Pleurotus ostreatus atıklarından elde edilen lakkaz enziminin polimerik nanopartiküle immobilizasyonu ve karakterizasyonu
Immobilization and characterization of laccase from waste of Pleurotus ostreatus to polimeric nanoparticle
- Tez No: 479568
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN YAŞA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: lakkaz, enzim immobilizasyonu, p(GMA)-ConA, bağlanma, laccase, enzyme immobilization, p(GMA)-ConA, adsorption
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Lakkazlar (EC 1.10.3.2, p-difenol dioksijen oksidoredüktaz) potansiyel endüstriyel uygulamalarda ilgi çekici özellikleri ile oksidatif enzimlerin bir sınıfına aittir. Son zamanlarda değer katan ürün üretimi için atık mantar substratının kullanımı hakkında dikkate değer tartışmalar olmuştur. Bu ürünlerden biri lakkaz gibi lignoselülozik enzim üretimidir. Bu amaçla, bu çalışma biyoremediasyon, hayvan besleme ve enerji hammaddesi gibi ucuz ve hazır enzim kaynağı olarak atık mantar substratının pratik uygulamalarını ve bilimsel araştırma imkanı sağlamaktadır. Aynı zamanda bu çalışma immobilize enzimin depolama, stabilite ve tekrar kullanımlarının serbest lakkazdan daha iyi olduğunu göstermiştir. Çalışmamızda, polimetil glisidil metakrilat- konkanavalin A (p(GMA)-ConA) sürfaktansız emülsiyon polimerizasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. p(GMA)-ConA nanopartikülünün spesifik yüzey alanı hesaplanmıştır. Taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve FTIR ile karakterize edilmiştir. Kısmi olarak saflaştırılmış Pleurotus ostreatus atıklarından elde edilen lakkaz p(GMA) üzerine kovalent bağlanma, ConA üzerine ise fiziksel bağlanma gerçekleştirilmiştir. Bağlanma miktarları belirlenmiştir (Q değeri). p(GMA)-ConA nanopartikül immobilizasyon şartlarını optimize etmek için; pH, sıcaklık, konsantrasyon, zaman, iyon şiddeti deneyleri gerçekleştirilmiştir. İmmobilize edilen lakkazın optimum pH, sıcaklık değerleri belirlenmiştir. SDS-Page ile serbest ve immobilize lakkazın moleküler ağırlıkları belirlenmiştir. Serbest ve immobilize lakkaz depolama stabilite deneyleri 12 hafta boyunca yürütülmüştür. Herbir örneğin aktivitesi, başlangıç aktivitesine kıyasla kalan aktivitenin yüzdeliği olarak ifade edilmektedir. Pleurotus ostreatus atıklarından ekstraselüler lakkaz kısmi olarak saflaştırılmış ve izole edilmiştir. Saflaştırma ultrafiltrasyon sistemi ile gerçekleştirilmiştir. Enzim başlangıç miktarından 7.8 kat saflaştırılmıştır. Saflaştırılmış lakkazın moleküler ağırlığı 52 kDa olarak bulunmuştur. Saflaştırılmış lakkazın optimum pH ve sıcaklığı sırasıyla 4.5 ve 50°C olarak bulunmuştur. Nanopartikülün morfolojik yapısı incelendiğinde küresel morfolojide olduğu ve SEM analizi incelendiğinde 142 nm boyutunda olduğu ve yüzey alanı 708,3 m2/g olduğu belirlenmiştir. Optimum immobilizasyon pH 8'de, 1 mg/ml konsantrasyonda 0.5 M iyonik şiddette, 25°C'de gerçekleştirilmiştir. Bağlanma miktarı 197,6 mg/g (Q değeri) olarak belirlenmiştir. ABTS substratı kullanılarak immobilize lakkazın optimum değerleri pH 8'de 55°C olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Laccases (EC 1.10.3.2, p-diphenol dioxygen oxidoreductase) are a class of oxidative enzymes which are attracting increasing interest for their potential industrial applications. There has been considerable discussion recently about the potentials of using Spent Mushroom Substrate (SMS) for the production of value-added products. One of them is the production of lignocellulosic enzymes such as laccase. For this goal, this study provides scientific research and practical applications of SMS as a readily available and cheap source of enzymes for bioremediation, animal feed, and energy feedstock. Also, this study shows that immobilized laccase has better storage, stability and reusable than free laccase. In this study, polymethyl glycidyl methacrylate-concanavalin A nanoparticles p(GMA)-ConA were synthesized by surfactant-free emulsion polymerization. Specific surface area of the p(GMA)-ConA nanoparticles was calculated. p(GMA)-ConA nanoparticles were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Partial purified from Pleurotus ostreatus wastes laccase was immobilized through covalent immobilization p(GMA), physical adsorption on ConA. The quantities of adsorption were calculated (Q value). To optimize p(GMA)-ConA nanoparticle immobilization conditions; pH, temperature, concentration, time, ionic strength experiments were performed. The optimum pH, temperature value of the immobilized laccase was determined. The molecular weight of purified laccase and immobilized laccase was determined by SDS-Page. The storage stability experiments were conducted to determine the stabilities of free and adsorbed laccase preparations after storage for 12 weeks. The activity of each preparation was expressed as a percentage of its residual activity compared to the initial activity. An extracellular laccase was isolated and partial purified from Pleurotus ostreatus wastes. Purification was carried out using ultrafiltration system. The enzyme was purified up to 7.8 fold from the initial protein preparation. The purified laccase was monomeric with on apparent molecular weight of 52 kDa. The optimum pH and temperature for the purified enzyme were 4.5 and 50°C, respectively. When the morphological structures of the nanoparticles are examined, it is seen that they are in spherical morphology and when SEM analysis is examined, they are in the size of 142 nm and the surface areas are 708,3 m2 / g. Optimum immobilization was achieved at pH 8, with a concentration of 1 mg/ml, in a 0.5 M ionic strength when the temperature was 25°C. The quantities of adsorption was 197,6 mg/g (Q value). Using ABTS as a substrate, the optimum pH 8 and temperature value was 55°C for the immobilized laccase.
Benzer Tezler
- Farklı üretim ortamlarının istiridye mantarı (Pleurotus ostreatus) üretiminde verim ve kalite üzerine etkisi
The effect of different production environments on yield and quality in mushroom production
MURAT ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGAY KABAY
- Topraksız kültürde kullanılan hindistan cevizi lifi atıklarının Pleurotus ostreatus mantar yetiştiriciliğinde yeniden kullanımı
Reusing of coconut fiber waste from soilless culture in Pleurotus ostreatus mushroom cultivation
ZEHRA SATILMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSUN PEKŞEN
- Tarımsal atıklardan yüksek katma değerli ürünlerin elde edilmesi
Utilization of agro-industrial wastes into value-added products
FATMA ERTAN
- Kayın mantarı (Pleurotus spp.) kullanılarak krom içerikli deri atıklarından krom miktarının azaltılması üzerine araştırmalar
Investigation on reducing chromium quantity in chromium containing wastes of leather industry using oyster mushroom (Pleurotus spp.)
ANIL ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deri MühendisliğiEge ÜniversitesiDeri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ESER BAYRAMOĞLU
- Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. ve Lentinula edodes (Berk.) Pegler türlerine ait miseller kullanılarak elde edilen farklı biyomalzemelerin ısıl iletkenlik katsayılarının karşılaştırılması
Comparison of heat conductivity coefficients of different biomaterials obtained using mycelia belonging to Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. and Lentinula edodes (Berk.) Pegler species
HABİBE ÜNAL