KERATİNOLİTİK Bacillus sp. SUŞLARININ İZOLASYONU, KERATİNAZ ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Benzer belgeler
THERMOFİL BACILLUS SP. DEN ALKALİN, TERMOFİLİK, OKSİDANT DİRENÇLİ, SELÜLAZ ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU*

TERMOFİL Bacillus sp. BAKTERİSİNDEN LICHENAZ (β-1,3 VE 1,4 GLUCANASE) ENZİMİ ÜRETİMİ, KARAKTERİZASYONU VE BİYOTEKNOLOJİK KULLANILABİLİRLİĞİ *

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

HAZ. ADI PROGRAM ÜNİVERSİTE ENSTİTÜ ANABİLİM KONU DURUMU BAŞ.TARİH BİTİŞ TARİH GENEL BİYOLOJİ ANABİLİM DALI

ÖZGEÇMİŞ ve ESERLER LİSTESİ

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

ÖZGEÇMİŞ ve ESERLER LİSTESİ. Derece Alan Üniversite Yıl Önlisans Tıbbi Laboratuvar İstanbul Üniversitesi

ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTEYE SAHİP TERMOFİLİK BAKTERİLERİN 16S rrna ANALİZİ İLE TANILANMASI

Fatma MATPAN BEKLER. Öğrenim ve Akademik Bilgileri. Fen Bilimleri. Fen-Edebiyat Fakültesi

DOĞAL ORTAMLARDA B. AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ ÖZET

TUTUKLANMIŞ SHIPWORM BAKTERİSİ (Teredinobacter turnirae) İLE PROTEAZ ÜRETİMİ

KATI-SUBSTRAT FERMANTASYONU KULLANARAK SHIPWORM BAKTERİ (Teredinobacter turnirae) İLE PROTEAZ ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ

Hatice Aysun MERCİMEK / ADANA FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK BÖLÜMÜ. EĞİTİM BİLGİLERİ

KABAK LİFİ (Luffa cylindrica) İLE TUTUKLANMIŞ RHİZOPUS ORYZAE DEN LİPAZ ÜRETİMİ

Enzimlerinin Saptanmasında

Bacillus Amyloliquefaciens Kullanılarak α-amilaz Üretimine Substrat Partikül Boyutunun Etkisi

Termofilik Bakteri İzolatlarının Antibakteriyal Aktivite Spektrumları ve 16S rrna Dizi Analizi ile Tanılanmaları

ÖZGEÇMİŞ 1. KİŞİSEL BİLGİLER

α-amylase PRODUCTION FROM Bacillus subtilis ATCC 6051 WITH SOLID STATE FERMENTATION (SSF)

Topraktan İzole Edilen Streptomyces sp. den Ksilanaz Üretimi ve Karakterizasyonu

Yrd. Doç. Dr. Ayşenur ÖZŞAVLI Adana. Fen Edebiyat. Moleküler Biyoloji ve Genetik. EĞİTİM BİLGİLERİ

Mikrobiyal Gelişim. Jenerasyon süresi. Bakterilerde üreme eğrisi. Örneğin; (optimum koşullar altında) 10/5/2015

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ

Ç.Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2016 Cilt:34-6

Pastırmada Enterokoklar

BT 28 MİKROBİYAL KAYNAKLI LİPAZ ÜRETİMİNE KARBON KAYNAĞI OLARAK BİTKİSEL YAĞLARIN VE GLUKOZUN ETKİSİ

ÖĞRETİM FAALİYETLERİ Akademik Yıl Dönem Dersin Kodu Dersin adı Haftalık saati Teorik Uygulama Öğrenci sayısı Güz I Bahar I Akademik Yıl Döne

TEMEL ECZACILIK BİLİMLERİ ANABİLİM DALI Temel Eczacılık Bilimleri Programı

7. BÖLÜM MİKROBİYAL GELİŞİM

Scytalidium thermophilum Fenol Oksidaz Enziminin Tanımlanması ve Biyodönüşüm Reaksiyonlarının İncelenmesi

Elazığ İli Karakoçan İlçesinden Elde Edilen Sütlerde Yağ ve Protein Oranlarının AB ve Türk Standartlarına Uygunluklarının Belirlenmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ÖZGEÇMİŞ. Serap GEDİKLİ Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YAZIŞMA ADRESİ Eskişehir E-POSTA.

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Education Programme/Department University Graduation Year

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Kahramanmaraş Topraklarından İzole Edilen Bacillus sp. Tarafından Alfa-Amilaz Üretimi ve Karakterizasyonu

ARAŞTIRMA. Anahtar Kelimeler: Proteaz aktivitesi, Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes.

