Asetilkolinesteraz (AChE) Enziminin Poliakrilik Asit Esaslı Nanofiber Membran Üzerine Kovalent İmmobilizasyonu


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Chemistry, Turkey

Approval Date: 2015

Thesis Language: Turkish

Student: BEKİR ÇAKIROĞLU

Principal Consultant (For Co-Consultant Theses): Ayşe Ogan

Co-Consultant: Serap Demir

Abstract:

Asetilkolinesteraz (AChE) Enziminin Poliakrilik Asit Esaslı Nanofiber Membran Üzerine Kovalent İmmobilizasyonu Asetilkolinesteraz (AChE; EC 3.1.1.7), nörotrasmitter asetilkolini hidrolizleyerek kolin ve asetat oluşturan hidrolazlar sınıfından bir enzimdir. Asetilkolinesteraz canlının sinaptik boşluklarında bulunarak sinaptik iletimin sonlandırılmasında ve nörotrasmisyonunda rol alır ve bundan dolayı yaşam için büyük bir önem taşır. Pestisitlerde kullanılan etken maddeler kuvvetli AChE inhibitörleridir ve bu maddelerin eser miktarları bile canlıların sağlığı için tehlike oluşturabilirler. AChE inhibisyonunu ölçülmesi pestisitlerin tarımda çalışanlara ve çevreye verdikleri zararı belirlemek için biyobelirteç olarak kullanılmaktadır. Hızlı ve hassas AChE ölçümü için biyosensör tasarımının ilk ve en kritik basamağını, AChE enziminin bir elektrot yüzeyine immobilizasyonu oluşturmaktadır. Bu amaçla AChE enzimini immobilize etmek için destek materyali olarak poliakrilik asit esaslı nanofiber yapı tasarlanmıştır. Nanofiber materyalin enzime kovalent bağlanabilmesi için materyal sorbitol ile modifiye edilmiştir. Nanofiber materyalin immobilizasyon öncesi ve sonrası Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) tekniği ile fonksiyonel grupları ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) kullanılarak morfolojik yapısı incelenmiştir. İmmobilizasyon ile enzimin optimum sıcaklığı 30°C'den 34°C'ye çıkmıştır. Serbest ve immobilize enzimin optimum pH değerleri sırasıyla 7.4 ve 8.0 olarak bulunmuştur. 12 deneme sonrasında immobilize enzim ilk aktivitesininin %51'ini korumuştur. 60 günün sonunda serbest enzim aktivitesini tamamen kaybederken, immobilize enzim ilk aktivitesinin %29.1'ini kaybetmiştir. Serbest enzim için Michaelis-Menten sabiti (Km) ve Vmaks değerleri sırasıyla 0,4733 mM, 2,712 mM/dakika bulunurken immobilize enzim için 0,5008 mM, 1,303 mM/dakika olarak bulunmuştur. Gelecekte, ürettiğimiz bu nanofiber destek materyali sağlam, kullanışlı ve düşük maliyetli bir AChE biyosensör tasarımında kullanılabilir.