Fenilalanin amonyum liyazın kereviz kökünden saflaştırılması, karakterizasyonu ve enzim aktivitesi üzerine bazı metallerin etkilerinin araştırılması
Purification and characterization of phenylalanine ammonia lyase from celery root and investigation of the effects of some metals on enzyme activity
- Tez No: 1014635
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİNE KARAKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Biyokimya, Chemistry, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, bitkilerin stres faktörlerine karşı geliştirdiği uyum mekanizmalarında görev alan fenilalanin amonyum liyaz (PAL) enzimi kereviz köklerinden saflaştırılmıştır. Başlangıç aşamasında, kısmi saflaştırılma sonucu elde edilen ham ekstrakt kullanılarak, maksimum enzim aktivitesinin gözlendiği koşulların belirlenmesi amacıyla karakterizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Enzimin L-fenilalanin substratı için elde edilen optimum koşullar 0,1M; pH:7,5; 30°C olarak belirlenmiştir. L-fenilalanin için hesaplanan Vmax ve KM kinetik sabitleri ise sırasıyla 0,12 EU-0,0179 mM olarak hesaplanmıştır. PAL enzim ekstraktından Sefaroz-4B–L-tirozin–4-aminosinnamik asit (S-4B-TACA) afinite jeli kullanılarak, kromatografi yöntemiyle saflaştırma yapılmıştır. Afinite jeli ile saflaştırılan PAL enzimine SDS poliakrilamid jel elektroforezi uygulanarak yaklaşık 20kDa'da tek bant gözlenmiştir. PAL enzimi için 40,6 kat saflaştırma derecesi elde edilirken spesifik aktivite 249,9µM/µg değerine yükselmiştir. Depolama karalılığının belirlenmesi amacıyla 2 ay boyunca çalışmalar yürütülmüş ve +4°C'de saklanan enzimden en yüksek verimin ilk 3 gün alınabileceği gözlenmiştir. Son aşamada PAL enziminin aktivitesi üzerine farklı metal tuzlarının (sodyum, potasyum, demir, kalsiyum, magnezyum, kobalt, çinko, bakır ve mangan metallerinin sülfat, nitrat ve klorür formlarının ve lityum karbonatın) etkileri araştırılmıştır. Enzim aktivitesini en çok %276,8 değeri ile 100mM denge konsantrasyonunda CuSO4·5H2O tuzunun arttırdığı ve bunu ise %232,5 değeri ile 0,1mM denge konsantrasyonunda MnSO4·2H2O; %209,3 değeri ile 100mM denge konsantrasyonunda FeCl2; % 201,8 değeri ile 100mM denge konsantrasyonunda Li2CO3; %179,9 değeri ile 0,1mM denge konsantrasyonunda NaNO3; %163,0 değeri ile 10mM denge konsantrasyonunda ZnCl2; %155,8 değeri ile 0,1mM denge konsantrasyonunda KCl; %153,7 değeri ile 10mM denge konsantrasyonunda MgCl2·6H2O; %145,5 değeri ile 1mM denge konsantrasyonunda Co(NO3)2·6H2O; %109,5 değeri ile 10mM denge konsantrasyonunda CaSO4 tuzlarının takip ettiği analiz edilmiştir. Bulgular, PAL enziminin biyokimyasal ve kinetik özelliklerinin anlaşılmasına katkı sağlaması ve çevresel stres koşullarına duyarlılığını vurgulamaktadır. Ayrıca çalışma kapsamında toprak kaynaklı metal tuzlarının PAL enzimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi, bitkilerde fenilpropanoid yolaklarının edafik stres faktörleriyle etkileşiminin anlaşılmasında literatüre katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), a key enzyme involved in plant adaptive responses to stress factors, was purified from celery (Apium graveolens L.) roots. In the initial stage, characterization studies were performed using the crude extract obtained after partial purification to determine the conditions under which maximum enzyme activity occurred. The optimum conditions for the L phenylalanine substrate were established as 0.1M, pH 7.5, and 30°C. The kinetic parameters calculated for L-phenylalanine were Vmax 0.12 EU and KM 