Biyoetanol üretimi için Thermotoga naphthophila'dan β-ksilanazın moleküler klonlanması, ekspresyonu ve karakterizasyonu

Enzimler, üretim aşamasının kolay ve ucuz olmasından dolayı çeşitli biyoteknolojik uygulamalarda kullanılabilmektedir. Ksilanaz enzimleri özellikle endüstriyel alanlarda çok tercih edilmesinden dolayı bu enzim üzerinde yapılan araştırmalar oldukça fazladır. Bu çalışmada β-ksilanaz geni, termofilik bir organizma olan Thermotoga naphthophila'dan klonlandı. Ekspresyon vektörü pET-21a(+) aracılığı ile Escherichia coli BL21(DE3)'te eksprese edildi. Yapılan araştırmalar sonucu enzimin pH (7.0), sıcaklık (37 °C) ve IPTG konsantrasyonu (0,5 mM) en yüksek ekspresyon sonucunu verecek şekilde ayarlandı. β-ksilanazın saflaştırılması ısıl işlem kullanılarak gerçekleştirildi. Enzimin indirgen şeker miktarının saptanması için Dinitrosalisilik asit (DNS) kullanıldı. Saflaştırılmış β-ksilanaz enziminin moleküler kütlesi sodyum dodesil sülfat (SDS) poliakrilamid jel elektroforezi kullanılarak 38 kDa olduğu bulundu. β-ksilanaz enzimi fındık koçanı, ormangülü dalı ve ormangülü yaprağı lignoselülozik biyokütleler ile ön muamele aşamasından geçirildi. Pek çok ön işlem yöntemi araştırıldı ve en iyi sonucu verebilecek yöntem olan asit alkali metodu kullanıldı. Biyokütlelerin enzimle muamelesi sonucu açığa çıkardığı şeker miktarı hesaplandı. En yüksek aktivite fındık koçanı biyokütlesinde olduğu gözlemlendi. Çeşitli kullanım alanları bulunan termofilik β-ksilanaz enziminin biyokütleler ile muamele edilmesinin ardından fermentasyon aşamasının ve diğer metodların uygulanması durumunda fosil yakıtların yerini alabileceği ve yenilenebilir enerji kaynağı olarak biyoetanol üretilebileceği öngörülmektedir.