Immobilization of thermophilic esterase on magnetic cornstarch nanoparticles for biological applications

Abstract

In last three decades, even the role of enzymes for biological and industrial applications has become more worthy, enzymes also have some defects. The enzyme immobilization allows to overcome these defects by improving abilities of reusing of catalysts by multiple times, easier reactor operation and product separation. Due to its potential use in biological and industrial applications, isolated thermophilic esterase from Geobacillus sp. was immobilized on magnetic cornstarch nanoparticles. In order to determine activity performance of immobilized enzyme, the effects of temperature, pH and some chemicals on enzyme activity were investigated. The results have shown that after immobilization, the relative activity of immobilized esterase has increased to 80% at 80 0C in comparison to free esterase. Therewithal, the reusability of immobilized esterase has increased fourfold in comparison to free esterase. The magnetic character of the support media has brought ease to separate biocatalysts from reaction media.

Geçtiğimiz son otuz yılda, enzimlerin biyolojik ve endüstriyel uygulamalardaki rolü her ne kadar değerlendiysede, bazı kusurları da vardır. Enzim sabitlemesi, bu kusurların üstesinden gelinerek, katalizörün birçok defa kullanılmasına, reaksion sırasında daha kolay aktivleşmesine ve enzimlerin reaksiyon ortamından kolay ayrılmasına olanak sağlamaktadır. Biyolojik ve endüstriyel uygulamalarda olası kullanımından dolayı, Geobacillus sp. türünden izole edilen termofilik estaraz manyetik mısır nişastası nanoparçacıkları üzerine sabitlendi. Sabitlenmiş enzimin aktivite performansına karar vermek için, sıcaklık, pH ve bazı kimyasal maddelerin bağlı enzim aktivitesi üzerindeki etkileri araştırıldı. Enzimlerin bağlanmasının ardından sonuçlar gösterdi ki, sabitlenmiş esterazın bağıl aktivitesi, serbest enzime kıyasla 80 0C sıcaklıkta %80 arttı. Ayrıca serbest esteraz ile kıyaslandığında, sabitlenmiş esterazın tekrar kullanılabilirliği dört kat arttı. Bağlanılan maddenin manyetik özelliği biyokatalizörleri ortamdan ayırmak için kolaylık sağladı.