Geri Dön

Beta-galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonu ve saflaştırılması

Optimization of beta-galactosidase enzyme production and its purification

PDF İndir

  1. Tez No: 252596
  2. Yazar: SEVAL DAĞBAĞLI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. YEKTA GÖKSUNGUR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 216

Özet

Bu tezde Kluyveromyces türü mayalar ile ß-galaktosidaz enzim üretiminde bazı proses değişkenleri incelenmiş, çalkalamalı kültürde ve karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde Cevap Yüzey Yöntemi kullanılarak ß-galaktosidaz enzim üretimi optimize edilmiştir.Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 ile sentetik ortam kullanılarak çalkalamalı kültürde ß-galaktosidaz enzim üretimine etki eden faktörler araştırılmıştır. ß-galaktosidaz enzim üretiminde önemli fermentasyon parametreleri olan ortam pH'sı (6-8), karıştırma hızı (150-250 rpm), başlangıç substrat konsantrasyonu (20-40 g/l) ve fermentasyon süresi (36-60 saat) optimize edilmiştir. Maksimum spesifik enzim aktivitesi, proses değişkenlerinin optimum seviyelerinde (başlangıç ortam pH 7.35, karıştırma hızı 179.2 rpm, başlangıç substrat konsantrasyonu 24.9 g/l, fermentasyon zamanı 50.9 saat) 4218.4 U/g olarak tespit edilmiştir. Karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde ß-galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonu Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 ile sentetik ortam kullanılarak gerçekleştirilmiştir. ß-galaktosidaz enzim üretimi üzerine başlangıç substrat konsantrasyonu (15-35 g/l), karıştırma hızı (100-300 rpm), havalandırma hızı (1-3 vvm) ve fermentasyon süresinin (12-32 s) etkileri incelenmiş ve optimum seviyeleri belirlenmiştir. Maksimum spesifik enzim aktivitesi olan 4622.7 U/g, proses değişkenlerinin optimum seviyeleri olan 33.8 g/l başlangıç substrat konsantrasyonu, 2.21 vvm havalandırma hızı, 24 saat fermentasyon süresi ve 173.4 rpm karıştırma hızında elde edilmiştir. CYY'nin, çalkalamalı kültürde ve karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde ß-galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonunda ve proses parametreleri arasındaki interaksiyon etkilerinin belirlenmesinde başarı ile kullanılabileceği bulunmuştur.ß-galaktosidaz enziminin saflaştırılması, Sephadex A50 iyon değiştirici jel kullanılarak gerçekleştirilmiş ve enzim yaklaşık 3 kat saflaştırılmış, saflaştırma verimi %74.41 olarak bulunmuştur. Kluyveromyces lactis NRRL 8279'dan elde edilen saflaştırılmış ß-galaktosidaz enzimine ait SDS PAGE görüntülerinde enzime ait dört adet alt birim (133.77, 58.07, 49.81, 24.71 kDa) tespit edilmiştir Üretilen ß-galaktosidaz enziminin optimum sıcaklık ve pH değerleri 37°C ve pH 7.0 olarak bulunmuştur. Enzimin pH 6.0-7.5 ve 25-37°C sıcaklık aralığında stabil olduğu belirlenmiştir. Enzimin Km ve Vmax değerleri sırasıyla 1.10 mM ve 1000 µmol/min mg protein olarak belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, process variables in ß-galactosidase production by Kluyveromyces were investigated and ß-galactosidase production was optimized by using Response Surface Methodology. In the first part of the thesis, production and optimization of ß-galactosidase enzyme using synthetic medium by Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 in shake flask cultures were investigated. Among the different cell disintegration methods used, the highest specific activity was obtained when the cells were permeabilized using isoamyl alcohol. Response surface methodology was used to investigate the effects of four fermentation parameters (agitation speed, pH, initial substrate concentration and incubation time) on ß-galactosidase enzyme production. Results of the statistical analysis showed that the fit of the model was good in all cases. Maximum specific enzyme activity of 4218.4 U/g was obtained at the optimum levels of process variables (pH 7.35, agitation speed 179.2 rpm, initial sugar concentration 24.9 g/l and incubation time 50.9 h). In the second part of the thesis, production and optimization of ß-galactosidase enzyme using synthetic medium by Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 in stirred tank bioreactor were investigated. Response surface methodology was used to investigate the effects of four fermentation parameters (aeration rate, agitation speed, initial sugar concentration and incubation time) on ß-galactosidase enzyme production. The fermentation parameters mentioned above had strong linear and negative quadratic effects on specific enzyme activity. Maximum specific enzyme activity of 4622.7 U/g was obtained at the optimum levels of process variables (aeration rate 2.21 vvm, agitation speed 173.4 rpm, initial sugar concentration 33.8 g/l, incubation time 24.0 h). The purification of the enzyme from a crude protein extract of K. lactis by ion exchange chromatography resulted in a purification factor of 3-fold over the crude extract having an overall yield based on total enzyme units of 74.41%. Enzyme is consist of four subnits (133.77, 58.07, 49.81, 24.71 kDa) The optimum temperature and pH of the ß-galactosidase enzyme produced under optimized conditions were 37°C and pH 7.0, respectively. The enzyme was stable over a pH range of 6.0-7.5 and a temperature range of 25-37°C. The Km and Vmax values for ?-nitrophenol-ß-D-galactopyranoside (ONPG) were 1.10 mM and 1000 µmol/min mg protein, respectively. The response surface methodology was found to be useful in optimizing and determining the interactions among process variables in ß-galactosidase enzyme production. Hence, this study fulfills the lack of using mathematical and statistical techniques in optimizing the ß-galactosidase enzyme production in stirred tank bioreactor.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    828396

    Producing of recombinant beta-galactosidase enzyme to reduce lactose intolerance

    Laktoz intoleransının azaltılması için rekombinant olarak beta-galaktosidaz enzim üretilmesi

    AYŞE ÇOLAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyoteknolojiDokuz Eylül Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜLYA AYAR KAYALI

  2. Tez No

    759474

    Techno-economic analysis of lactase production: Türkiye case

    Laktaz üretiminin tekno-ekonomik analizi: Türkiye örneği

    EDA KAPAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyoteknolojiYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ ÖZHAN AYTEKİN

  3. Tez No

    867050

    Assessment of the effects of melatonin on the funtional deficits induced by cellular stress in obese donor derived mesenchymal STEM cells

    Melatonin'in obez donor mezenkimal kök hücrelerinde hücresel strese bağlı olarak oluşan fonksiyon bozuklukları üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi

    ECE GİZEM POLAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Kök Hücre Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİMA SUSANNA FAUSTINA AERTS KAYA

  4. Tez No

    232975

    ß-galactosidase of Kluyveromyces lactis: Immobilization, characterization and hydrolysis behavior of enzyme

    Kluyveromyces lactis ß-galaktozidaz enzimi: İmmobilizasyon, karakterizasyon ve hidroliz davranişi

    BURCU ÇABUK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CANAN TARI

    PROF. DR. ŞEBNEM HARSA

  5. Tez No

    683434

    Çermik kaplıcalarından izole edilen termofilik Geobacillus vulcani 2Çx'te beta-galaktosidaz enzim karakterizasyonu

    Characterization of beta-galactosidase enzyme from thermophilic geobacillus vulcani 2Çx in Çermik hot spring

    NAZLI POLAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyolojiDicle Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEMAL GÜVEN

Geri Dön