Üreaz enziminin magnetik nanopartiküllere farklı ara kollar üzerinden immobilizasyonu ve karakterizasyonu

Tıbbi amaçlı uygulamalar için immobilizasyon sistemlerinin geliştirilmesinde en çok kullanılan enzimlerin başında üreaz gelir. Üreaz, ürenin amonyum ve karbondioksite dönüşmesini sağlayan bir enzimdir. Enzim taşıyıcı materyallerin boyutundaki küçülmeler genellikle immobilize enzimin etkinliğini arttırır ve bu sayede partikülün birim kütlesi başına bağlanan enzim miktarı artar. Bu çalışmada, Fe3O4 magnetik nanopartiküllerin sentezi ve üreaz enziminin Fe3O4 magnetik nanopartiküllere farklı ara kollar üzerinden kovalent olarak immobilizasyonu ve karakterizasyonu araştırılmıştır. Serbest ve immobilize enzimlerin maksimum aktivite gösterdiği koşullar (pH, tampon derişimi ve sıcaklık) belirlenerek kinetik parametreleri (Km, Vmax, kcat/Km, Ea) bulunmuştur. İmmobilize üreaz örneklerinin termal kararlılıkları, depolama kararlılıkları ile tekrar kullanılabilirlikleri kesikli reaktörlerde araştırılmıştır. Ayrıca immobilize üreaz örneklerinin taramalı elektron mikroskobunda görüntüleri incelenmiştir. Üreaz enziminin glutaraldehit (GA) ve epiklorohidrin (ECH) ara kolları üzerinde magnetik nanopartiküllere immobilizasyonu sonucu Km ve Vmax değerlerinin arttığı görülmektedir. Glutaraldehit ara kolu üzerinden immobilize üreazın kcat/Km (2,746dk-1M-) ve epiklorohidrin ara kolu üzerinden immobilize üreazın kcat/Km (2,761 dk-1M-1) oranları serbest üreazın kcat/Km (4,139 dk -1M-1) oranına göre yaklaşık 1,5 kat azalmıştır. Serbest ve immobilize üreazın farklı sıcaklıklarda belirlenen termal kararlılıkları karşılaştırılmış ve serbest enzime göre immobilize enzimler yüksek sıcaklık ve sürede aktivitesini daha fazla koruduğu tespit edilmiştir. Tekrar kullanılabilirliği kesikli reaktör modelinde araştırılmış ve 20 kullanımdan sonra immobilize enzimlerin aktivitelerini sırasıyla %57 (GA) ve %61 (ECH)?ini koruduğu belirlenmiştir. Serbest üreazın 5°C?de ve 25°C?de 30 gün depolanma süresi sonunda kalan aktivitesi sırasıyla başlangıç aktivitesinin %30 ve %23?üdür. İmmobilize enzimler için 5°C?de ve 25°C?de 30 gün depolanma süresi sonunda sırasıyla başlangıç aktivitesini %72, %71?ini (GA) ve %60, %57?sini (ECH) koruduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Üreaz, Magnetik nanopartikül, Epiklorohidrin, Glutaraldehit.