İmmobilize lipazlarla stereospesifik esterlerin sentezi ve rasemik alkollerin resolusyonu
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 10285
- Danışmanlar: PROF. DR. AZMİ TELEFONCU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1990
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
-112- Ö Z ET Optikçe aktif alkollerin rasemik karışımlarının resolusyonu ve enantiomerlerin optikçe aktif esterlerinin hazırlanması büyük bir ekonomik potansiyele sahiptir. Bu tür maddeler reaksiyon koşullarından çok etkilendikleri gibi kimyasal yöntemlerle sentezleri çoğu kez mümkün değildir ve ayrıca yüksek maliyet gerektirir. Buna karşılık biyokatalizatörler kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada reaksiyon koşulları yumuşaktır (Oda sıcaklığı ve basıncı, nötral pH v.b). Kimyasal yöntemlere göre öncelikle koşullar bakımından üstündür. Ayrıca kimyasal katalizatörlerin spesifikliği ve selektifliği olmadığından birçok istenmeyen üründe reaksiyon ortamında bulunur. Biyokatalizatörlerin mevcut spesifiklik ve selektifliği dolayısıyla sadece istenilen ürünlerin ılımlı koşullarda sentezlenebilmeleri önemli avantaj sağlamaktadır. Çalışmamızda biyokatalizatör olarak domuz pankreatik li- pazı ile Candida cylindracea lipazı(E.C.3.1.1.3) kullanılmış tır. Enzimler doğal formda kullanıldıkları zaman mevcut hidrolaz ve ester az aktivitelerini uzun süre koruyamadıkları gibi reaksiyon ortamından ayrılmaları da güçtür. Çünkü çoğu proteinler gibi çözünürlükleri fazla olduğundan birbirini izleyen reaksiyon sistemlerinde kullanılmaları mümkün değildir. Ayrıca saf enzim temin etmek zor ve pahalıdır. Bu nedenlerle sözü edilen lipazların ikisi de dört değişik taşıyıcı da üç ayrı yöntem kullanılarak immobilize edildi.-113- Bunlardan ilki CMBr ile aktive edilen agaroz polimerleri- ne kovalent bağlama yöntemiyle gerçekleştirildi. Sonra akril amid ve Bis(N-N' -dimetil bisakrilamid) den hazırlanan polimer jel matrikse tutuklama yöntemiyle, Celite ve Amberlite IRA 938 reçinesine adsorbsiyon yöntemiyle lipazlar immobilize edildi. Diğerlerinde istenmeyen bazı özellikler gözlenirken Amberlite IRA 938 'e immobilize edilen enzim preparatlarmın saptanan özellikleri amacımız için uygun bulundu ve bütün transesteri- fikasyon reaksiyonlarında kullanıldı. Transesterif ikasyondaö-mmobilize enzim preparatlarmın susuz ortamda esteraz aktivitesi potansiyelinden yararlanarak reaksiyonlar gerçekleştirildi. Önce immobilise domuz pankre- atik lipazı varlığında 2-pentanol, 3-pentanol ve 2-metil-l- butanol alkollerinin ayrı ayrı tributirin matriks esteriyle reaksiyonları gerçekleştirildi. Aynı reaksiyonlar bir kere de immobilize Candida pylindracea lipazı katalizatörü ile ger- çekliştirildi. Reaksiyon ürünleri ince tabaka ve gaz kromato- grafisi, infrared spektrumları ile incelendi. Reaksiyon sonu karışımında reaksiyona girenlerden başka en az iki yeni ürü nün oluştuğu belirlendi. Rasemik alkollerin immobilize en zimlerin katalizatörlüğünde resolusyona uğradığı ve enanti- omer alkollerden birinin transesterif ikasyonla optikçe aktif ester oluşturduğu anlaşıldı. Reaksiyonların herbiri üçer kez aynı koşullarda da tekrarlandı ve sonucun değişmediği gözlendi. Reaksiyonlar 72-140 saat arasında çalkalanarak 25-35 C ve atmosferik basınç koşullarında gerçekleştirildi.-13A- Reaksiyon karışımları vakumlu fraksiyonlu distilasyonla ayrıldı. Elde edilen ürünlerin saflıkları gaz likid kromatogra- fisi ve infrared spektrofotometresi ile tayin edildi. Ayrıca kırılma indisleri ve spesifik çevirme açıları da tayin edildi. Stereospesifik ester ürünleri pH-stat da alkali hidro lize tabi tutuldu. Il.enantiomer alkoller esterden hidroliz- lendi, fiziksel özellikleri tayin edildi. Sonuç olarak görüldü ki immobilize domuz pankreatik lipaz ve Candida cylindracea lipazı rasemik alkollerin resolusyonunu sağlarken enantiomerlerden yalnız biri enzim sayesinde trans- esterifikasyonla optikçe aktif ester oluşumunda substrat ola rak kabul gördü. Böylece hem rasemik alkollerin resolusyonu gerçekleşmiş hem de stereospesifik esterlerin oluşumu sağlan mıştır. Elde edilen stereospesifik esterler öncelikle pahalı ve yetersiz kiral yapılı madde sıkıntısına alternatif bir ça re olduğu gibi ya doğrudan doğruya ya da aktif formun basit kimyasal modifikasyonları ile ilaç, pestisit, herbisit, germi - sit ve insektisid olarak da kullanılmaktadır.
