Akasya ağacı toprağından izole edilen bacillus sp. tarafından üretilen endüstriyel enzimlerin araştırılması

Abstract

Akasya Ağacı Toprağından İzole Edilen Bacillus Sp. Tarafından Üretilen Endüstriyel Enzimlerin Araştırılması Maltooligosakkarit üreticisi olan yeni bir α-amilaz üreticisi Akasya ağacı (Acacia cyanophylla Lindley ) toprağıdan izole edilmiştir. Fiziksel karakteristiğine ve 16S rRNA gen sekansı bakıldığında izolatın Bacillus genusuna ait olduğu belirlenmiş ve Bacillus subtilis SDP1 olarak adlandırılmıştır. En yüksek enzim üretimine çözülebilir nişatanın karbon kaynağı, maya özütünün de azot kaynağı olduğu besiyerinde ulaşılmıştır. SDP1 α-amilaz enzimi yaklaşık 61kDa’luk bir moleküler ağırlığa sahiptir. Enzimin optimum pH’sı 7.0 olmakla birlikte pH 5.0 ile pH 9.0 arasında oldukça aktiftir. Bununla birlikte pH 6.0 ile pH 8.0 arasında da çok kararlı bir enzimdir. Ham enzimin optimum sıcaklığı 60°C olup 50°C’de 1 ve 2 saatlik inkübasyonlar sonucunda başlangıç aktivitesinin sırasıyla %83 ve %74’ünü korumaktadır. SDP1 α-amilaz enzimi DEAE-selüloz iyon değiştirme kromatografisi kullanılarak saflaştırılmıştır. Saflaştırma sonucunda ham fermentasyon sıvısı yaklaşık % 26 verim ile 9,9 kat saflaştırılmıştır. Saflaştırılmış enzimin spesifik aktivitesi 191.8 U mg-1 olarak hesaplanmıştır. Manyetik alginat mikrokürelerine immobilize edilen SDP1 α-amilaz enziminin 70°C’deki termal kararlılığı yaklaşı 7 kat artmaktadır. Hem çözülebilir hem de buğday nişastanın SDP1 α-amilazı ile hidrolizi sonucunda ana ürün olarak maltoz, maltotrioz ve maltotetraoz oluştuğu ince tabaka kromatografisi ile belirlenmiştir. Bu da SDP1 α-amilaz enziminin maltooligosakkarit üreten bir enzim olduğunu göstermektedir. Aktivite ve stabilitesi için kalsiyuma ihtiyaç duymaması ve yeterli miktarda küçük maltotrioz ve maltotetraoz gibi küçük maltooligosakkaritler üretebilmesi SDP1 α-amilazını özellikle gıda ve fırıncılık sektörü için potensiyel bir aday yapmaktadır. Bu tez çalışması Marmara Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından FEN-C-DRP-171108-0267 numaralı proje ile desteklenmiştir.

Investigating Of Industrial Enzymes From Bacillus Sp Isolated From Acacia Cyanophylla Lindley A maltooligosacharide-forming α-amylase producer was isolated from the rhizosphere of Acacia cyanophylla Lindley from Çukurova region of Turkey. According to physiological characteristics and 16S rRNA gene sequence, this strain belonged to the genus Bacillus hence it was designated as Bacillus subtilis SDP1. Highest enzyme production was achieved with soluble starch as the carbon and yeast extract as the nitrogen source and at pH 7.0 and 37 °C. The α-amylase had an apperent molecular weight of 61 kD. The optimum pH of the enzyme was 7.0 and it was highly active at pH ranging from 5.0 to 9.0. It was also stable at pH ranging from 6.0 to 8.0. The optimum temperature of the crude enzyme was 60°C and it retained 83% and 74% of its initial activity after 1h and 2h incubation periods at 50°C. SDP1 α-amylase purified to homogenity with single step ion-exchange chromatography. The purity of the enzyme was about 9.9-fold greater than that of the crude supernatant liquid. The yield of the purified enzyme preparation was about 26% with respect to the culture supernatant. The specific activity of the purified enzyme was about 191.8 U mg−1. Immobilization of SDP1 α-amylase stability with magnetic alginate beads enhanced the enzyme stability ~7 fold at 70°C. The unique features of calcium independence and efficient production of small maltooligosaccharides such as maltotetraose and maltotriose make SDP1 amylase potentially useful in food industries. This thesis has been supported by Marmara University, Scientific Research Project Unit with a project number FEN-C-DRP-171108-0267.