Peroksidaz immobilize mikro roketlerin üretimi ve fenolik bileşiklerin gideriminde kullanılması

Abstract

Bu çalışmada fenolik bileşiklerin kirliliklerin giderilmesine yönelik olarak enzim modifiye mikro roketler sentezlenmiştir. Bu amaçla, fenolik bileşiklerin gideriminde yoğun bir şekilde tercih edilen ve endüstriyel uygulamalarda değerli olan peroksidaz enzimi kullanılmıştır. Enzimin immobilize edileceği mikro roketler kalıp temelli elektro kaplama metoduyla altın ve PEDOT (Poli(3,4-etilendioksitiofen)) kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen mikro roketlerin karakterizasyonu SEM ve EDX analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen mikro roketlere peroksidaz immobilizasyonu EDC (N-(3-dimetilaminopropi) 1-N'etilkarbodiimid hidroklorür)-NHS (N-hidroksisüksinimid) kimyası ile gerçekleştirilmiştir. İmmobilize ve serbest peroksidazın kinetik parametreleri ile optimum koşulları belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Serbest ve immobilize peroksidazın Km değerleri sırasıyla 0.917 ve 1.348 mM olarak bulunmuştur. Ayrıca peroksidazın Vmax değerinin de immobilizasyon sonunda arttığı bulunmuştur. Serbest ve immobilize peroksidazın optimum pH değerleri 8.0 olarak bulunurken, optimum sıcaklık immobilizasyon sonunda 60°C'den 75°C'ye artmıştır. İmmobilize peroksidazın uzun süreler aktivitesini yitirmeden depolanabildiği gösterilmiş ve ısıl kararlılığının da oldukça arttığı bulunmuştur. Peroksidaz immobilize mikro roketlerin fenolik bileşikleri giderme etkinliği model fenolik bileşikler fenol, Bisfenol A, guaiakol, pirogallol ve katekol için incelenmiş ve fenolik bileşik giderme etkinlikleri sırasıyla % 13.05, % 9.40, % 30.32, % 51.48 ve % 58.74 olarak belirlenmiştir.

In this presented work, enzyme modified micro-rockets were synthesized to remove the phenolic wastes. For this, peroxidase enzyme, which is intensively preferred for phenolic compound removal studies and precious for industrial applications, was used. Micro-rockets, which used as a carrier for peroxidase, were synthesized with the template-directed electro-deposition method by using gold and PEDOT. Synthesized micro-rockets were characterized by SEM and EDX analysis. Peroxidase immobilization onto the synthesized rockets was carried out by EDC-NHS chemistry. Kinetic parameters and optimum conditions of immobilized free peroxidase were tested. Km values of free and immobilized peroxidase was found to be as 0.917 and 1.348 mM, respectively. It also found that, Vmax value of peroxidase increased upon immobilization. Optimum pH values of free and immobilized peroxidase was found to be as 8.0, while optimum temperature increased from 60 °C to 75 °C upon immobilization. It was shown that, immobilized peroxidase was stored for long time without any degrease in the enzymatic activity, thermal stability of the immobilized peroxidase also increased. Phenolic compound removal efficiency of the peroxidase immobilized micro-rockets was investigated by using model phenolic compounds phenol, Bisphenol A, guaiacol, pyrogallol and catechol, and the phenolic removal efficiency was found to be as % 13.05, % 9.40, % 30.32, % 51.48 and % 58.74, respectively.