Süperkritik CO2 ortam koşullarının Candida rugosa lipaz enziminin katalitik performansına etkisi ve enzim konformasyonel yapısının Fourier transform infrared spektroskopisi ile karakterizasyonu
The effect of supercritical CO2 environmental conditions on the catalytic performance of Candida rugosa lipase and characterization of enzyme conformational structure with Fourier transform infrared spectroscopy
- Tez No: 374773
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR SALGIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Enzimlerin yer aldığı biyokimyasal reaksiyon mühendisliğinde ya da kiral seçici özelliğe sahip olan ve katalitik aktiviteye sahip proteinler ile enantiomerik bileşiklerin ileri düzeyde ayırma ve saflaştırma proseslerinde toplam üretim ya da ayırma maliyetinin % 20'si bu ortamlarda kullanılan enzimler için harcanmaktadır. Bu proseslerde reaksiyonun ya da ayırmanın seçimliliği ve verimliliği kullanılan enzimlerin modifikasyonu ya da proses işletme koşullarının iyileştirilmesi ile arttırılabilir. Süperkritik CO2 teknolojisi birçok alanda ekosistem dostu proseslerin gelişmesine öncülük etmektedir. Yüksek lisans tez projesinin temel amacı; yüksek basınç CO2 ortamında liyofilize edilmiş toz formdaki model enzim olarak seçilen Candida rugosa lipaz enziminin katalitik performansına etki eden 3160 oC sıcaklık ve 73.8300 bar basınç işletme koşulları için termodinamik özelliklerinin etkisi araştırılmıştır. Belirtilen özelliklerin enzim konformasyonel yapısı üzerindeki etkisiyle katalitik aktivitede meydana gelen değişimlerin bilimsel olarak aydınlatılması önemlidir. Araştırmada enzimlerin konformasyonel yapısı Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Ayrıca katalitik aktivite, hidrodinamik çap ve zeta potansiyelinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Yüksek basınç CO2 ortamında ön işlem gören lipaz enzim katalitik aktiviteleri ön işlem görmemiş enzime kıyasla geniş bir sıcaklık ve basınç aralığında genel olarak arttığı saptanmıştır. Basınçlandırılmış CO2 ortamında ön işlem gören enzimin belirlenen işletme koşullarında αsarmal yapısındaki azalma katalitik aktivitesinin artmasına yol açmakta ve aktif konumda açık bir yapıya substratın daha kolay erişimini sağlamaktadır. Enzimin katalitik aktivitesi; lipaz konformasyonel yapısındaki özellikle αsarmal yapısındaki değişimlerle önemli ölçüde değişmektedir. Ancak enzimin hidrodinamik çapı ve zeta potansiyelindeki değişimlerden önemli ölçüde etkilenmemektedir. Enzimlerin ön işlem gördüğü farklı işletme koşullarında hidrodinamik çapları 199.1 ile 258.6 nm arasında değişmiştir. Hidrodinamik çapındaki artış, basınç altında ön işlem gören enzim molekülleri arasındaki agregasyon sürecinden ve konformasyonel yapısındaki değişimlerden kaynaklanmaktadır. Belirtilen çalışma koşullarında zeta potansiyel değerleri 5.82 ile 8.39 mV arasında değişmektedir.
Özet (Çeviri)
In biochemical reaction engineering involving enzymes or in advanced separation and purification processes of enantiomeric compounds using chiral selectivity and catalytically active proteins, approximately 20% of total production or separation costs is spent for enzymes in which use these environments. In these processes the selectivity and the efficiency of reaction or separation can be increased with modification of enzymes or improvement of the process operating conditions. Supercritical CO2 technology in many areas is to lead the development of ecosystem friendly processes. The main objective of the master's thesis project; the effect of thermodynamic properties such as temperature (3160 oC) and pressure (73.8300 bar) on the catalytic performance of Candida rugosa lipase which is selected as an model enzyme, lyophilized powder forms, was investigated. It is important scientifically clarify how these specified properties change the catalytic activity depending on the enzymes conformational structure. In the study the conformational structure of enzyme was characterized by Fourier Transform Infrared spectroscopy. Moreover, changes in the catalytic activity, in hydrodynamic diameter and zeta potential were investigated. When compared to the untreated enzyme, the catalytic activity of lipase enzymes which were pretreated in the high pressure CO2 environment were increased generally in a wide range of temperature and pressure. Decrease in the αhelix structure, where enzymes were pretreated in the high pressure CO2 environment at the defined operating conditions, leads to enhance the catalytic activity and also provide easier access to the active position (open structure) of substrate. The catalytic activity of enzyme changed depending on the conformational changes such as α helix structure. However, the hydrodynamic diameter and zeta potential of the enzyme are not significantly affected by these changes. The different operating conditions of the pretreated enzyme in the hydrodynamic diameter of 199.1 nm and 258.6 nm has been changed. The increase in hydrodynamic diameter is caused by conformational changes in the structure and also aggregation of the enzyme. In the study, zeta potential values of 5.82 mV and 8.39 mV has been changed.
Benzer Tezler
- Süperkritik akışkan ortamda lipazların taşıyıcısız enzim immobilizasyonu
Lipase enzyme immobilization carrier of supercritical fluid environment
HASAN APTİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyokimyaCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR SALGIN
- Modeling of carbon dioxide sequestration in a deep saline aquifer
Derin tuzlu su akiferlerinde karbon dioksit tecridinin modellenmesi
BAŞAR BAŞBUĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ GÜMRAH
- Ultrasound assisted and supercritical carbon dioxide extraction of antioxidants from roasted wheat germ
Kavrulmuş buğday rüşeyminden ultrason desteği ve süperkritik karbon dioksit kullanımıyla antioksidan ozütlenmesi
NİLÜFER GELMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ESRA YENER
PROF. DR. N. SUZAN KINCAL
- Zr and silicotungstic acid incorporated silicate structured mesoporous catalysts for dimethyl ether synthesis
Dimetil-eter sentezinde Zr ve silikotungstik asit içeren silika yapılı mezogöznekli katalizörler
SULTAN ORMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Sumak lezzet bileşenlerinin belirlenmesi ve et ürünlerinde kullanımının lezzet kalitesine etkisinin araştırılması
Determination of flavor compounds of sumach and investigation of their effects on flavor quality of meat products
BANU BAHAR
Doktora
Türkçe
2005
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TOMRİS ALTUĞ