Geri Dön

Evaluating microemulsions for purification of beta-galactosidase from Kluyveromyces lactis

Kluyveromyces lactis beta-galaktozidazının saflaştırılması için mikroemülsiyonların değerlendirilmesi

  1. Tez No: 285684
  2. Yazar: BEKİR GÖKÇEN MAZI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALUK HAMAMCI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Biotechnology, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Bu çalışmada, beta-galaktosidaz'ın (laktazın) diğer proteinlerden ayrılması için yağ içerisinde su mikroemülsiyonlarının kullanılma potansiyelini değerlendirdik. Beta-Galaktosidaz'ın süt karbonhidratı laktozu parçalayabilme özelliği bu enzime dikkate değer ticari bir önem vermektedir. Kluyveromyces lactis'den hazırlanmış ticari bir beta-galaktosidaz preparatının, izooktan içinde 200 mM bis (2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate (AOT) den oluşturulmuş mikroemülsiyon su damlacıkları içinde çözünme derecesi tampon çeşidi, pH, iyon gücü ve protein konsantrasyonunun fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Elde ettiğimiz sonuçlar, beta-galaktosidaz'ın büyük molekül ağırlığından dolayı (MA ~ 220-240 kDa, dimeric formu) bu enzimin mikroemülsiyon su damlacıkları tarafından büyük ölçüde çok düşük tuz konsantrasyonları altında absorplandığını göstermiştir. Bu sonuçlara dayanarak, tek-aşamalı bir ayırma yöntemi geliştirdik, bu yöntemde protein karışımı içeren düşük hacimli su bazlı tampon, organik bir yüzey aktif madde çözeltisine eklenmiştir. Mikroemülsiyon su damlacıkları yağ içerisinde oluşur ve büyük molekül ağırlığına sahip istenen proteinleri dışarıda bırakırken küçük molekül ağırlıklı protein safsızlıklarını yakalar. Bu beta-galaktosidaz'ın yeni oluşan su fazı içine atılmasına neden olur. Bu yöntemin bir biyo-ayırma aracı olarak uygulanabilirliliği beta-galaktosidaz ve test proteini beta-laktoglobulini eşit miktarda içeren besleme karışımı üzerinde gösterilmiştir. Bu iki proteinin birbirinden ayrıştırılması ve geri kazanımı tampon çeşidi, pH, iyon gücü ve protein konsantrasyonunun fonksiyonu olarak incelenmiştir. Sonuçlar, ayırmanın 100 mM KCl tuz konsantrasyonunda büyük ölçüde tamamlandığını göstermiştir, bu noktada su damlacıkları beta-laktoglobulini taşıyacak kadar büyük fakat laktaz için çok küçüktür. 100 mM tuz konsantrasyonunda neredeyse saf bir şekilde toplam laktaz aktivitesinin % 92'si geri kazanıldı.Aynı ayırma planı daha sonra Kluyveromyces lactis mayası hücrelerinden elde edilen ham özüt üzerinde de denenmiştir. Ayırma yöntemimizde besleme olarak kullanılan ham özüt, K. lactis maya hücrelerinin boncuklu hücre kırıcı ile parçalanmasıyla elde edilmiştir. % 96 aktivite geri kazanımı ile birlikte özütün 5.4 katı saflaştırma faktorüne ulaşılmıştır. Bu sonuçlar tek-aşamalı ayrıma yöntemimizin beta-galaktosidaz'ın teknik enzim olarak üretimi için dikkate değer bir yöntem olduğunu göstermiştir: bu yöntem aşağı-akış işlemlerinde gereksinim duyulan işlem basamaklarını azaltma potansiyeli nedeniyle enzimin, sürekli bir sistemde, büyük ölçekli kısmi saflaştırılmasının gerçekleştirilmesi potansiyeline sahiptir.