Özet (Çeviri)
-115- SUMMARY Resolution of racemic mixtures of optically active alcohols and ester preparation of the resultant enantiomers provide a great economical potential. These kinds of substances are gre atly effected by the reaction conditions, thus their chemical synthesis may not always be possible and also requires high costs of production. When biocatalysts are used, milder reaction conditions (room temperature, neutral pH, etc.) are obtained. Because chemical catalysts do not have specificity and selectivity, many unwanted products are formed in the reaction medium. Bio catalysts having specificity and selectivity, only the targe ted products can be synthesized under mild conditions and this provides great advantage. In this study, pig's pancreatic lipase and Candida cylin- dracea lipase {EC 3.1.1.3) have been used as biocatalyst. When used in natural forms enzymes cannot preserve their hydrolase and esterase activities for a long time and difficulties arise in separation from the reaction media. Like many proteins, their solubilities are quite high and also they can not be used in followed reaction systems. However, obtaining pure enzymes is an expensive and difficult process. Each of those lipases mentioned above, have been immobi lized on four different supports by three different methods. Firstly, the enzymes were immobilized on the CNBr activated agarose by covalent bonding method. Secondly, they were en--116- trapped in polymer gel matrix which was prepared by mixing acrylamide and Bis (N-N' -dimethyl bisacrylamide). Thirdly, li pases were adsorbed on Celite and Amberlite IRA 938 resins» While some unwanted properties observed with the others, immo bilized enzyme preparation with Amberlite IRA 938 proved to be suitable for our purpose and used throughout the transesteri- fication reactions. Reactions were carried out with the help of the esterase activity potential of the immobilized enzyme preparations in non-aqueous medium. 2-pentanol, 3-pentanol and 2-methyl-l-butanol alcohols were reacted with tributirin matrix ester one by one. Same reactions were repeated by using immobilized Candida Cylindracea lipase. Analysis of the products were made by the thin-layer chromatography, gas chromatography and Infrared Spectroscopy. It was seen that in the end of reaction, besides the residual reactants, at least two new products were formed. Using immobilized enzymes as catalysts, resolution of racemic alcohols was achieved and one of the enantiomer alco hols formed an optically active ester, in the transesterifi- cation reaction. Reactions were made in triplicates and the results found to be reproducible. All the reactions took place o at 25-35 C, under atmospheric pressure by shaking 72-140 hours « Reaction mixture was separated by fractional destination under vacuum- Percentage purity of the products was checked by GLC and IR techniques. The refractive indices and specific ro tation angles were also measured.-117- Alkali hydrolysis of stereospecif ic esters was carried out on pH-stat. II. enantiomer alcohol was hydrolysed from the ester and physical constants were determined. To sum up, it is seen that immobilized Pig's pancreatic lipase and Candida cylindracea lipase resolved racemic alco hols into enantiomers and only one of these enantiomers, owing to the presence of enzyme, has been accepted as a substrate for the optically active ester formation by transesterifica- tion. Thus resolution of the rasemic alcohols and also forma tion of the stereospecif ic esters were succeeded. Produced stereospecific esters may be thought as an alternative of the insufficiently supplied and expensive chiral compounds. They can either be used directly or by simple chemical modifications of the active forms as medicine, pesticide, herbicide, germici de and insecticide.
Benzer Tezler
- Biopolyester synthesis by enzymatic catalysis and development of nanohybrid systems
Enzimatik kataliz yoluyla biyopoliester sentezi ve nanohibrit sistemlerin geliştirilmesi
MEDİHA HALE ÖZTÜRK DÜŞKÜNKORUR
Doktora
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LUC AVEROUS
PROF. DR. YÜKSEL GÜVENİLİR
- Jelatin hidrojellerinin sentezlenmesi, şişme/bozunma davranışlarının incelenmesi ve uygun immobilize lipaz-jelatin hidrojel sisteminin oluşturulması
Gelati̇n hydrogels synthesis, swelling/degradation behaviours investigation and formation of suitable i̇mmobi̇li̇zed li̇pase-gelatin hydrogels systems
GÜLEN OYTUN AKALIN
- Effect of silanization agent on the immobilization of lipase on a silica-based support material
Silika bazlı taşıyıcıya lipaz immobilizasyonunda silanlama ajanının etkisi
YASEMİN KAPTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- İmmobilize circinella sp. hücreleri ile lipaz üretimi ve optimizasyonu
Production and optimization of lipase by immobilisedcells of circinella sp
YUSUF BARKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ALİ KILINÇ
Y.DOÇ.DR. İHSAN YAŞA
- Rhizomucor miehei lipazının ipliksi destek materyali üzerine tutuklanması
Immobilization of Rhizomucor miehei lipase on fibrous support
GÜLÇİN EYLEM ÖZARSLANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyokimyaYüzüncü Yıl ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NEDİM ALBAYRAK