Beta-galaktozidaz'ın hidrojellere enkapsülasyonu, karakterizasyonu ve uygulamaları
Encapsulation of beta-galactosidase into hydrogels, chracterization and applications
- Tez No: 919385
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL PEKSEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Biyokimya, Chemistry, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, ticari olarak temin edilen β-galaktozidaz enziminin kararlılığını arttırmak amacıyla hem polivinil alkol (PVA) hidrojele hem de polivinil alkol-karboksimetil selüloz (PVA-CMC) hidrojel karışımına enkapsülasyon yöntemi kullanılarak immobilize edilmiştir. Bu immobilizasyon işlemi sonucunda enzimin kazandığı özelliklerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda, immobilizasyon sonrası elde edilen enzimin pH, sıcaklık ve laktoz hidrolizi gibi önemli parametreler üzerindeki etkilerinin incelenmesi için serbest ve immobilize enzimlerin karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan hidrojellerin karakterizasyonu için Fourier Dönüşümlü-Infrared Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım X- ışını Spektroskopisi (EDS) ve X-Işını Kırınımı (XRD) teknikleri kullanıldı. Elde edilen sonuçları kıyaslayabilmek için hidrojel üretimi enzim içeren ve içermeyen şekillerde gerçekleştirildi. β-galaktozidazın karakterizasyonu için serbest ve immobilize enzimin katalitik aktivitesi üzerine pH, sıcaklık, anorganik tuz, asit, baz, organik bileşen, organik çözücü ve deterjan etkisi incelendi. Ayrıca, serbest ve hidrojellere immobilize edilen β-galaktozidazın laktoz ve süt hidrolizleme kapasitesi ölçüldü, pH kararlılığı ile termal kararlılığına bakıldı ve kinetik sabitleri (Km ve Vmax) hesaplandı. Hidrojellere [PVA (pH 7.0, t= 50°C) ve PVA-CMC (pH 5.0, t= 50°C)] immobilize edilen β-galaktozidazın optimum pH ve sıcaklık değerleri serbest enzim (pH 5.0, T= 40°C) ile kıyaslandığında önemli farklılıklar göstermiştir. Özellikle PVA'ya immobilize edilen enzimde optimum pH'ın 5'ten 7'ye yükselmesi, bu enzimi endüstride nötral ortamda uygulanması gereken prosesler için daha elverişli hale getirmiştir. Bu durum, immobilizasyon işleminin enzime sağladığı önemli bir üstünlük olarak değerlendirilmektedir. Çünkü β-galaktozidazın doğal kaynaklarının çoğu asidik pH'ta optimum aktivite gösterirken, immobilize enzim asidik alandan nötrale kaymıştır. Serbest enzim, PVA ve PVA-CMC hidrojellerine immobilize edilen enzimin Km değeri sırasıyla 0.205, 1.018, 0.298 mM olarak belirlenirken Vmax değerleri ise sırasıyla 0.398, 2.541 ve 1.795 U/mg protein olarak hesaplandı. Elde edilen bulgulara göre immobilizasyon sonrası aktivitedeki artış ve substrata olan ilginin artması yönünden hidrojellere immobilize edilen enzim daha fazla stabilite sergilemektedir ve bu özelliklerinden dolayı immobilize enzimin endüstride kullanımının olası olduğu görülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, β-galactosidase enzyme, commercially obtained, was immobilized using the encapsulation method into both polyvinyl alcohol (PVA) hydrogel and polyvinyl alcohol-carboxymethyl cellulose (PVA-CMC) hydrogel blend to enhance its stability. This immobilization process aimed to determine the properties gained by the enzyme. Accordingly, the characterizations of free and immobilized enzymes were performed to examine the effects of important parameters such as pH, temperature, and lactose hydrolysis on the enzyme after immobilization. For the characterization of the prepared hydrogels, Fourier Transform-Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and X-Ray Diffraction (XRD) techniques were utilized. To compare the obtained results, hydrogel production was performed both with and without the enzyme. The catalytic activity of free and immobilized enzymes was analyzed for their response to pH, temperature, inorganic salts, acids, bases, organic components, organic solvents, and detergents. Additionally, the lactose and milk hydrolysis capacity of free and immobilized β-galactosidase enzymes on hydrogels were measured, and their pH stability, thermal stability, and kinetic constants (Km and Vmax) were determined. When the optimum pH and temperature values of β-galactosidase immobilized on hydrogels [PVA (pH 7.0, t=50°C) and PVA-CMC (pH 5.0, t=50°C)] were compared with those of the free enzyme (pH 5.0, T=40°C), significant differences were observed. Notably, the shift in the optimum pH from 5 to 7 for the enzyme immobilized in PVA made it more suitable for industrial processes requiring neutral conditions. This shift was considered a significant advantage provided by the immobilization process since most natural sources of β-galactosidase exhibit optimum activity in acidic pH ranges, while the immobilized enzyme shifted from acidic to neutral pH. The Km values for the free enzyme, PVA, and PVA-CMC hydrogels were determined as 0.205, 1.018, 0.298 mM, respectively, while their Vmax values were calculated as 0.398, 2.541 ve 1.795 U/mg protein, respectively. Based on the findings, the enzyme immobilized in hydrogels demonstrated greater stability in terms of increased activity and enhanced affinity for the substrate. These properties suggest the potential industrial applicability of the immobilized enzyme.
Benzer Tezler
- Midye (Mytilus Galloprovincialis Lam.) hepatopankreas beta-D-galaktozidaz izoenzimlerinin kısmen saflaştırılması
Partial purification of mytilus galloprovincialis lam. hepatopancreas beta-D-galaktosidase
FATMA CEREN DİKMEN
- Antisens oligonükleotid taşıyan sistem geliştirilmesi ve in vitro tayini
Development of a novel delivery system for antisense oligonucleotides and its in vitro investigation
BURCU ENNELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. JÜLİDE AKBUĞA
- TGF-B1 gen terapisi yapılmış insan adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücrelerden elde edilen koşullu besiyerinin meme kanser hücrelerinde cd44 inhibitör ve tümör baskılayıcı etkisinin araştırılması: In vitro çalışma
Investigation of CD44 inhibitory and tumor suppressive effect in breast cancer cells of conditioned medium obtained from TGF-B1 transfected human adipose-derived mesenchymal stem cells: In vitro study
HASAN SALKIN
Doktora
Türkçe
2020
Histoloji ve EmbriyolojiErciyes ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRKAN YAKAN
PROF. DR. SAİM ÖZDAMAR
- Osteoblastlarda oluşturulan hücresel senesens üzerine melatonin ve guanfasinin etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of melatonin and guanfacine on cellular senescence in osteoblasts
EMİNE DEPBOYLU
Doktora
Türkçe
2026
GeriatriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiYaşlı Sağlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDİP GÜVENÇ ÇEKİÇ
DOÇ. DR. GÜRKAN YİĞİTTÜRK