Özet (Çeviri)

In this study, we evaluated the potential of water-in-oil microemulsions for the separation of beta-galactosidase (lactase) from other proteins. The ability of beta-galactosidase to break down the milk carbohydrate lactose gives the enzyme considerable commercial importance. The extent of solubilization of a commercial Kluyveromyces lactis preparation of beta-galactosidase into microemulsion droplets formed from 200 mM bis (2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate (AOT) in isooctane was measured as a function of buffer type, pH, ionic strength, and protein concentration. Our results showed that, due to the large molecular weight of beta-galactosidase (MW~ 220-240 kDa, dimeric form), the enzyme was taken up by the microemulsion droplets mainly under very low salt conditions. Based on these results, we designed a one-step separation procedure, in which a small volume of aqueous buffer containing the protein mixture is added to an organic surfactant solution. Microemulsion droplets form in the oil and capture protein impurities of smaller molecular weights, while excluding the high molecular weight target protein. This causes the beta-galactosidase to be expelled into a newly formed aqueous phase. The feasibility of this one-step process as a bioseparation tool was demonstrated on a feed consisting of an equal mixture of beta-galactosidase and the test protein beta-lactoglobulin. Recovery and separation of the two proteins was analyzed as function of buffer type, pH, ionic strength, and protein concentration. Results showed that separation was most complete at 100 mM KCl salt concentration, where the droplets were big enough to carry beta-lactoglobulin but too small for lactase. At 100 mM salt concentration, we recovered 92% of the total lactase activity in a virtually pure form.The same separation scheme was then tested on crude extract obtained from a cell culture broth of the yeast Kluyveromyces lactis. Cells of the yeast K. lactis were disrupted by minibeadbeater, forming a crude extract that was used as the feed in our separation process. A 5.4-fold purification factor of the extract was achieved, with 96% activity recovery. The results showed our one-step separation process to be an interesting method for the production of beta-galactosidase as a technical enzyme: it has the potential to achieve a continuous, large-scale partial purification of the enzyme, potentially reducing the number of steps required in downstream process.

Benzer Tezler

  1. Doğal kaynaklardan glutatyon elde edilmesi, saflaştırılması ve farmasötik formda değerlendirilmesi

    Purification of glutathione obtained from natural sources and evaluation in pharmaceutical form

    FATMANUR BOSTAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyomühendislikDüzce Üniversitesi

    Doğal ve Bitkisel Ürünler

    PROF. DR. UFUK KOCA ÇALIŞKAN

  2. Çörek otu yağı kaynaklı antiinflamatuar etkili mikroemülsiyon göz formülasyonlarının hazırlanması ve değerlendirilmesi

    Preparation and evaluation of anti-inflammatory microemulsion eye formulations from black seed oil

    GÖRKEM TIRANBEŞLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Eczacılık ve FarmakolojiTrakya Üniversitesi

    Farmasötik Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH GEDİK

  3. Diflukortolon valerat yüklü topikal mikroemülsiyon formülasyonlarının geliştirilmesi ve ın vitro değerlendirilmesi

    Development and in vitro evaluation of diflucortolone valerateloaded topical microemulsion formulations

    ELİF PINAR ÖZALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MERYEM SEDEF ERDAL

  4. Metronidazol içeren kozmetik amaçlı topikal mikroemülsiyon formülasyonunun geliştirilmesi ve in vitro-in vivo değerlendirilmesi

    The development of topical microemulsion formulation containing metronidazole for cosmetically use and its in vitro/in vivo evaluation

    AYŞE GÜL KAYIŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Eczacılık ve FarmakolojiGazi Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. FİGEN OCAK

  5. Salisilik asit içeren kozmetik amaçlı mikroemülsiyon formülasyonlarının hazırlanması ve klinik olarak değerlendirilmesi

    Preparation and clinical evaluation of microemulsion formulations containing salicylic acid for cosmetic purpose

    UMUT BARIŞ DENİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Eczacılık ve FarmakolojiAnkara Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NİLÜFER TARIMCI