Lewatit Partikülüne Üreaz Enziminin İmmobilizasyonu

Yıl 2017, Cilt: 7 Sayı: 2/2, 124 - 136, 28.12.2017

Ercan Çınar , Selami Ercan Nuri Güleşçi

Öz

Ticari
olarak alınan Lewatit VP OC 1600 partiküllerine üreaz enzimi immobilizasyon
tekniği uygulanılarak partiküle immobilize edildi. Enzim
immobilizasyonlarında araştırma parametrelerinden biri olan enzimin tekrar
kullanılabilirliği immobilze olan partikülün kullanılması ve sonuçların
alınması enzimin ticari alınan lewatit partiküller üzerine immobilize olduğunu gösterdi.
Lewatit VP OC 1600, metakrilik esterlere dayanılarak küresel boncuk biçiminde
macropor içeren ve divinilbenzen (DVB) ile çapraz bağlanmış polimerdir. Lewatit
VP OC 1600’ün maksimum üreaz immobilize etme kapasitesi 480 mg.g ^-1‘dir.
Serbest ve immobilize olan enzimler, 7.5 ve 6.5 gibi farklı optimum pH'lar
sergiledi. İmmobilize olan enzimin optimum sıcaklığı 60 ^oC'e
kayarken, serbest enzim 50 ^oC olarak belirlendi. İmmobilize olan
enzim ile serbest enzim yüksek sıcaklıklara maruz bırakıldığında tutuklanan
enzim serbest enzime göre sıcaklığa daha fazla direnç gösterdiği tespit edildi.
Tutuklanan ve serbest enzimin kinetik parametreleri belirlendi. Buna göre,
serbest enzimin substrata ilgisinin tutuklanan enzimin substrata olan
ilgisinden düşük olduğu gözlemlendi. Tutuklanan enzimin, termostabilitesi,
tekrar kullanılabilirliği ve depolama parametrelerinin serbest enzime kıyasla
daha yüksek bir etkinlik gösterdiği tespit edildi.

Anahtar Kelimeler

Enzim, Üreaz, İmmobilizasyon

Kaynakça

• ALPTEKİN, Ö., TÜKEL, S.S., YILDIRIM, D., ALAGÖZ, D., 2009. Characterization and properties of catalase immobilized onto controlled pore glass and its application in batch and plug-flow type reactors. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 58:124-131.
• ALSOY ALTINKAYA, S., YEMENİCİOĞLU, A., YÜREKLİ, Y., 2008. Enzim immobilize edilmiş membranların hazırlanması ve karakterizasyonu: Membran performanslarının belirlenmesi. 101s.
• AMINE, A., MOHAMMADİ, H., BOURAİS, I., PALLESCHİ, G., 2006. Enzyme inhibitionbased biosensors for food safely and environmental monitoring. Biosens. Bioelectron, 21:1406-1423.
• BARAN TEKE, A., 2008. Farklı yöntemlerle üreaz/alanindehidrogenaz enzim çiftinin immobilizasyonu ve sistemin kan üre düzeyini düşürebilme olanaklarının araştırılması. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, İzmir, 162s.
• BAYRAMOĞLU, G., ALTINOK, H., BULUT, A., 2003. Preparation and application of spacer-arm-attached poly(hydroxyethyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate) films for urease immobilization. Reactive & Functional Polymers, 56:111-121.
• BAYRAMOĞLU, G., YALÇIN, E., ARICA, M.Y., 2005. Immobilization of urease via adsorption onto L-histidine-Ni (II) complexed poly (HEMA-MAH) microspheres: Preparation and characterization. Process Biochemistry, 40:3505-3513.
• BAYSAL, H., 2000. Üreaz içeren enzim komplekslerinin hazırlanması ve kullanım olanaklarının araştırılması. Doktora Tezi , Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 42-47.
• CHANG, T.M.S., 1976. Microencapsulation of enzymes and biologicals. Methods in Enzymology, Academic Pres, New York, 201–218.
• CHELLAPANDIAN, M., KRISHNAN, M.R.V., 1998. Chitosan-poly (glycidyl methacrylate) copolymer for immobilization of urease. Process Biochemistry, 33:595-600.
• CHEN, J., CHİU, S., 2000. Apoly(N-isopropylacrylamide-co-Nacryloxysuccinimide-co- 2-hydroxyethyl methacrylate) composite hydrogel membrane for urease immobilization to enhance urea hydrolysis rate by temperature swing. Enzyme and Microbial Technology, 26:359-367.
• ÇOŞKUN, G., 2007. Glutatiyon-S-Transferaz enziminin farklı taşıyıcılarda immobilizasyonu ve bazı özelliklerinin incelenmesi. Ege Üniversitesi Doktora Tezi, İzmir, 118s.
• DEGROOT, R.A., NEUFELD, J.R., 2001. Encapsulation of urease in alginate beads and protection from-chymotrypsin with chitosan membranes. Enzyme and Microbial Technology, 29:321-322.
• DI MARTINO, S., EL-SHERIFF, H., DIANO, N., MAIO, A. D., GRANO, V., ROSSI, S., BENCIVENGA, U., MATTEI, A., MITA, D.G., 2003. Urea removal from agricultural waste waters by means of urease immobilized on nylon membranes grafted with cyclohexyl-methacrylate. Applied Catalysis B: Environmental, 46:613-629.
• ELÇİN, Y.M., 1995. Encapsulation of urease enzyme in xanthan-alginate spheres. Biomaterials, 16:1157-1161.
• FAHMY, A.S., BAGOS, V.B., MOHAMMED, T.M., 1998. Immobilization of Citrullus vulgaris urease on cyanuric chloride DEAE-cellulose ether: preparation and properties. Biores. Technology, 64:121-129.
• GABROVSKA, K., GEORGIEVA, A., GODJEVARGOVA, T., STOILOVA, O., MANOLOVA, N., 2007. Poly(acrylonitrile)chitosan composite membranes for urease immobilization. Journal of Biotechnology, 129:674–680.
• GEORGE, S., CHELLAPANDIAN, M., SIVASANKAR, B., JAYARAMAN, K., 1997. A new process for the treatment of fertilizer effluent using immobilized urease. Bioprocess Eng., 16:83-85.
• GODJEVARGOVA, T.S., DIMOV, A., 1997. Immobilization of urease onto membranes of modified acrylonitrile copolymer. Journal of Membrane Science, 135:93–98.
• GODJEVARGOVA, T., GABROVSKA, K., 2003. Immobilization of urease onto chemically modified acrylonitrile copolymer membranes. Journal of Biotechnology, 103:107-111.
• KARA, F., 2006. Üreazın aljinat-kitosan polielektrolit ve poli(akrilamit-ko-akrilik asit)/κ-karragenan interpolimer komplekslerine immobilizasyonu. Gazi Üniversitesi, Doktora Tezi, 59s.
• KALAYCIOĞLU, L., SERPEK, B., NİZAMLIOĞLU, M., 2000. Biyokimya Kitabı. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara, 213-247s.
• KRAJEWSKA, B., LESZKO, M., ZABORSKA, W., 1989. Membrane-immobilized urease for possible use in dialysate regeneration system of artificial kidney. Environ Protec Eng., 15:173-180.
• KRAJEWSKA, B., LESZKO, M., 1990. Urease immobilization on aminated butyl acrylate ethylenedimethacrylate copolymer. Die Angewandte Makromolekularen Chemie, 179:21-33.
• LASKA, J., WLODARCZYK, J., ZABORSKA, W. 1999. Polyaniline as a support for urease immobilization. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6: 549-553.
• LEI, Z., BI, S., HU, B., YANG, H., 2007. Combined Magnetic and Chemical Covalent Immobilization of Pectinase on Composites Membranes Improves Stability and Activity. Food Chemistry, 889-896.
• LIN, C., YANG, M., 2003. Urea permeation and hydrolysis through hollow fiber dialyzer immobilized with urease: storage and operation properties. Biomaterials, 24:1989-1994.
• LOWRY, OH., ROSENBRAUGH, N., FARR, L., RANDALL, R., 1951. Protein measurement with theophilin-phenol reagent. J., Biol., Chem., 183:265–275.
• MULAGALAPALLI, S., KUMAR, S., KALATHUR, R.C.R., KAYASTHA, M.A., 2007. Immobilization of Urease from Pigeonpea (Cajanus cajan) on Agar Tablets and Its Application in Urea Assay. Appl Biochem Biotechnol, 142:291–297.
• NELSON, D.L., COX, M.M., 2005. Lehninger Principles of Biochemistry. 3rd ed. (NEDRET, K. editör). Lehninger Biyokimyanın İlkeleri, Palme Yayıncılık, Ankara, 1152s.
• PETERSSON, B. A., 1988. Enzymatic determination of urea in undiluted whole blood by flow injection analysis using an ammonium ion-selective electrode. Analytica Chimica Acta, 209:239-248.
• RAO, M.S., CHELLAPANDIAN, M., KRISHNAN, M.R.V., 1995. Immobilization of urease on gelatin-poly(HEMA) copolymer preparation and characterization. Bioprocess Engineering, 13:211–214.
• REJIKUMAR, S., DEVI, S., 1998. Preparation and characterization of urease bound on crosslinked poly(vinyl alcohol). Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 4:61-66.
• SAHOO, B., KUMAR SAHU, S., PRAMANIK, P., 2011. A Novel Method For The Immobilization Of Urease On Phosphonate Grafted Iron Oxide Nanoparticle. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 69:95–102.
• MEHMET ŞENEL, EMRE ÇEVİK, M. FATİH ABASIYANIK, AYHAN BOZKURT, 2010. Üreaz Enziminin Poli(Vinil Imidazol)/Poli(2-Akrilamido-2-Metil-1Propansülfonik Asit) Sistemi İçerisine Immobilizasyonu. 3. Ulusal Polimer Bilim ve Teknolojisi Kongresi ve Sergisi, , Kocaeli Üniversitesi – Kocaeli 12 – 14 Mayıs.
• TELEFONCU, A., 1997. Enzimoloji. Yüksek Lisans Yazokulu. 21–27 Eylül 1997. Kuşadası, Aydın, Türkiye, 446 s.
• WISEMAN, A., 1986. Handbook of Enzyme Biotechnology. 2nd Edit., John Wiley & Sons, Chichester, England.
• YANG M. C., LIN C. C., 2001. Urea permeation and hydrolysis through hollow fiber dialyzer immobilized with urease. Biomaterials, 22(8):91-896.