The Examination of the kinetic properties of catalase and immobilizid catalase

Abstract

ÖZET Katalaz süt endüstrisinde çözünür enzim olarak kullanılır. Uzun süre kararlı olabilen immobilize enzim türevleri geliştirilmediğinden süt endüstrisinde immobilize katalaz uygulamalarına rastlanmamaktadır. Bunun nedeni katalazın substratı (H2O2) ile inaktivasyonudur ve bu olay tam olarak anlaşılmamıştır. Çalışmamamızda jel matrikste katalaz immobilizasyon şartlan araştırılması, 2 mg/mg enzim, %0.5 glutaraldehit, jelatin/(cmc=2/l miktarı ve pH=7 optimum koşullar olarak seçilmiştir. pH-aktivite ve termostabilite denemelerinde immobilize enzimin serbest enzimden daha çok pH'ya bağımlı olduğu, termal kararlılığının ise serbest enzime benzediği anlaşılmıştır. Reaksiyon ortamında H2 O/enzim mol oranının 2x10^ ten büyük olduğu durumlarda, seçilen 60 dakikalık reaksiyon süresi içinde ikinci bir P fazı ile karşılaşıldığı gözlenmektedir. Hesaplanan k/ hız sabiti değerleri dikkate alındığında bu ikinci P fazında reaksiyon hızının yaklaşık %55-60 azaldığı söylenebilir. 2 mg enzim kullanılarak hazırlanan immobilize enzim örneği için bulunan k^ değeri p, fazı için 4.10`^ dak~l ve P2 fazl *Çm 1.8.10`^ dak`* olarak saptanmıştır. Ortalama antioxidan ilave ederek bu adımlarda reaksiyon hızlarının değişimi araştırılmıştır. Antioxidan olarak literatürde superoksit radikal (0`2-) tutucu belirtilen Butillenmişhidroksi anisol (BHA) ve 4,5-Di-OH-m-Benzene disulfonic asid disodium salt (Tiron) kulanılmıştır. Kullanılan her iki antioksidanın H2O2 ile reaksiyon vermediği saptanmıştır. BHA her iki (3 fazımda hızlandırdığı fakat daha büyük etkiyi P2 fazında gösterdiği anlaşılmıştır. Bu durumda en azından P2 fazında enzim deaktivasyonundan 0`2- radikallerinin sorumlu olduğu söylenebilir. Fakat Tiron durumunda çok farklı bir sonuçla karşılaşılmıştır. Düşük Tiron derişimlerinde her iki P fazında %35-40 civarında inaktivasyon gerçekleşmiş fakat yüksek Tiron derişimlerinde Pı fazında yaklaşık %40 a varan bir aktivasyon gözlenirken P2 fazında reaksiyon hızında bir değişiklik meydana gelmemiştir. 58

SUMMARY Catalase is a soluble enzyme which is used in milk endustry.Immobilized enzyme derivatives that can be stable for a long time aren't developed yet. So there is no immobilized catalase application in milk industry, because of the inactivation of catalase by its substrate (H2O2) does not clear. In this work, the immobilization of catalase in gel matrix has been studied. 2 mg/mg enzyme, 0.5% glutaraldehyde, jelatin/cmc=2/l proportion and pH=7 was chosen as optimum conditions. pH-activity and thermostability assays for immobilized enzyme show that it is more depended on pH than free enzyme and its thermostability resmeble to the free enzyme. In the reaction medium, E^O/enzyme the mole proportion is higher than 2.10^ in the chosen 60 minutes reaction time, another P phase is observed. When we consider the rate constants, we can say that the reaction rate decreases approximately about 55-60% in the second P phase. For the immobilized enzyme sample which contains 2 mg enzyme, k/ in Pi phase is found 4.10` ^ min`! and k/ in P2 phase is found 1.8x10`^ min~l. The reaction rate constants have beenstudied by adding antioxidants to the reaction mixture. The antioxidants that are used Butylated Hydroxy Anisol (BHA) and (4,5-dihydroxy-m-benzene disulphonic acid disodium salt (Tiron) which operate as superoxide radical holders. Both antioxidants aren't reacted with H2O2. In both of the b phase BHA fastens them but it is more effective in the P2 phase. In this situation it can be said that at least in the b phase 0~2- radicals are responsible. But in Tiron situation a very different result was found. In the low Tiron concentrations in both of the (3 phases around 35-40% inactivation is verified, but in the high Tiron concentration up to 40% activation in Pi phase is seen but no change occured in the P2 phase reaction rate. 57