Ekstremofil kaynaklı karbonik anhidraz enziminin kitosan katkılı polietilen tereftalat (PET) nanofiberlere immobilizasyonu ve karbon dioksit gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması

Sanayileşme, fosil yakıt tüketimi ve çeşitli insan faaliyetleri sonucunda atmosferde biriken sera gazları, küresel iklim değişikliğinin temel sebeplerinden biri olarak kabul edilmektedir. Bu gazlar arasında en etkili olanlardan biri karbon dioksit (CO2)'tir. Günümüzde CO2'nin biyoteknolojik bir yöntemle uzaklaştırılması, iklim değişikliği ile mücadelede önem taşımaktadır. Bu bağlamda karbonik anhidraz (CA) enzimi, CO2'yi bikarbonat iyonuna dönüştürerek karbon yakalama sürecine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada, termal kaynaklardan izole edilen termofilik CA enzimi, kontrolsüz kullanım sonucu çevre kirliliğine yol açan polietilen tereftalat (PET) ve kitosan kullanılarak hazırlanan nanofiber yapısına immobilize edilmiştir. Beta sınıfı CA enzimi, Paenibacillus phoenicis türüne ait endospor oluşturan Gram (+) bir bakteri suşundan (E1), amonyum sülfat çöktürmesi ile kısmi olarak saflaştırılmıştır. Elektrospining yöntemi ile hazırlanan PET-kitosan nanofiberlerinin yüzeyi, %0,1'lik glutaraldehit (GA) çözeltisi ile aktive edilmiş, ardından E1 CA enzimi aktif yüzeye kovalent bağlama tekniği ile immobilize edilmiştir. En yüksek immobilizasyon verimi; %15 oranında kitosan içeren PET-kitosan nanofiberinde, 55 ºC'de GA ile 2 saat inkübasyonu takiben 35 ºC'de 2 saatlik enzim inkübasyonu ile %52,2 olarak elde edilmiştir. Depolama kararlılığı çalışmasında, immobilize enzimin 60 ºC'de 14 gün sonunda aktivitesini %63 oranda koruduğu, fakat serbest enzimin aynı koşullarda aktivitesinin %22'ye kadar düştüğü görülmüştür. On dört döngülük tekrar kullanılabilirlik testinde, immobilize enzimin başlangıç aktivitesinin %49'unu muhafaza ettiği belirlenmiştir.