Bacillus clausii alkalen proteazının su ile karışabilen organik çözücüler varlığında kinetik ve termodinamik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Tez çalışmamızda su ile karışabilen sekiz farklı organik çözücünün Bacillus clausii'den saflaştırılan alkalen proteaz enziminin kazein hidrolizinin kinetik ve termodinamik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Başlangıç hızı koşullarında organik çözücüler varlığında ve yokluğunda alkalen proteazın Michaelis-Menten parametreleri (Km, Vm, kcat ve kcat/Km değerleri) belirlendiğinde metanolün enzim üzerinde kısmi non-kompetitif inhibisyon; etanol, n-propanol ve i-propanolün ise gerçek non-kompetitif inhibisyon etkisi yaptığı görülmüştür. N,N'-DMF, 1,4-dioksanın artan konsantrasyonları ve DMSO'nun %20 konsantrasyonuna kadar enzim üzerinde zorunlu olmayan aktivasyon etkisi oluşurken DMSO'nun daha yüksek konsantrasyonlarında enzim üzerinde gerçek un-kompetitif inhibisyon etkisi gözlenmiştir. Asetonitrilin artan konsantrasyonları varlığında enzim üzerinde aktivasyon etkisi görülmüş ancak Linewear-Burk diyagramından yararlanılarak oluşturulan ileri çizimlerden anlamlı doğrular elde edilemediğinden zorunlu olmayan aktivasyon modeline oturtulamamıştır. Organik çözücülerin artan konsantrasyonlarda varlığında enzimle kazein hidrolizine ilişkin termodinamik değerler olan ?G ? , , ?GE-S değerleri Michaelis-Menten parametrelerinden yararlanılarak hesaplanmış ve kinetik ve termodinamik parametreler ile çözücü konsantrasyonları arasında lineer ilişkiler belirlenmiştir. Her bir organik çözücünün farklı konsantrasyonlardaki log P değerleri ve dielektrik sabitleri hesaplanarak enzimle kazein hidrolizinin kinetik ve termodinamik parametreleri ile log Pdeğerleri ve dielektrik sabitleri arasında oluşturulan grafiklerden bu parametrelerin birbirleri ile de lineer olarak değiştiği görülmüştür. Tez çalışmasında kullanılan organik çözücülerin çalışılan konsantrasyonlardaki solvatokromik parametreleri hesaplanmış ve çoklu lineer regresyon yöntemi ile hangi solvatokromik parametrenin enzimin kinetik ve termodinamik özellikleri üzerinde daha fazla etkisinin olduğu belirlenmiştir.

In this study the effect of 8 different water miscible organic solvents on kinetic and thermodynamic properties for the casein hydrolysis by Bacillus clausii alkaline protease were examined. Effects of organic solvents on the Michaelis-Menten parameters (Km, Vm, kcat and kcat/Km) were determined at the initial reaction rate conditions. Methanol caused to the partial competitive inhibition of enzyme whereas ethanol, n-propanole and i-propanole showed pure non-competitive inhibition. Increasing concentrations of N,N'-DMF and 1,4-dioxane and concentration of DMSO until 20% caused to the activation of enzyme, whereas DMSO at concentrations higher than 20% showed un-competitive inhibition. The increasing concentrations of acetonitrile caused to the activation of enzyme, but secondary and tertiary plots derived from Lineweaver-Burk diagrams showed that the activation of enzyme with acetonitrile isn?t compatible with non-essential activation kinetic model. Thermodynamic values of enzyme for casein hydrolysis were calculated by using Michaelis-Menten parameters. The linear relations were found between the kinetic and thermodynamic values of enzyme and increasing organic solvent concentrations. Dielectric constants and log P values at different organic solvent concentrations were calculated and linear relations were found between kinetic and thermodynamic properties of enzyme and dielectric constants and log P values of organic solvents. The solvatochromic parameters of different organic solvent concentrations. The relations between solvatochromic parameters and kinetic and thermodynamic properties of enzyme were estimated by using multiple linear regression calculations. The multiple linear regression calculations showed that there are linear relations between solvatochromic parameters of organic solvents and the kinetic and thermodynamic properties of enzyme. The most effective solvatochromic parameter of each organic solvent was determined by this method.