Yrd.Doç.Dr. Serkan Kemal Büyükünal. İstanbul Arel Üniversitesi Sağlık Bilimleri Yüksekokulu Beslenme ve Diyetetik Bölümü

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü Y. Lisans Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

Fen Edebiyat Fak. Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Kütahya 1977

Listeria monocytogenes in Asit Dirençli Türlerinin Benzalkonyum Klorür Direnci ve Biyofilm Oluşumu. Emel ÜNAL TURHAN, Karin Metselaar, Tjakko Abee

Metschnikowia pulcherrima Türü Mayaların İzolasyonu ve Pulcherrimin in Antimikrobiyal Aktivitelerinin Araştırılması. Prof. Dr.

1.5 Kalite Kontrol Bölüm Fiziksel Kalite Kriterleri Bölüm Mikrobiyolojik Kalite Kriterleri Mikrobiyal Kontaminasyon

Klinik Mikrobiyoloji Testlerinde Doğrulama (verifikasyon) ve Geçerli Kılma (validasyon)

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Komplike deri ve yumuşak doku enfeksiyonu etkeni çoklu dirençli patojenlerin bakteriyofaj duyarlılıklarının araştırılması

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ENZİMATİK ANALİZ VE AKTİVİTE TAYİNLERİ

FEN ve MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ

BAL ÜRETİM SÜRECİNDE KRİTİK KONTROL NOKTALARININ BELİRLENMESİ, SEKONDER KONTAMİNASYON KAYNAKLARININ

RTA Bakteriden Genomik DNA İzolasyon Kiti

BAKTERİLER YELLERİNİN BELİRLENMES RLENMESİ. Page 1

ÖZGEÇMİŞ. Yıl Unvanı Görev Yeri Arş. Gör. Fen Edebiyat Fakültesi Giresun Üniversitesi 2000-

BİYOTEKNOLOJİYE GİRİŞ. Araş. Gör. Dr. Öğünç MERAL

Ġ.Ü. MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MĠKROORGANĠZMALARIN ASEPTĠK TRANSFERĠ VE ÇĠZGĠ EKĠM

İÇME SULARININ DEZENFEKSİYONUNDA NANOMATEYALLERİN KULLANIMI

MOLEKÜLER BİYOLOJİ ANABİLİMDALI

BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN RSM ANALİZİ

BİYOKİMYA ANABİLİM DALI LİSANSÜSTÜ DERS PROGRAMI

Hatice YILDIRAN. Gıda Mühendisi BURDUR İL MÜDÜRLÜĞÜ

Ev Yapımı ve Endüstriyel Üretim Yoğurtlarda ph ve Probiyotiklik İlişkisi

PEYNİR ALTI SUYU VE YOĞURT SUYUNDA Zn Ve TOPLAM ANTİOKSİDAN KAPASİTESİ TAYİNİ DANIŞMANLAR. 29 Haziran-08 Temmuz MALATYA

Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çukurova University Insitute of Natural and Applied Science FEN ve MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ


Yöntem ve Test Seçimine Yaklaşım. Dr. Alpay Özbek Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji AD. Dokuz Eylül Üni. Tıp Fak. İZMİR

KİMYASAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ SEBEBİYLE MİKROBİYEL GELİŞMEYE EN UYGUN, DOLAYISIYLA BOZULMAYA EN YATKIN, GIDALARDAN BİRİDİR.

ÖNFORMÜLASYON 4. hafta

Tüketime Sunulan Çeşitli Gıda Gruplarının Bacillus cereus ile Kontaminasyonu, Korelasyonu ve Halk Sağlığı Üzerine Etkilerinin Araştırılması 1

KATALAZIN ÇAPRAZ BAĞLI ENZİM AGREGATLARINI (CLEA) OLUŞTURMA YÖNTEMİYLE İMMOBİLİZASYONU VE KARAKTERİZASYONU 1

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Biyoloji Bölümü Araştırma Laboratuarları ve Üniteleri

Teredinobacter turnirae den Proteaz Üretiminde Farklı Stratejilerin Araştırılması

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

UZMAN TOLGA BAAHDIR ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

M47 MICROGEN STREP MICROGEN

Tunceli İli Pertek İlçesinden Elde Edilen Akkaraman Koyunu ve Yerli Kıl Keçi Sütlerinde Temel Lezzet Parametreleri

SU ÜRÜNLERİİŞLEME TESİSİNDEKİ MİKROBİYAL FLORANIN DEĞİŞİMİNDE TİCARİ DEZENFEKTANLARIN ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI. Aysu BESLER


