Horseradish peroxidase-inorganik hibrit nano yapıların (nanoflowers) hazırlanması, katalitik aktiviteleri ve stabilitelerinin incelenmesi

Enzimlerin devamlı olarak kullanılabilmesi için, aktivitelerinin, kararlılıklarının ve geri kazanımlarının arttırılması gerekmektedir. Serbest enzimlerin, reaksiyon ortamından ayrılmalarının ve tekrar kullanılmalarının zor olması gibi dezavantajlarından dolayı uygulamaları sınırlıdır. Tüm bu sınırlamaları gidermek için enzim immobilizasyonu, kullanılan pek çok yöntemden biri olmuştur. Bu çalışmada, yaban turbu peroksidaz (HRP) enzimi ile Cu2+, Ca2+ ve Mn2+ iyonları kullanılarak hibrit nanoçiçek yapıları sentezlendi. Sentezlenen hibrit nanoçiçekler glutaraldehit ile çapraz bağlandı ve tüm hibrit nanoçiçeklerin optimum pH, sıcaklık, boya gideriminde tekrar kullanılabilirlikleri, substrat spesifikllikleri ve enzim kaçış oranları belirlenerek kinetik parametreleri tayin edildi. Sentezlenen hibrit nanoçiçeklerin karakterizasyon çalışmalarında SEM, FTIR, XRD ve EDX analizleri yapıldı. SEM görüntüleri incelendiğinde; çiçek şekilli CuNF-HRP, CaNF-HRP ve MnNF-HRP hibrit nanoçiçek yapılarının oluştuğu gözlemlendi. Glutaraldehit ile çapraz bağlanan hibrit nanoçiçek yapıları incelendiğinde; normal hibrit nanoçiçek yapılarına göre boyutlarının küçüldüğü, gözeneklerinin sıkılaştığı tespit edildi. Sentezlenen hibrit nanoçiçek yapılarının immobilizasyon verimleri CuNF-HRP için %91, CaNF-HRP için %88 ve MnNF-HRP için %85 olarak bulundu. Yapılan optimizasyon çalışmalarında, serbest ve immobilize nanoçiçek yapılarının optimum sıcaklık değeri 40oC, optimum pH değeri ise 6,0 olarak bulundu. Serbest enzimin KM ve Vmax değerleri sırasıyla 25,16 mM ve 22,27 U/mL olarak saptandı. Hibrit nanoçiçek yapılarında ise CuNF-HRP için KM ve Vmax değerleri 30,53 mM ve 5,63 U/mg, CaNF-HRP için KM ve Vmax değerleri 34,24 mM ve 5.51 U/mg, MnNF-HRP için KM ve Vmax değerleri 31,83 mM ve 4,95 U/mg bulundu. Çalışmanın ikinci kısmında elde edilen hibrit nanoçiçek yapılarının katalitik performanslarını incelemek amacı ile boya giderimi ve fenolik bileşik oksidasyonu yapıldı. Boya giderim çalışmaları için Amarant, Tartrazin ve Kristal Viole model boyalar olarak kullanıldı. Fenol oksidasyonu için Katekol, Pirogallol, L-Tirozin, Fenol ve Gayakol fenolik bileşikleri kullanıldı. Sentezlenen immobilize enzimler %80-96 aralığında boya giderimi, %65-91 aralığında ise fenolik bileşik oksidasyonu sağladığı tespit edildi.