Candida rugosa lipazının membranlara adsorpsiyonu

Abstract

Bu çalışmada, membran ve enzim arasındaki elektrostatik ve/veya hidrofobik etkileşimlere dayanılarak 30 kDa polietersülfon (PES) ve rejenere selüloz (RC) membranlara Candida rugosa lipazı (CRL) adsorpsiyonunda iyonik çevre etkileri üzerine sistematik bir çalışma yapılmıştır. CRL'nın statik adsorpsiyonu, 200 min-1 karıştırma hızı ve 25oC sıcaklıkta, 0.001, 0.01 ve 0.1M KCl iyonik gerilim değerlerinde, pH=3.8, 4.8 (IEP), 5.8 ve 6.8 koşullarında araştırılmıştır. Maksimum adsorpsiyon enzimin izoelektrik noktasının altındaki pH değerinde elde edilirken minumum adsorpsiyon CRL'nın izoelektrik noktasının üzerinde (pH= 6.8) meydana gelmiştir. İyonik gerilimin artırılmasıyla membrana adsorplanan enzim miktarı azalmıştır. Hidrofobik etkileşimler nedeniyle, hidrofobik PES membranlara hidrofilik RC membranlardan daha fazla CRL enzimi adsorplanmıştır. İyonik çevreye bağlı olarak bulunan adsorpsiyon dengesi ve izoterm sabitlerinin matematiksel olarak tanımlanmasında Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izoterm modelleri kullanılmıştır. PES ve RC membran yüzeylerinde adsorpsiyon nedeniyle oluşan yapısal değişiklikleri incelemek için, membranlar FTIR-ATR ölçümleri ile analizlenmiştir. Ayrıca lipaz aktivitesine iyonik çevre etkileri incelenmiştir. Bunlara ek olarak RC membranlara CRL enzimi adsorpsiyonuna karıştırma hızı ve sıcaklık etkileri de incelenmiştir.

This work reports a systematic study on the effects of ionic environment on the adsorption of Candida rugosa lipase (CRL) enzyme on 30 kDa polyethersulphone (PES) and RC membranes on the basis of electrostatic and/or hydrophobic interactions between membrane and the enzyme in solution. Static adsorption of CRL was investigated at the solution pH values of pH=3.8, 4.8 (IEP), 5.8 and 6.8; and for the ionic strengths of 0.001, 0.01 and 0.1M KCl; and for 200 min-1 at 25 oC. The maximum adsorption occurred at the pH value below the isoelectric point (IEP) of the enzyme whereas the minimum adsorption was occurred at the above of IEP (pH=6.8) of CRL. With increasing ionic strength, the adsorbed enzyme on the membrane decreased. More CRL was adsorbed on hydrophobic PES membranes than on hydrophilic RC membranes due to the hydrophobic interactions. The Freundlich and Langmuir adsorption models were used for the mathematical description of the adsorption equilibrium and isotherm constants were evaluated depending on ionic environment. To detect the structural changes on the PES and RC membrane surfaces occurred due to the adsorption, the membranes were analyzed by FTIR-ATR measurements. The effects of ionic environment on lipase activity were also investigated. In addition, the effects of agitation rate and temperature on CRL adsorption on RC membranes were investigated.