M50 otomatik tanımlama Ve duyarlılık testi

Limon Atıklarından Mikrobiyal Selüloz Üretimi ve Karakterizasyonu

İzmir İli Seferihisar İlçesinde Yetiştirilen Keçilerden Elde Edilen Sütlerde Biyokimyasal Parametrelerin Türk Standartlarına Uygunluğunun Belirlenmesi

SUSLARINDA ANTİBİYOTİK, SELULAZ VE AMİLAZ ÜRETIMİNDEN SORUMLU GENLERİN PROTOPLAST TRANSFORMASYON TEKNİĞİ İLE

Prof.Dr.Gül ÖZYILMAZ

Doç. Dr. Fatih ÇALIŞKAN Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fak. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği EABD

Doç.Dr. GAMZE BAŞBÜLBÜL

Yasemin Budama Kılınç1, Rabia Çakır Koç1, Sevim Meşe2, Selim Badur2,3

İŞLEME TEKNOLOJİ ANABİLİM DALI Ülkemiz için büyük öneme sahip su ürünleri kaynakları, dünya genelinde artan protein açığı ile beraber daha fazla dile

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/10) Akreditasyon Kapsamı

I. YARIYIL TEMEL BİYOKİMYA I (B 601 TEORİK 3, 3 KREDİ)

T. C. İSTANBUL BİLİM ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOKİMYA ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI MÜFREDATI

T.C KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI

Hayvancılıkta Biyoteknoloji. Prof. Dr. Fatin CEDDEN

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ PUREZONE CİHAZI TEST RAPORU

ÖZGEÇMİŞ. : berdem@ahievran.edu.tr

GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

HAYVANSAL GIDALARDA LISTERIA TÜRLERİNİN VARLIĞININ KONVANSİYONEL VE İMMUNOLOJİK YÖNTEMLERLE ARAŞTIRILMASI

GIDA LABORATUVARLARI Yılı Eğitim Programı

Transkript:

KERATİNOLİTİK Bacillus sp. SUŞLARININ İZOLASYONU, KERATİNAZ ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU Isolation of Keratinolytic Bacillus sp. Strains, Keratinase Production and Characterization Sina AKAN Biyoloji Anabilim Dalı Hatice GÜVENMEZ Biyoloji Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmada, tavuk üretim çiftliği toprağından 21 proteolitik Bacillus suşu izole edilmiş, bunlardan 8 tanesi keratin-azure substratı ile keratinolitik aktivite göstermiştir. HSK-21 nolu suş en iyi keratinaz üreticisi olarak seçilmiş ve VITEK-2 bakteri tanılama sistemi ile Bacillus sp. olarak tanılanmıştır. Keratinaz üretimi için temel tüylü besiyeri kullanılmış ve maksimum enzim aktivitesi ph=8.0 de, de gözlenmiştir. Enzim ph 5.0-13.0 ve 20-60ºC aralıklarında aktivite göstermiş ancak optimum aktivite ph=12.0 ve 40ºC de saptanmıştır. Enzim farklı tamponlarla (ph=7.0-13.0) 30 dk muamele edildiğinde ortalama %50-100 oranında aktifliğini korumuş ve ph 11.0 ve 12.0 de aktivite %100 korunmuştur. Enzim 20-100ºC lerde 30 dk inkübe edildiğinde 20-60ºC lerde yaklaşık %34-86 oranında kalan aktivite saptanmış ve 30ºC de aktivite %100 korunmuştur. Sonuç olarak; Bacillus sp. HSK-21 nolu izolattan üretilen keratinaz; keratinoliz gerektiren biyoteknolojik uygulamalarda mezofil ve yüksek alkali koşullar için uygundur ve şimdiye kadar literatürlerde bildirilen bakteriyal keratinazlardan daha yüksek ph da aktif bir enzimdir. Anahtar Kelimeler: Bacillus sp. HSK-21, alkali keratinaz, dehairing ABSTRACT In this study, 21 proteolytic Bacillus strains were isolated from poultry soil. 8 strains of these bacteria were showed keratinolytic activity when keratine azure used as substrat. HSK-21 strain was chosen the best keratinase producer and identified as Bacillus sp. via VITEK-2 bacteria identification system.the basal feather medium was used for keratinase production and maximum enzyme activity measured at ph=8.0 and 30ºC.The enzyme was active at ph 5.0-13.0 and at 20-60ºC, though optimum activity was obtained at ph=12.0 and 40ºC. When the enzyme tested at different buffers (ph 7.0-13.0) for 30 sec., 50-100% activity remained and the activity (100%) was stable at ph=11.0 and ph=12.0. When the enzyme incubated at 20-100ºC for 30 sec., 34-86% activity retained at 20-60ºC, while 100% activity was seen at 30ºC. The results showed that, the keratinase from Bacillus sp. HSK-21 is useful for mesophilic and highly alkaline conditions in biotechnological applications requiring in keratinolisis and the enzyme was the only bacterial keratinases working high ph conditions documented in the literatures so far. Yüksek Lisans Tezi MSc. Thesis - 32 -

