Construction of a glucose oxidase-catalase bioreactor by employing pHEMA-EGDMA microspheres
pHEMA-EGDMA mikroküreleri yüklü bir glikoz oksidaz - katalaz bıyoreaktoru yapımı
- Tez No: 68776
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
oz pHEMA - Arun, Banu Yüksek Lisans, Biyoteknoloji Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Vasıf Hasırcı Ortak Tez Yöneticisi : Doç. Dr. M. Yakup Arıca Eylül 1997, 78 sayfa Bu çalışmada, glikoz oksidaz ve katalaz enzimleri pHEMA (poli hidroksietil metakrilat) - EGDMA (etilen glikol dimetakrilat) mikroküreleri üzerine kovalent olarak immobilize edildi. Kinetik parametreler, Km ve Vmax, sıcaklık ve pH'nın enzim aktivitesi üzerine etkisi ve enzimin kararlılığı (ısıya ve depolamaya karşı), glikoz oksidazın serbest ve immobilize formları için incelendi.İmmobilizasyon, glikoz oksidazın Km değerini değiştirmemekle birlikte, Vmax değerinin oldukça değiştiği gözlendi. Serbest enzim için Km değeri 12.98 mM, Vmax değeri 20.48 mM/min-mg enzim, immobilize enzim için Km değeri 15.51 mM, Vmax değeri ise 4.48 mM/min-mg enzim olarak bulundu. Optimum sıcaklık ve pH değerleri (40 C ve pH 6) glikoz oksidazın her iki formu için de aynı bulundu. Enzim aktivitesinin sıcaklık profili aynı kalmakla birlikte, pH profilinin immobilizasyon sonrasında oldukça değiştiği gözlendi ve enzim pH'ya daha duyarlı hale geldi. Katalaz, immobilizasyon işleminden oldukça olumsuz etkilendi. İmmobilizasyon sonrası, enzim aktivitesi serbest enzim aktivitesinin % 0.26'sı kadar korundu. Aynı zamanda, immobilize olan enzim miktarı da oldukça düşük olarak belirlendi. Katalazın, glikoz oksidazın hidrojen peroksit ile inaktivasyon hızına olan etkisini incelemek üzere laboratuar boyutunda bir sürekli akışlı karıştırman reaktör kuruldu. Reaktör öncelikle glikoz oksidaz yüklü mikoküreler, daha sonra glikoz oksidaz yüklü ve enzim yüklenmemiş mikroküreler kullanılarak çalıştırıldı. Böylece ortamdaki immobilize enzim konsantrasyonun, enzimin işlemsel kararlılığına olan etkisi gözlendi. İlk durumda enzim çok daha hızlı inaktive oldu. İnaktivasyon hız sabiti ilk durum için 0.0082 dk“, ikinci durum için ise 0.0032 dk”olarak bulundu. Reaktör son olarak, immobilize glikoz oksidaz ve immobilize katalaz kullanılarak çalıştırıldı. İşlem süresi boyunca enzim aktivitesinin tamamının korunduğu gözlendi. Buna göre, gelecekte glikoz oksidaz içerecek bir biyoreaktör ya da biyosensör için enzimin seyreltilmesi ve katalaz ile birlikte kullanımı göz önünde bulundurulmalıdır. Anahtar Kelimeler : Glikoz oksidaz, katalaz, HEMA, enzim immobilizasyonu, biyoreaktör vı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT CONSTRUCTION OF A GLUCOSE OXIDASE-CATALASE BIOREACTOR BY EMPLOYING pHEMA - EGDMA MICROSPHERES Arun, Banu M. S., Department of Biotechnology Supervisor: : Prof. Vasıf Hasırcı Co-Supervisor : Assoc. Prof. M. Yakup Arıca September 1997, 78 pages In this study, glucose oxidase (GOD) and catalase (CAT) were immobilized on pHEMA (poly hydroxyethyl methacrylate) - EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate) microspheres through covalent bonding. The kinetic parameters, Vmax and Km, the effect of temperature and pH on the enzyme activity and stability (thermal and storage) of the free and immobilized forms of the enzyme, glucose oxidase were investigated. inThough immobilization did not seem to significantly alter the Km of GOD, which was determined as 12.98 mM for the free and 15.51 mM for the immobilized glucose oxidase, Vmax changed significantly (4.48 mM/min-mg enzyme for the immobilized and 20.48 mM/min-mg enzyme for the free). The temperature and pH optima (40°C, pH 6) were determined to be the same for both forms of glucose oxidase. Even though the temperature profile remained almost the same, the pH profile changed significantly and the enzyme became more sensitive to pH after immobilization. Catalase was observed to be affected adversely by the immobilization process. The activity retained after immobilization (0.26 % of that of the free ) as well as the loading of the enzyme were determined to be very low. In order to investigate the effect of catalase on deactivation rate of glucose oxidase by hydrogen peroxide, a laboratory scale, continuous flow stirred tank reactor (CSTR) was constructed. The CSTR was first charged with immobilized glucose oxidase and then with a mixture of immobilized glucose oxidase and unloaded microspheres to see the effect of the immobilized glucose oxidase concentration on the operational stability. Glucose oxidase was more rapidly deactivated in the first case, with a deactivation constant of 0.0082 min _1. This was determined to be 0.0032 min" for the second case, indicating deactivation rate was lower. The CSTR was finally charged with immobilized glucose oxidase and immobilized catalase and complete retension of activity was observed through 8 hours continuous operation. Thus, the future use of a reactor or biosensor involving GOD should take dilution of the enzyme or coupling with catalase into account. Keywords : Glucose oxidase, catalase, HEMA, enzyme immobilization, bioreactor IV
Benzer Tezler
- Doğal Aspergillus sp. izolatları kullanılarak glukonik asit üretimi ve optimizasyonu
By using natural isolated Aspergillus sp. production and optimization of gluconic acid
ECEM GİZEM ERK
- Construction of a choline oxidase biosensor
Bir kolin oksidaz biyosensörünün tasarlanması
DENİZ YÜCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
PROF. DR. NAZMİ ÖZER
- Glucose biosensor applications based on graphene foam/α-Fe2O3 nanocomposite
Grafen köpük/α-Fe2O3 nanokompozit tabanlı glukoz biyosensör uygulamaları
HARUN HANO
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET AYKAÇ
- Kuantum nokta modifiye elektrotlar kullanılarak amperometrik glukoz biyosensör tasarımı
Construction of amperometric glucose biosensor using quantum dot modified electrodes
ÖZLEM SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
KimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF DİLGİN
- Development of amperometric glucose biosensors based on conducting polymers and different materials providing enhanced performance
İletken polimerlere ve performans artırmayı sağlayan farklı materyallere dayalı amperometrik glikoz biyosensorleri
TUĞBA CEREN GÖKOĞLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE