hrvatski

Metode stabilizacije oksidaze D-aminokiselina

Oksidaze aminokiselina (AAO) su enzimi od posebnog interesa zbog svoje jedinstvene mogućnosti kataliziranja selektivne oksidacije organskih molekula pri blagim uvjetima. Zahtijevaju kisik kao jedan od reaktanata, te stoga pripadaju skupini enzima koji se nazivaju oksidaze [1]. Kisik se može dobavljati u reaktor aeracijom, što može prouzročiti vrlo brzu i nepovratnu deaktivaciju enzima [2]. Stabilizacija enzima može se postići imobilizacijom. U predhodnim istraživanjima [3] dvije oksidaze D- aminokiselina: komercijalni enzim iz svinjskog bubrega i nekomercijalni enzim iz mikrobiološkog izvora izoliran iz Arthrobacter protophormiae, ispitane su kao biokatalizatori u različitim uvjetima aeracije pri oksidaciji D-metionina. Utvrđeno je da aeracija, kao i koncentracija kisika u slučaju oksidaze D-aminokiselina iz svinjskog bubrega, negativno utječu ne enzim, te je stoga cilj ovog rada bio ispitati različite metode imobilizacije enzima kao načina njihove stabilizacije. Imobilizacija je provedena koristeći kovalentnu metodu (imobilizacija na Eupergit C) i fizikalnu metodu imobilizacije (uklapanje u gel – Ca-alginat). Rezultati su pokazali da se niti jedna od korištenih oksidaza ne može imobilizirati u gel Ca-alginata zbog niske pI vrijednosti (izoelektrična točka) koja ih čini negativno nabijenima pri uvjetima imobilizacije (neutralne pH vrijednosti). Budući da je alginat također negativno nabijen, enzim se ne može zadržati u gelu zbog međusobnog odbijanja. Kovalentna imobilizacija na sferna zrna Eupergita C je bila uspješna. Oba enzima su imobilizirana na taj način, međutim enzim iz svinjskog bubrega bilo je lakše imobilizirati zbog njegove dostupnpsti u liofiliziranom obliku. Utvrđeno je da je enzim iz svinjskog bubrega u imobiliziranom obliku stabilan pri uvjetima aeracije, te da se može višestruko koristiti. Oksidaza iz A. protophormiae bila je dostupna u obliku suspenzije, te je stoga postotak imobilizacije proteina bio mnogo manji. Ovaj enzim je izgubio aktivnost tijekom postupka imobilizacije. Oksidaza iz svinjskog bubrega dalje je karakterizirana. Procijenjeni su kinetički parametri iz eksperimenata provedenih metodom početnih reakcijskih brzina u reakciji oksidacije D-metionina. Aktivnost enzima određena je pri različitim uvjetima aeracije i pri različitim pH vrijednostima. Razvijen je matematički model oksidacije D-metionina u kotlastom reaktoru koji je dobro opisao eksperimentalne podatke. Postignuta je 100 %-tna konverzija supstrata u svim eksperimentima, te se pokazalo da je imobilizirani enzim vrlo stabilan u uvjetima aeracije. [1] Burton, S.G., Trends in Biotechnology, 21 (2003) 12 [2] Fisher, L., Recent Research Developments in Microbiology, 2 (1998) 295 [3]Valentović, I., Diplomski rad, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb (2010)

oksidaza aminokiselina; imobilizacija; matematički model

nije evidentirano