Key Words: Bacillus sp. HSK-21, keratinase, dehairing Giriş Proteazlar, protein hidrolizini katalizleyen katabolik enzimlerdir. Proteazlar, endüstriyel enzimlerin en önemli gruplarından biridir. Keratinolitik proteazlar, büyük ticari öneme sahip, spesifik proteazlardır (Paul ve ark, 2007). Keratinolitik enzimler, fungi, actinomycetesler ve bakteriler tarafından üretilmektedir. Bacillus spp. önde gelen keratinaz üreticilerindendir (Brandelli, 2010). Materyal ve Metod Materyal Bu araştırmada Çukurova Üniversitesi tavuk işletme çiftliğinden izole edilen Bacillus cinsi mikroorganizmalar kullanılmıştır. Mikroorganizmanın izolasyonu, tanılanması, enzim üretici suşun saptanması, enzimin karakterizasyonu amacıyla besiyerleri, çeşitli tamponlar, kimyasallar, VITEK-2 (biomerieux) bakteri identifikasyon sitemi, shaker, santrifüj, parçalayıcı (Grindomix, RETSCH-GM200), spektrofotometre (Cecil 5500) ve temel laboratuvar ekipmanları kullanılmıştır. Metot Bakteri İzolasyonu Bakteri izolasyonu Anonymous (1978) ve Lateef ve ark (2010) dan alınan metodla yapılmıştır. Bakterilerin Tanılanması 21 suş keratinolitik aktivite tayini için keratin azure ile test edilmiş ve bunlardan 8 suş keratinolitik aktivite göstermiş ve en yüksek keratinolitik aktivite gösteren 3 suş VITEK-2 (biomerieux) bakteri tanılama sistemi ile tanılanmıştır. Keratinaz Enziminin Üretilmesi Riffel ve ark (2003) den alıan metod ile gerçekleştirilmiştir Enzimin Etanol (Et-OH) İle Çöktürülmesi Hoq ve ark (2005) ve Esawy (2007) den alınan metod ile gerçekleştirilmiştir. Keratinolitik Aktivitenin Belirlenmesi Keratinaz aktivitesi Esawy (2007); Suntornsuk ve Suntornsuk (2003) tarafından Letourneau ve ark (1998) den modifiye edilmiş metod ile belirlenmiştir. Keratinaz Üretiminde En Uygun Besiyeri ph sının Saptanması Temel tüylü besiyeri 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0 ve 9.0 ph larda hazırlanmıştır. Kim ve ark (2001) den alınan metod ile belirlenmiştir. Keratinaz Üretiminde Uygun İnkübasyon Sıcaklığının Belirlenmesi Temel tüylü besiyerine inoküle edilmiş HSK-21 nolu izolat 20, 30, 40, 50 ve 60 C sıcaklıklarda üretilmiştir. Üretilen ve kısmi saflaştırılan enzimin keratinolitik - 33 -