0.0179 mM. Purification of PAL from the enzyme extract was achieved by affinity chromatography using Sepharose-4B–L-tyrosine–4-aminocinnamic acid (S-4B TACA) affinity gel. SDS–polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis of the purified enzyme revealed a single protein band at approximately 20 kDa. A 40.6-fold purification was obtained, and the specific activity increased to 249.9µM/µg. Storage stability was evaluated over a two-month period, and the highest enzymatic yield from samples stored at +4°C was observed within the first three days. In the final stage, the effects of various metal salts including the sulfate, nitrate, and chloride forms of sodium, potassium, iron, calcium, magnesium, cobalt, zinc, copper, and manganese, as well as lithium carbonate on PAL activity were investigated. The greatest enhancement in enzyme activity was observed with CuSO₄·5H₂O (276.8%) at 100mM. This was followed by MnSO₄·2H₂O (232.5%) at 0.1mM; FeCl₂ (209.3%) at 100mM; Li₂CO₃ (201.8%) at 100mM; NaNO₃ (179.9%) at 0.1mM; ZnCl₂ (163.0%) at 10mM; KCl (155.8%) at 0.1mM; MgCl₂·6H₂O (153.7%) at 10mM; Co(NO₃)₂·6H₂O (145.5%) at 1mM; and CaSO₄ (109.5%) at 10mM. These findings contribute to understanding the biochemical and kinetic properties of PAL and highlight its sensitivity to environmental stress. Moreover, evaluating the effects of soil-derived metal salts on PAL activity provides insight into the interaction between phenylpropanoid pathways and edaphic stress factors in plants.
Benzer Tezler
- Bazı yeşil yapraklı bitkilerden fenilalanin amonyum liyaz enziminin saflaştırılması ve enzim aktivitesi üzerine metal etkilerinin araştırılması
The purification of phenylalanine ammonia-lyase enzyme from certain green leafy plants and investigation of the effects of metals on enzyme activity
ZEHRA GÜZİN ALAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. ÇİĞDEM BİLEN
PROF. DR. EMİNE KARAKUŞ
- Fenilalanin amonyum liyaz (PAL) genlerinin beyaz acı bakla (Lupinus albus L.)'da genom çapında tanımlanması ve tuz stresi altında LaPAL genlerinin ekspresyon seviyelerinin belirlenmesi
Genome-wide identification of Phenylalanine ammonium lyase (PAL) genes in white lupin (Lupinus albus L.) and determination of expression levels of LaPAL genes under salt stress
MERYEM MELİSA KAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YONCA SURGUN ACAR
- Stres altındaki bazı bitkilerde biyoteknolojik önemi olan fenilalanin amonyum liyaz enziminin aktivitesinin belirlenmesi, optimizasyonu ve karakterizasyonu
Determination of enzyme activity, optimization and characterization of the biotechnologically important phenylalanine ammonia lyase from some plants under stress
SEDA ŞİRİN
- Kereviz bitkisinin yaprak ve sap bölgelerinden fenilalanin amonyum liyaz enziminin afinite kromatografisi ile saflaştırılması ve karakterizasyonu
Purification and characterization of phenylalanine ammonia lyase enzyme from the leaf and stem regions of celery plant using affinity chromatography
SEMA ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE KARAKUŞ
- Ekzojen bitki büyüme düzenleyicilerinin ve fenilalaninin fesleğen (Ocimum basilicum L.) bitkisinde sekonder metabolitlere ve fenilalanin amonyum liyaz (pal) enzim aktivitesine etkisi
The effect of exogenous plant growth regulators and phenylalanine on secondary metabolites and phenylalanine ammonia-lyase (pal) activity of sweet basil (Ocimum basilicum L.)
NÜLÜFER KOCA
Doktora
Türkçe
2013
BiyokimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENGÜL KARAMAN