Purification and characterization of a pH and heat stable esterase from Geobacillus sp. TF17

pH ve ısıl kararlı bir esterazın Geobacillus sp. TF17 suşundan saflaştırılması ve karakterizasyonu

Nagihan Sağlam ERTUNGA, Ahmet COLAK, Fulya ÖZ, Yakup KOLCUOĞLU, Çiğdem AYNA

Abstract

Objective: To purify and characterize an esterase from a thermophilic bacterium, Geobacillus sp. TF17.Methods: The crude esterase was purified by using acetone precipitation and ion exchange choromatography methods and characterized.Results: The optimum temperature and pH of the enzyme were found to be 50°C and 7.5, respectively. The purified enzyme was extremely stable in the range of pH 4.0-9.0 after 72 hour incubation at 4°C. The thermal stability profile shows that this enzyme is stable in the range of 30-50°C after 72 h incubation. The Km and Vmax values for this esterase in the presence of p-nitrophenyl butyrate (pNPB) as substrate were found as 0.056 mM and 19.38 U/mg protein, respectively. The enzyme activity was inhibited more than about 60% in the presence of some organic solvents such as isopropanol and acetonitrile. Additionally, it was detected that some metal ions affect the enzyme activity at different ratio.Conclusion: An esterase was purified and characterized from Geobacillus sp. TF17. The pH and thermal stability of purified enzyme are quite high. The data obtained from this study show that the purified esterase has advantages for industrial or biotechnological applications in terms of especially its high thermal- and pH-stability

Özet

Amaç: Termofilik bir bakteri olan Geobacillus sp. TF17 suşundan esteraz enziminin saflaştırılması ve karakterize edilmesidir.Yöntemler: Ham enzim, aseton çöktürme ve iyon değişim kromatografisi metodları kullanılarak saflaştırıldı ve karakterize edildi.Bulgular: Saf enzimin optimum pH ve sıcaklığı sırasıyla 7,5 ve 50°C olarak bulunmuştur. Saf enzimin, 4°C'de pH 4,0-9,0 aralığında 72 saatlik inkübasyon süresi sonunda oldukça kararlı olduğu gözlenmiştir. Termal kararlılık eğrisi göstermektedir ki saf enzim, 30-50°C arasındaki sıcaklıklarda, 72 saat inkübasyon süresinden sonra kararlıdır. p-nitrofenil butirat (pNPB) substratı varlığında esteraz enziminin Km ve Vmax değerleri, sırasıyla, 0,056 mM ve 19,38 U/mg proteindir. İzopropanol ve asetonitril gibi bazı organik çözücülerin varlığında enzim aktivitesinin %60'ından fazlası inhibe olmuştur. Ayrıca bazı metal iyonlarının enzim aktivitesini farklı oranlarda etkilediği tespit edilmiştir.Sonuç: Geobacillus sp. TF17 suşundan bir esteraz saflaştırılmış ve karakterize edilmiştir. Saf enzimin pH ve ısıl kararlılığı oldukça yüksektir. Elde edilen veriler, özellikle termal ve pH kararlılığı dikkate alındığında enzimin endüstriyel ya da biyoteknolojik uygulamalar açısından avantajlı olduğunu göstermektedir