aktivitesi standart yöntemle saptanarak en yüksek aktivitenin görüldüğü sıcaklık belirlenmiştir (Kim ve ark, 2001; Esawy, 2007). Keratinaz Aktivitesi Üzerine ph nın Etkisi ph 5.0-13.0 arasındaki aktiviteleri saptamak amacıyla Temizkan ve Arda (2008) dan alınan 5 farklı tampon kullanılmıştır. Letourneau ve ark (1998); Gradisar ve ark (2000); Balaji ve ark (2008); Lateef ve ark (2010) dan alınan metod ile belirlenmiştir. Sıcaklığın Keratinaz Aktivitesi Üzerine Etkisinin Belirlenmesi Enzim 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 C lerde 30 dakika bekletildikten sonra, standart yöntemle keratinolitik aktivite ölçülmüştür. Enzimin orijinal aktivitesini saptamak amacıyla ön inkübasyona tabii tutulmamış enzim ve substrat karıştırılmış ve optimum sıcaklıkta (40ºC) aktivite tayini yapılmıştır. En yüksek değer 100 alınarak, elde edilen sonuçlara göre enzimin kalan aktivitesi saptanmıştır (Letourneau ve ark, 1998; Esawy, 2007) Sıcaklığın Enzim Kararlılığına Etkisi Enzim aktivitesi 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ve 100 C sıcaklıklarda (keratinaz için verilen standart yöntemle) test edilmiş ve keratinaz aktivitesinin en yüksek olduğu değer saptanmıştır (Bockle ve ark, 1995; Letourneau ve ark, 1998; Gradisar ve ark, 2000; Balaji ve ark, 2008; Lateef ve ark, 2010). ph nın Enzim Kararlılığına Etkisi Enzim örneği farklı ph lardaki tamponlar ile karıştırılarak (ph; 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 11.0, 12.0, 13.0) 30 dakika oda sıcaklığında bekletilmiştir. Keratinolitik aktivite tayini standart yönteme göre yapılmış, orijinal aktivite için kontrol hazırlanmış ve spektrofotometrik ölçüm yapılmıştır. En yüksek değer 100 kabul edilerek kalan aktivite değerleri hesaplanmıştır (Esawy, 2007). Araştırma Bulguları Çukurova Üniversitesi tavuk üretme çiftliği, hayvanların yaşam alanından alınan toprak örneklerinden (ısısal ön işlemden sonra), jeloz besiyerine ekim yapılmıştır. İnkübasyonu takiben tek koloni şeklinde üreyen suşların ön tanılanması; koloni morfolojileri sonuçlarına göre yapılmıştır. Bacillus olduğu saptanan 116 adet bakteri suşunun eğik katı jelozda stok kültürü yapılmıştır. Keratin azure substrat olarak kullanılarak, keratinolitik aktivite gösteren organizmalar saptanmış ve en yüksek keratinaz aktivitesi gösteren 3 izolat (GS-1, 9-1 ve 21-1) VITEK-2 tanılama sistemi prosedürü doğrultusunda tanılanmıştır. Bu izolatlar içerisinde en yüksek keratinolitik aktivite gösteren 21-1 nolu izolat HSK-21 olarak isimlendirilmiş ve bu çalışma için enzim üreticisi olarak kullanılmıştır. HSK- 21 nolu izolatın Bacillus genusuna ait olduğu VITEK-2 ile doğrulanmıştır (%99). Bacillus sp. HSK-21 nolu suştan maksimum keratinaz üretebilmek için besiyeri ph sı ve üretim sıcaklığı belirlenmiştir. ph 4.0-9.0 aralığında temel tüylü besiyeri hazırlanmış ve 20-60 C lerde inkbasyon yapılmıştır. En yüksek enzim üretimi başlangıç ph sı 8.0 olan - 34 -

kalan aktivite (%) 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 keratinaz aktivitesi (%) Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4 besiyerinde ve 30 C lik inkübasyon sıcaklığında gözlenmiştir. Mikroorganizmaların özellikle Bacillus ların fizyolojik sınırları çok geniş olduğundan pek çok araştırmacı benzer ve farklı sonuçlar elde etmişler ve bunları literatürlerde bildirmişledir. Bacillus sp. HSK-21 suşundan üretilen keratinaz ph 5.0-13.0 aralığında keratinolitik aktivite göstermiş ancak en yüksek aktivite ph=12.0 de saptanmıştır. Bu sonuçlar söz konusu enzimin yüksek ph koşullarında başarıyla kullanılabileceğini göstermektedir 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ph Şekil 1. ph nın enzim aktivitesi üzerine etkisi Enzim ph 7.0-12.0 aralığında aktivitesini %50-100 oranında korumuş, ph 13 te aktivitesini hızlıca kaybetmiştir (%38 kalan aktivite). ph 11.0 ve 12.0 de, 30 dakikada aktivite %100 korunurken, ph 7.0 de %57, ph=10.0 da %85 kalan aktivite saptanmıştır. 120 100 80 60 40 20 0 7 8 9 10 11 12 13 ph (stabilite) Şekil 2. ph nın enzim kararlılığına etkisi - 35 -

