Benzaldehit liyaz (BAL) enziminin manyetik nanoparçacıklara immobilizasyonu ve tepkimelerinin incelenmesi

Epoksi grupları tutturulmuş Fe3O4-SiO2 manyetik nanoparçacıklar, Benzaldehid Liyaz (BAL, EC 4.1.2.38) enziminin immobilizasyonu için 3-glycidyloxypropyl trimethoxysilane (GPTMS) ile modifiye edilmiştir. Öncelikle manyetik nanoparçacıklar birlikte çökme yöntemi ile bazik ortamda Fe+2 ve Fe+3'ün çöktürülmesiyle sentezlenmiştir. Daha sonra Fe3O4-SiO2 nanoparçacıklar elde etmek için silika sol-jel metodu kullanılarak Fe3O4 nanoparçacıklarının üzerine kaplanmıştır. Bu işlemi takiben GPTMS, Fe3O4-SiO2 nanoparçacıklarının yüzeyine immobilize edilmiştir. Epoksi grupları tutturulmuş Fe3O4-SiO2 manyetik nanoparçacıkları karakterize etmek için X-Işını Difraksiyonu (XRD), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi ışın spektroskopi (FT-IR) yöntemi kullanılmıştır. Silika-kaplı manyetik nanoparçacıkların boyutları Scherrer denkleminden 11,8 nm olarak hesaplanmıştır. TEM görüntüsünden parçacıkların ortalama 10-11 nm boyutunda, homojen bir dağılımda ve Scherrer denkleminden elde edilen sonuçla uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. FTIR sonuçları manyetik nanoparçacıkların yüzeyine epoksi gruplarının başarılı bir şekilde tutturulduğunu göstermiştir.Histidin kuyruklu rekombinant BAL, benzaldehidin açiloin kondenzasyon reaksiyonlarını katalizlemek için yüzeyi değiştirilmiş manyetik nanoparçacıklara kovalent bağlanma yoluyla immobilize edilmiştir. Bu sistem benzaldehitin homo açiloin ve benzaldehit-asetaldehit heteroaçiloin kenetlenme tepkimeleri için denenmiş ve yüksek verim ve enansiyoseçicilik ile ürünler elde edilmiştir (%98-?99ee, %90 verim). Aynı sistem rasemik benzoinin asetaldehitle kinetik ayrıştırma tepkimesinde de denenmiş aynı şekilde ürünler yüksek seçicilik ve verimle elde edilmiştir. Bütün reaksiyonlar da BAL-epoksi destek sistem, yüksek enantiyoselektivite ve yüksek verim ile hem C-C bağ oluşumu ve hemde kırılması reaksiyonlarını katalizleyebilmiştir. Kesin ürün konfügrasyonları (R) olarak belirlenmiştir. Uygulaması basit olan manyetik, heterojen biyokatalizör ile yapılan karboligasyon reaksiyonlarından elde edilen sonuçlar saf enzim katalizli reaksiyonlarla karşılaştırılmıştır.BAL-epoksi destek sistemin diğer avantajları, kullanım kolaylığı ve tekrar kullanılabilirliliğidir.Anahtar Kelimeler: Magnetit, manyetik nanoparçacıklar, yüzey modifikasyonu, immobilizasyon, histidin etiketli benzaldehit liyaz (BAL) enzimi, manyetik saflaştırma