Design of artificial bacteria-yeast consortia for production of protease, amylase, and lipase & optimization of process conditions

Enzimler, birçok endüstriyel proses için biyokatalizör görevi gören proteinlerdir. Hidrolitik enzimler arasında proteaz, amilaz ve lipaz, geniş endüstriyel uygulama alanları nedeniyle önemli bir role sahiptir. Enzim teknolojisinin darboğazı, endüstriyel talebi tatmin edici ve uygun maliyetli bir oranda karşılayamamasıdır. Enzim kokteylleri, karmaşık substratların bozunmasında tek tek enzimlerden daha kesin, daha hızlı ve etkili düzenlemeye sahiptir. Ayrıca enzim kokteyli fermantasyonları, tek enzimleri birleştirmek yerine, fermantasyon süresini ve maliyetini düşürme gibi avantajlara sahiptir. Şu anda, sentetik biyoloji ve tek suş fermentasyonlarına dayalı istatistiksel yaklaşımlar dahil olmak üzere enzim üretimini geliştirmek için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bununla birlikte, istenen ürünün üretkenliğini artırmak için mikrobiyal etkileşimlerin açıklığa kavuşturulması gerekmektedir. Mikrobiyal konsorsiyum, iki veya daha fazla mikroorganizmanın bir arada bulunması, hem eş zamanlı üretim hem de yüksek aktivite imkanı sağlayan umut verici bir yaklaşımdır. Bu tez, bakteri ve maya familyalarından oluşan yapay mikrobiyal konsorsiyumlar tarafından yukarıda bahsedilen üç enzimin birlikte üretimini geliştirmeyi amaçlamaktadır. Mikrobiyal etkileşimin enzim kokteyli üretimi üzerindeki etkisi iki farklı konsorsiyum tasarımı ile değerlendirildi. Ayrıca Tepki Yüzey Metodolojisi ile enzim kokteyli üretimini etkileyen faktörlerin tasarımı ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda Merkezi Kompozit Tasarım ile ikinci dereceden bir polinom modeli kullanılarak yirmi farklı deney yapılmıştır. Sonuç olarak, hem mikroorganizmaların sinerjik etkileşimleri hem de proses koşullarının optimizasyonu, fermantasyon performansının iyileştirilmesini mümkün kılmıştır.