kalan aktivite (%) aktivite (%) Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4 Bacillus sp. HSK-21 nolu suştan üretilen keratinaz enziminin en iyi aktivite gösterdiği sıcaklığın belirlenmesi amacıyla, 20-100 C de keratinolitik aktivite test edilmiş ve enzimin optimum aktiviteyi 40 C de gösterdiği saptanmıştır. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 optimum sıcaklık ( C) Şekil 3. Sıcaklığın enzim aktivitesi üzerine etkisi Enzim 20-100 C arasındaki sıcaklıklarda, 30 dakika muamele edilmiş ve keratinaz aktivitesi spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Enzim 60 C ye kadar aktivitesini korumuş fakat 70-100 C arasında aktivitesini tamamen kaybetmiştir. 30 C de en yüksek (%100), 60 C de en düşük (%34) aktivite saptanmıştır. 20, 30, 40 C lerdeki uygulamalarda kullanılabilecek özelliktedir. Optimum aktivite sıcaklığı olan 40 C de 30 dakikalık inkübasyondan sonra %86 kalan aktivite göstermesi enzimin sıcaklık kararlılığının artırılarak çeşitli termofil uygulamalarda da kullanılabilirliğini göstermektedir. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 sıcaklık (ºC) Şekil 4. Sıcaklığın enzim kararlılığına etkisi - 36 -

Tartışma ve Sonuçlar Keratinazlar (E.C.3.4.4.25), çözünmeyen proteinler grubunda olan keratinleri parçalama yeteneğinde çok değerli proteolitik enzimlerdir. Hem keratinöz substratlar hemde çözünmez diğer protein substratlar üzerindeki hidroliz etkilerinden dolayı araştırmacıların özel ilgi alanına girmiştir (Raju ve ark, 2007). Keratinazlar, biyokimyasal ve biyofiziksel özellikleri yönünden geniş bir çeşitlilik göstermektedir. Çoğu keratinaz nötral ph dan alkali ph ya kadar ve 40ºC den 60ºC ye kadar geniş aralıklarda aktivite göstermekte ve bu koşullara uygun biyoteknolojik proseslerde kullanılmaktadır. Mikrobiyal keratinolizlerin genellikle alkalifilik ve termofilik şartlarda daha iyi gerçekleştiği bildirilmektedir. Keratinolitik mikroorganizmalar ve onların ürettiği keratinazların biyokimyasal özellikleri hakkındaki araştırmaların ve sonuç olarak bilgilerin artışı keratin içerikli atıkların biyolojik yıkımını ve mekanizmasını daha iyi anlamayı sağlamıştır. Bu yöndeki bilgi akışı keratince zengin tarımsal yan ürünlerin geri dönüşümünü yönlendirmek için yeni teknolojilerin gelişmesini kolaylaştırmaktadır. Protein sekans analizlerine göre keratinazların bazıları, serin proteazların substilin ailesine dahil edilmiştir. Keratinolitik enzimler, ziraatsal, farmasötik ve biyokimyasal alanlarda en uygun katalizörler olarak ümit verici enzimlerdir (Brandelli ve ark, 2010). Streptomyces pactum DSM 40530 dan keratinolitik serin proteinaz olan keratinaz enzimi üretilmiştir. Enzim, ph 7.0 ile 10.0 aralığında ve 40-70ºC sıcaklıklarda aktivite göstermektedir. S. Pactum dan üretilen proteinaz, mevcut olan çeşitli ticari proteinazlardan daha aktiftir (Bockle ve ark, 1995). Streptomyces pactum DSM 40530 dan üretilen keratinaz en yüksek keratinolitik aktivite göstermiştir. Korkmaz ve ark (2004), Bacillus licheniformis HK-1 suşunun 50ºC de ve ph=8.0 de üretildiğinde maksimum keratinaz ürettiğini bildirmişlerdir. Bu araştırmada doğal toprak örneğinden yeni izole edilen ve VITEK-2 bakteri tanılama sistemi ile Bacillus sp. (HSK-21 nolu izolat) olarak tanılanan suş keratinaz üreticisi olarak kullanılmıştır. Söz konusu suş, 30ºC de ve ph=8.0 de temel tüylü besi yerinde üretildiğinde maksimum enzim üretimi gözlenmiştir. Enzim 40ºC de ve ph=12.0 de optimum keratinolitik aktivite göstermiştir. ph ve sıcaklık stabiliteleri test edilmiş ve enzimin geniş ph aralığında aktivitesini sürdürdüğü ancak 11.0 ve 12.0 de aktivitesinde (%100) 30 dakikalık inkübasyonda hiç bir kayıp olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca enzim mezofil bir özellik göstermiş (optimum 40ºC) 60ºC ye kadar (%34) aktifliğini sürdürmüş, fakat 20ºC (%92), 30ºC (%100) ve 40ºC lerde (%86) 30 dakikalık inkübasyonlarda önemli bir aktivite kaybı görülmemiştir. Korkmaz ve ark (2003), toprak örneğinden Streptomyces sp. BA 7 suşunu izole ederek, keratin azure ile keratinolitik aktivite gösterdiğini bildirmişlerdir. Mohamedin (1999), S. thermonitrificans in doğal tavuk tüyü ihtiva eden besiyerinde en iyi enzim üretim sıcaklığını 50 C de, Kim ve ark (2001), keratinaz üretiminde optimum şartları Bacillus subtilis için 40 C, ph=5.0-9.0, Bacillus pumilis için 40 C, ph=5.0-6.0 ve Bacillus cereus için 30 C, ph=7.0 olarak saptamışlardır. - 37 -

