Selülaz enzim kompleksinin manyetik partiküllere immobilizasyonu

Son yıllarda manyetik nanopartiküllerin enzim immobilizasyonunda destek materyali olarak kullanılmasına olan ilgi giderek artmaktadır. Bu çalışmada destek materyali olarak birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenen manyetit (Fe3O4) kullanılarak, selülaz enzim kompleksinin kovalent olarak immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen manyetik nanopartiküllerin üzeri silisyum ile kaplanarak manyetik nanopartiküllerin stabilizasyonu sağlanmıştır (A-MNP). Yüzey modifikasyonu APTES ile yapılan manyetik nanopartiküller gluteraldehit ile aktifleştirilmiş (G-MNP) ve ardından selülaz enzimi immobilize edilmiştir (E-MNP). MNP, A-MNP, G-MNP ve E-MNP'nin karakterizasyonu için SEM, EDX, FTIR analizleri yapılmıştır. Sentezlenen MNP'lerin ortalama boyutunun 200 nm olduğu bulunmuştur. Serbest ve immobilize selülaz enzimlerinin optimum aktivite gösterdiği sıcaklık 70 ℃ ve optimum pH değerleri serbest enzim için 5 ve immobilize enzim için 4,8 olarak belirlenmiştir. Enzim sıcaklık stabilitesinin belirlenmesi amacıyla, serbest ve immobilize selülaz enziminin 60 ℃ sıcaklıkta 5 saat boyunca yürütülen sıcaklık stabilite çalışmaları sonucunda serbest ve immobilize selülaz enziminin sırasıyla % 29,9 ve % 38 oranında aktivitesini korunduğu belirlenmiştir. Farklı substrat derişimlerinde ölçülen aktiviteler sonucu serbest selülaz enzimi için Km, Vmax değerleri sırasıyla 155,25 mg/ml, 2500 μmol/ml.dk, immobilize selülaz enzimi için ise 23,64 mg/ml , 108,69 μmol/ml.dk olarak CMC aktivite ölçümü ile 4. döngünün sonunda enzim aktivitesinin % 20 oranında korunduğu belirlenmiştir. Depolama stabilitesi çalışmaları sonucunda kalan % bağıl aktivite oranları serbest ve immobilize selülaz enzimi için sırasıyla % 73.3 ve % 91.2 olarak belirlenmiştir. Fiziksel ve kimyasal ön işlem gören atık gazete kağıtlarının serbest ve immobilize selülaz enzimi ile 48 saat boyunca süren enzimatik hidroliz işlemi sonucunda elde edilen % şeker verimleri, serbest selülaz enziminde, 0,25 g atık gazete kağıdı için % 10,2 ve 0,5 g atık gazete kağıdı için % 8,19, immobilize selülaz enziminde ise 0,25 g atık gazete kağıdı için % 3,87 ve 0,5 g atık gazete kağıdı için % 3,27 olarak belirlenmiştir.