Demir oksit manyetik nanopartikülleri üzerine sığır karbonik anhidraz enziminin immobilizasyonu ve karakterizasyonu: co2 gideriminde potansiyel uygulanabilirliğinin araştırılması

Bu çalışmada, sepharose 4B-L-tirozin sülfanilamid afinite kromotografisi yöntemi ile CA enzimi % 35,98 verim ile saflaştırıldı. CA enzimi için saflaştırma kat sayısı 83,42 ve spesifik aktivite 1122,94 EÜ/mg olarak bulundu. Enzimin saflığını kontrol etmek ve molekül kütlesini belirlemek için %3-8 kesikli sodyum dodesilsülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) yapıldı ve tek bant gözlendi. Molekül kütlesi ise yaklaşık 29 kDa olarak belirlendi. Sonraki aşamada immobilizasyonu için iki farklı destek materyali sentezlendi. I. destek materyali (Fe3O4-NH2)'nin sentezinde MNP, 3-aminopropil)trietoksisilan (APTES) kullanılarak amin grubu (NH2) ilavesiyle fonksiyonel hale getirildi. Daha sonra glutaraldehit (GA) kullanılarak sığır karbonik anhidraz (BCA), kovalent bağlanma yöntemiyle immobilize edildi. II. destek materyali (Fe3O4@SiO2-NH2)'nin sentezinde ise MNP, tetraetil ortosilikat (TEOS) kullanılarak silisyum oksit ile kaplandı. Ardından APTES ile işlevselleştirilerek aynı yöntem ile immobilize edildi. İmmobilizasyondan önce ve sonra FT-IR, SEM-EDX ve VSM ile karakterizasyonları yapıldı. Aktivite, serbest ve immobilize enzimler için pH 5-9 aralığında belirlenmiş olup optimum pH 9 olarak gözlemlendi. Serbest BCA'nın Km ve Vmax değerleri sırasıyla 4,888 mM ve 3,081 EU mL-1 iken, fonksiyonelleştirilmiş I. destek materyaline immobilize BCA'nın Km ve Vmax değerleri sırasıyla 9,369 mM ve 1,810 EU mL-1 aynı şekilde ikincisi için ise Km ve Vmax değerleri sırasıyla 16,160 mM ve 2,195 EU mL-1 olarak bulunmuştur. İmmobilize enzimlerin operasyonel kararlılığı için 20 defa yeniden kullanıldığında; I. destek materyaline immobilize BCA aktivitesinin % 73'ünü, ikincisi ise aktivitesinin % 86'sını korumuştur. Depolama stabilitesi çalışması için numuneler, 4 ºC'de 60 gün süreyle inkübe edildi. 60 günün sonunda I. destek materyaline immobilize BCA aktivitesinin % 60'ını, ikincisi ise aktivitesinin % 49'unu korurken aynı şartlarda serbest BCA aktivitesinin yalnızca % 17'sini korumuştur. Son aşamada BCA'nın, CO2 giderimindeki potansiyel uygulanabilirliği belirlendi. Anahtar Kelimeler: Karbonik anhidraz, manyetik nanopartiküller, saflaştırma, immobilizasyon, CO2 giderimi