enzyme immobilization by covalent binding using glutaraldehyde
Yazar: ESRA ÖZÇÖMLEKÇİ
Danışman: PROF.DR. NURAN DEVECİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Gluteraldehit = Glutaraldehyde ; İmmobilizasyon = Immobilization

Özet:
Bu çalısmada proteaz enziminin çitin ve çitosan üzerine kovalent bag ile immobilizeedilmesi incelenmistir. Denenen tasıyıcılar içinde en yüksek immobilize enzim aktivitesielde edilmesi nedeniyle, Proteaz-PFS'nin glutaraldehitle çapraz baglanma metoduylaaktive edilenleri seçilmistir. En yüksek aktivite geri kazanımı (AGK) ve etkinlik oranını(EO) elde edecek sekilde immobilizasyon kosullarının optimizasyonu gerçeklestirilmistir.Çapraz baglanma için kullanılan glutaraldehit konsantrasyonun optimum degeri %1(h/h) olarak belirlenmistir. Kullanılan tampon çözeltinin pH ve konsantrasyon degerleri,immobilizasyon üzerinde iyonik siddetin önemi sebebiyle arastırılmıs ve en yüksekdegerler pH 12, 0.5 M tampon (Tris-HCl) kullanıldıgı durumlarda elde edildigigözlenmistir. Optimum tasıyıcı(mg) / enzim oranı(ml) çitin için 1.4 mg/ml, çitosan içinise 1 mg/ml olarak belirlenmistir. Her iki tasıyıcı için de en iyi kontagın saglandıgıenzim(ml) / tampon(ml) oranı 0.25 ml/ml'dir.İmmobilize edilen proteazın sıcaklık kararlılıgı her iki tasıyıcı için de 50oC'den 70oC'yekaymıstır. Serbest enzimin %7 aktivite gösterdigi pH 12'de immobilize enzim çitinüzerine %54 çitosan üzerinde ise %34 aktivite göstermistir. Tekrar kullanımlarınabakıldıgında çitin üzerine immobilize edilmis proteazın 6 tekrar kullanım sonundabaslangıç aktivitesinin %68'ini çitosan üzerine immobilize edilmis proteazın isebaslangıç aktivitesinin %62'sini korudugu tespit edilmistir. Deterjan uyumlulugunda iseimmobilize enzimin sıcaklık etkisiyle gösterdigi aktivite düsüsüne ek olarak çitinüzerindeki immobilize enzimde yaklasık %24 çitosan üzerindeki immobilize enzimde iseyaklasık %20'lik bir aktivite kaybı daha gösterdigi gözlenmistir. Saklama kararlılıgabakıldıgında ise 65 gün sonunda immobilize enzimin korugu aktivite çitin için, %83,çitosan için ise % 87 olarak belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: İmmobilizasyon, Proteaz, Kovalent Baglanma, Glutaraldehit

Abstract:
Immobilization of protease, by covalent binding on chitin and chitosan was investigatedin this study. Protease-PFS was activated by cross linking with glutaraldehyde, wasselected among the tested carriers, because of the highest immobilized enzyme activity.The optimization of immobilization conditions was performed to obtain the highestactivity recovery (AR) and effluent ratio (ER). The optimum concentration ofglutaraldehyde was selected as 1% (v/v). Buffer pH and concentrations wereinvestigated because of their influence of ionic strength on immobilization. Highestvalues were obtained when pH 12, 0.5M buffer (Tris-HCl) was used. The optimumcarrier/enzyme ratio was 1.4 for chitin and 1 for chitosan. Enzyme/buffer ratio was 0.25as a result of good contact between the carriers and enzyme molecules.Temperature stability of protease enzymes was shifted from 50oC to 70oC whenimmobilized on both carriers. While free enzyme could save only 7% of its originalactivity at pH 12, immobilized enzymes on chitin and chitosan could preserve 54% and34% of their original activities respectively. To evaluate the reusability of proteasesimmobilized on chitin and chitosan, they were assayed 6 times consecutively, after 6cycles, immobilized proteases on chitin and chitosan saved 68% and 62% of theiractivities. In the presence of detergent enzymes immobilized on chitin and chitosan lost24% and 20% of their activities respectively. In the case of storage stability, after 65days, proteases immobilized on boths carriers saved 83% and 87% of their originalactivities.Keywords: Immobilization, Protease, Covalent Binding, Glutaraldehyde