Halofilik arkelerde azoredüktaz aktivitesi ve karakterizasyonu

Abstract

Azo boyaları bir yada daha fazla –N=N– grubu içeren aromatik bileşiklerdir. Bu boyalar tekstil, farmasötik ve gıda endüstrilerinde renklendirici olarak kullanılmakta ve aynı zamanda çevre kirliliğine neden olmaktadır. Azoredüktazlar bir elektron vericisi kullanarak azo bağlarını yıkan enzimlerdir. Farklı mikroorganizma kaynaklı azoredüktazlarla azo boyalarının redüktif yıkıldığı gösterilmiş ancak yüksek halofilik karakterdeki azoredüktazlarla ilgili çalışma yapılmamıştır. Bu tez kapsamında, 2 farklı haloarke azoredüktaz aktivitesi üzerine kültür koşullarının optimizasyonu ve ham enzim ekstraktlarının biyokimyasal karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Enzim aktiviteleri substrat olarak mono azo boya Metil Red kullanılarak belirlenmiştir. Her iki izolat (E49 ve F23) için maksimum azoredüktaz aktiviteleri sırasıyla 3.4-3 M NaCl, pH 7.5-7, 37 C, maya özütü varlığında ve boya içermeyen ortam koşullarında tespit edilmiştir. E49 ve F23 haloarke ham ekstrakt azoredüktazlarının maksimum aktivitelerini sırasıyla 3.5 M ve üzerindeki KCl, 4 M NaCl, 2 mM NAD(P)H ve pH 7'de gösterdiği bulunmuştur. Enzimlerin optimum sıcaklıkları E49 için 37 C ve F23 için 75 C olarak bulunmuştur. Ayrıca E49 azoredüktazının 50 C'de aktivitesinin %92'sini ve F23 azoredüktazının ise aktivitesinin 90 C'de % 97'ni aktivitesini koruduğu tespit edilmiştir. Her iki enzimin dizao boya Remazol Black B ve mono azo boya Metil Red'i subtrat olarak kullanabildiği ve Hg+2, SDS, PMSF, Mg+2 varlığında inhibe olmadığı belirlenmiştir. Bu çalışma ile ilk kez, termofilik ve ekstrem halofilik arkeal azoredüktaz aktivitesi ve karakterizasyonu belirlenmiştir.

Azo dyes are aromatic compounds with one or more –N=N– groups. These dyes are used in various industries such as textile, pharmaceutical and food and also caused environmental pollution. Azoreductases reductively cleave azo linkages by using an electron donor. Azoreductases from different microorganisms have been shown to reduce azo dyes, but no studies have been found on extremely halophilic azoreductases. In this study, optimization of culture conditions on activities of two different haloarchaea azoreductases and biochemical characterizations of crude enzyme extracts were performed. Methyl Red, a mono azo dye, was used as a substrate for activities of azoreductases. Maximum azoreductase activities for both isolates (E49 and F23) were determined in the presence of 3.4-3 M NaCl and yeast extract, at pH 7.5-7, and 37 C and dye-free conditions. It was found that E49 and F23 crude enzymes showed the maximum activities at 3.5 M and above of KCl, 4 M NaCl, 2 mM NAD(P)H, and pH 7. The optimum temperatures were found to be 37 C and 75 C for E49 and F23 respectively. E49 and F23 azoreductases were found to be stable at higher temperetarus and retained 92 % and 97 % activities at 50 C and 90 C respectively. Both enzymes were also shown to be able to decolorize diazo-Reactive Black B and monoazo-Methyl Red as substrates. It is the first time that activities and characterisation of halophilic archaeal azoreductases have been studied.