Korkmaz ve ark (2004), Bacilus licheniformis HK-1 suşunda maksimum enzim üretimini 50 C de ve ph=8.0 de gözlemlemişlerdir. Lee ve ark (2004), Paracoccus sp. WJ-98 suşunda maksimum enzim üretimini 37 C de ph=7.5 da gözlemlemişlerdir Günümüzde Bacillus lardan yüksek ph larda aktivite gösteren pek çok keratinaz üretilmiş ve bunların biyoteknolojik ve endüstriyel kullanım alanları belirlenmeye çalışılmıştır. Bu araştırmada doğal bir suş olarak yeni izole edilmiş HSK-21 nolu izolatın ürettiği enzim literatürlerde belirtilenlerin dışında oldukça yüksek alkali özellik göstermiştir. Bu yüzden yüksek alkali özellik gösteren keratinaz (highly alkaline keratinase) olarak tanımlanmıştır. Lee ve ark (2002), Bacillus sp. için optimum ph nın 7.0, Correa ve ark (2010), Bacillus sp. P7 suşundan elde ettikleri keratinazın optimum ph ını 9.0 olarak saptamışlardır. Birçok araştırmacı keratinaz enziminin optimum aktivite gösterdiği ph aralıklarını ve değişik ph lardaki enzim kararlılığını çalışmıştır. Lee ve ark (2004), Paracoccus sp. WJ-98 suşundan ürettikleri enzimin ph=6.0-8.0 de stabilitesini %80 koruduğunu bildirmişlerdir. Cheng ve ark (1995), Bacillus licheniformis PWD-1 suşundan ürettikleri enzimin ph 5.0-12.0 arasında stabil olduğunu ve 30ºC de 1 saat sonra aktivitesini %80 den daha fazla koruduğunu saptamışlardır. Balaji ve ark (2008), Bacillus subtilis MTCC (9102) den elde ettikleri keratinazın aktivitesini 70 C ye kadar koruduğunu bildirmişlerdir. Lee ve ark (2004), Paracoccus sp. WJ-98 suşundan ürettikleri enzimin 50ºC ye kadar stabil olduğunu bildirmişlerdir. Cheng ve ark (1995), Bacillus licheniformis PWD-1 suşundan üretilen keratinazın 40ºC ye kadar stabil olduğunu ve 65ºC nin üstünde aktivitesini tamamen kaybettiğini saptamışlardır. Ayrıca taranan literatürlerde bildirilen bakteriyal orjinli keratinazlar için en yüksek ph da (12.0) aktivite göstermesi açısından yeni bir enzim olma özelliği taşımaktadır. Bu çalışmada elde edilen sonuçların detaylandırılması bir sonraki adım için gereklidir. Şöyleki; enzim bir proteaz olduğu için farklı protein substratları hidroliz yeteneği, enzimin protein sekans analizi, IP sinin saptanması, çeşitli saflaştırma metodları ile saflaştırılarak spesifik aktivitedeki artış, farklı materyallere immobilize edilerek enzimin aynı veya farklı proseslerde daha etkin ve uzun süreli kullanılabilirliği, keratin içerikli materyallerin hidrolizi sonucu elde edilen ürünlerin tanımlanması gibi konuların çalışılması önerilebilir. Ayrıca, kozmetik (tüy dökücü) ve medikal kullanımlarının araştırılması bu konudaki eksiklikleri tamamlayacaktır. KAYNAKLAR ANONYMOUS, 1978. Microbiyologisches Handbuch, E. Merck, Darmstad. BALAJI, S., KUMAR, M. S., KARTHIKEYAN, R., KUMAR, R., KIRUBANANDAN, S., SRIDHAR, R., SEHGAL, P. K., 2008. Purification and characterization of an extracellular keratinase from a hornmeal-degrading Bacillus substilis MTCC (9102). World J. Microbiol. Biotechnol., 24: 2741-2745. - 38 -

