Beta-Galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonu ve saflaştırılması

Bu tezde Kluyveromyces türü mayalar ile β-galaktosidaz enzim üretiminde bazı proses değişkenleri incelenmiş, çalkalamalı kültürde ve karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde Cevap Yüzey Yöntemi kullanılarak β-galaktosidaz enzim üretimi optimize edilmiştir. Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 ile sentetik ortam kullanılarak çalkalamalı kültürde β-galaktosidaz enzim üretimine etki eden faktörler araştırılmıştır. β-galaktosidaz enzim üretiminde önemli fermentasyon parametreleri olan ortam pH’sı (6-8), karıştırma hızı (150- 250 rpm), başlangıç substrat konsantrasyonu (20-40 g/l) ve fermentasyon süresi (36-60 saat) optimize edilmiştir. Maksimum spesifik enzim aktivitesi, proses değişkenlerinin optimum seviyelerinde (başlangıç ortam pH 7.35, karıştırma hızı 179.2 rpm, başlangıç substrat konsantrasyonu 24.9 g/l, fermentasyon zamanı 50.9 saat) 4218.4 U/g olarak tespit edilmiştir. Karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde β-galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonu Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 ile sentetik ortam kullanılarak gerçekleştirilmiştir. β-galaktosidaz enzim üretimi üzerine başlangıç substrat konsantrasyonu (15-35 g/l), karıştırma hızı (100-300 rpm), havalandırma hızı (1-3 vvm) ve fermentasyon süresinin (12-32 s) etkileri incelenmiş ve optimum seviyeleri belirlenmiştir. Maksimum spesifik enzim aktivitesi olan 4622.7 U/g, proses değişkenlerinin optimum seviyeleri olan 33.8 g/l başlangıç substrat konsantrasyonu, 2.21 vvm havalandırma hızı, 24 saat fermentasyon süresi ve 173.4 rpm karıştırma hızında elde edilmiştir. CYY’nin, çalkalamalı kültürde ve karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde β-galaktosidaz enzim üretiminin optimizasyonunda ve proses parametreleri arasındaki interaksiyon etkilerinin belirlenmesinde başarı ile kullanılabileceği bulunmuştur. β-galaktosidaz enziminin saflaştırılması, Sephadex A50 iyon değiştirici jel kullanılarak gerçekleştirilmiş ve enzim yaklaşık 3 kat saflaştırılmış, saflaştırma verimi %74.41 olarak bulunmuştur. Kluyveromyces lactis NRRL 8279’dan elde edilen saflaştırılmış β-galaktosidaz enzimine ait SDS PAGE görüntülerinde enzime ait dört adet alt birim (133.77, 58.07, 49.81, 24.71 kDa) tespit edilmiştir. Üretilen β-galaktosidaz enziminin optimum sıcaklık ve pH değerleri 37°C ve pH 7.0 olarak bulunmuştur. Enzimin pH 6.0-7.5 ve 25-37°C sıcaklık aralığında stabil olduğu belirlenmiştir. Enzimin Km ve Vmax değerleri sırasıyla 1.10 mM ve 1000 μmol/min mg protein olarak belirlenmiştir