BOCKLE, B., GALUNSKY, B., and MULLER, R., 1995. Characterization of a keratinolytic serine proteinase from Streptomyces pactum DSM 40530. Applied and Environmental Microbiology, 61(10): 3705-3710. BRANDELLI, A., DAROIT, D. J., RIFFEL, A., 2010. Biochemical features of microbial keratinases and their production and applications. Appl. Microbiol. Biotechnol., 85: 1735 1750. CHENG, S-W., HU, H-M., SHEN, S-W., TAKAGI, H., ASANO, M., and TSAI, Y-C., 1995. Production and characterization of keratinase of a featherdegrading Bacillus licheniformis PWD-1. Biosci. Biotech. Biochem., 59(12): 2239-2243. CORREA, A. P. F., DAROIT, D. J., BRANDELLI, A., 2010. Characterization of a keratinase produced by Bacillus sp. P7 isolated from an Amazonian environment. International Biodeterioration and Biodegredation, 64: 1-6. ESAWY, M. A., 2007. Isolation and Partial Characterization of extracellular keratinase from a novel mesophilic Streptomyces albus AZA. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 3(6): 808-817. GRADISAR, H., KERN, S., FRIEDRICH, J., 2000. Keratinase of Doratomyces microsporus. Appl. Microbiol. Biotechnol., 53:196-200. HOQ, MD. M., SIDDIQUEE, K. A. Z., KAWASAKI, H., and SEKI, T., 2005. Keratinolytic activity of some newly isolated Bacillus species. Journal of Biological Sciences, 5(2): 193-200. KIM, J. M., LIM, W. J., and SUH, H. J., 2001. Feather-degrading Bacillus species from poultry waste. Process Biochemistry, 37: 287-291. KORKMAZ, H., UNALDI, M. N., ASLAN, B., CORAL, G., ARIKAN, B., DINCER, S., COLAK, O., 2003. Keratinolytic Activity of Streptomyces strain BA7, a new isolate from Turkey. Annals of Microbiology, 53: 85-93. KORKMAZ, H., HUR, H., DINCER, S., 2004. Characterization of alkaline keratinase of Bacillus licheniformis strain HK-1from poultry waste. Annals of Microbiology, 54(2): 201-211. LATEEF, A., OLOKE, J. K., KANA, E. B. G., SOBOWALE, B. O., AJAO, S. O., BELLO, B. Y., 2010. Keratinolytic activities of a new feather-degrading isolate of Bacillus cereus LAU 08 isolated from Nigerian soil. International Biodeterioration & Biodegradation, 64: 162-165. LEE, H., SUH, D. B., HWANG, J. H., and SUH, H. J., 2002. Characterization of a Keratinolytic Metalloprotease from Bacillus sp. SCB-3. Applied Biochemistry and Biotechnology, 97: 123-133. LEE, Y. J., KIM, J. H., KIM, H. K., and LEE, J. S., 2004. Production of characterization of keratinase from Paracoccus sp. WJ-98. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 9: 17-22. LETOURNEAU, F., SOUSSOTTE, V., BRESSOLLIER, P., BRANLAND, P., and VERNEUIL, B., 1998. Keratinolytic activity of Sterptomyces sp. S.K1-02: a new isolated strain. Letters in Applied Microbiology, 26 (1): 77-80. MOHAMEDIN, A. H., 1999. Isolation, identification and some cultural conditions of a protease-producing thermophilic Streptomyces strain grown on chicken - 39 -

feather as a substrate. International Biodeterioration & Biodegredation, 43 (1-2): 13-21. PAUL, D., RAHMAN, A., ILIAS, M., and HOQ, M. M., 2007. Production and characterization of keratinolytic protease of Bacillus licheniformis MZK- 03 grown on feather mill. Bangladesh J. Microbiol, 24: 57-61. RAJU, K. C., NEOGI, U., SAUMYA, R., and GOUD, N. R., 2007. Studies on extra cellular enzyme keratinase dermatophyte Microsporum gypseum. International Journal of Biological Chemistry, 1(3): 174-178. RIFFEL, A., LUCAS, F., HEEB, P., BRANDELLI, A., 2003. Characterization of a new keratinolytic bacterium that completely degrades native feather keratin. Arch. Microbiol., 179 (8): 258-265. SUNTORNSUK, W., and SUNTORNSUK, L., 2003. Feather Degradation by Bacillus sp. FK 46 in Submerged Cultivation. Bioresource Technology, 86 (3): 239-243. TEMIZKAN, G., ve ARDA, N., 2008. Moleküler Biyolojide Kullanılan Yöntemler. Nobel Tıp Kitabevi, 3. Baskı. İstanbul. - 40 -