Dergiler / Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2019 / Cilt: 23 - Sayı: 3

Horseradish Peroksidaz Enziminin TiO2-COOH Nanopartiküller Üzerine İmmobilizasyon Koşullarının Box-Behnken Metodu ile Optimize Edilmesi

Optimization of the Immobilization Conditions of Horseradish Peroxidase on TiO2-COOH nanoparticles by Box-Behnken Design

Sayfa
904–916
Yayın Tarihi
2019-12-25
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca immobilize HRP 6 kez arka arakaya kullanım sonucunda başlangıç aktivitesinin %48’ini sürdürmüştür.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, TiO2 nanopartiküller hazırlandı ve 3-(3,4-dihidroksifenil) propiyonik asit ile –COOH fonksiyonelleştirildi.
📊
Temel Bulgular & Veri:A: enzim konsantrasyonu (0.5-1.5 mg/mL), B: immobilizasyon pH’sı (4.0-8.0), C: immobilizasyon sıcaklığı (4-50°C), D: immobilizasyon süresi (1-20 h)’ni içeren HRP’nin immobilizasyon koşulları yanıt yüzey yöntemi ve Box-Behnken dizayn kullanılarak optimize edildi.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca immobilize HRP 6 kez arka arakaya kullanım sonucunda başlangıç aktivitesinin %48’ini sürdürmüştür.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:İmmobilizasyon · Horseradish peroksidaz · TiO2 nanopartiküller

Özet

Bu çalışmada, TiO2 nanopartiküller hazırlandı ve 3-(3,4-dihidroksifenil) propiyonik asit ile –COOH fonksiyonelleştirildi. FTIR, TEM, EDS ve XRD ile nanopartiküllerin karakterizasyonu gerçekleştirildi. HRP elde edilen nanopartiküllerin üzerine EDC/NHS bağlama yolu ile immobilize edildi. A: enzim konsantrasyonu (0.5-1.5 mg/mL), B: immobilizasyon pH’sı (4.0-8.0), C: immobilizasyon sıcaklığı (4-50°C), D: immobilizasyon süresi (1-20 h)’ni içeren HRP’nin immobilizasyon koşulları yanıt yüzey yöntemi ve Box-Behnken dizayn kullanılarak optimize edildi. Optimize edilen immobilizasyon koşulları, immobilize HRP aktivitesi için 0.5 mg/mL HRP, pH 5.5, 40 °C ve 8 saat, protein bağlama verimi (%) için 1.5 mg/mL HRP, pH 4, 18°C ve 20 saat olarak belirlendi. Bu immobilizasyon koşullarında immobilize HRP için elde edilen deneysel değer 80.39 U ± 1.06 iken, protein bağlama verimi 94.25 ± 3.58%’dir. Bunun dışında serbest ve immobilize enzimin optimum sıcaklık ve pH değeri sırasıyla 50°C ve 4.0; 50°C ve 3.5 olarak belirlendi. 4°C’de 10 gün saklama sonunda immobilize HRP’nin başlangıç aktivitesinin %52’si kalmıştır. Ayrıca immobilize HRP 6 kez arka arakaya kullanım sonucunda başlangıç aktivitesinin %48’ini sürdürmüştür.

Abstract

In this study, TiO2 nanoparticles were prepared and -COOH functionalized with 3-(3,4-dihydroxyphenyl) propionic acid. The characterization of nanoparticles was performed by FTIR, TEM, EDS and XRD. HRP was immobilized on those nanoparticles by EDC/NHS coupling reaction. The immobilization conditions of HRP including A: enzyme concentration (0.5-1.5 mg/mL), B: immobilization pH (4.0-8.0), C: immobilization temperature (4-50°C), D: immobilization time (1-20 h) were optimized by response surface methodology and Box-Behnken design. The optimized immobilization conditions were identified as 0.5 mg/mL HRP, at pH 5.5, 40 °C for 8 h for activity of immobilized HRP, 1.5 mg/mL HRP, at pH 4 and 18°C for 20 h for protein binding yield (%). At these optimum conditions, the experimental value for the activity of immobilized HRP was 80.39 U ± 1.06; protein binding yield was 94.25 ± 3.58%. Moreover, the optimum temperature and pH of free and immobilized enzyme were determined as 50°C and 4.0; 50°C and 3.5, respectively. The activity of the immobilized HRP sustained 52% of its initial activity after 10 days storage at 4°C. Furthermore, the immobilized HRP sustained 48% of its initial activity after 6 consecutive reactions.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ŞAHİN, S. (2019). Horseradish Peroksidaz Enziminin TiO2-COOH Nanopartiküller Üzerine İmmobilizasyon Koşullarının Box-Behnken Metodu ile Optimize Edilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 23 - Sayı: 3, 904–916. https://ajindex.com/articles/701094

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Shivakumar, A., Bg, J., Mr, D., 2017. Role of Peroxidase in Clinical Assays: A Short Review. Journal of Clinical Nutrition & Dietetics, 03
  2. Lopes, G. R., Pinto, D. C. G. A., Silva, A. M. S., 2014. Horseradish peroxidase (HRP) as a tool in green chemistry. RSC Advances, 4. 37244-37265
  3. Mohammed, L., Gomaa, H. G., Ragab, D., Zhu, J., 2017. Magnetic nanoparticles for environmental and biomedical applications: A review. Particuology, 30. 1-14
  4. Monier, M., Ayad, D. M., Wei, Y., Sarhan, A. A., 2010. Immobilization of horseradish peroxidase on modified chitosan beads. International Journal of Biological Macromolecules, 46. 324-330
  5. Zhang, C., Cai, X., 2018. Immobilization of horseradish peroxidase on Fe3O4/nanotubes composites for Biocatalysis-degradation of phenol. Composite Interfaces, 26. 379-396
  6. Mohamed, S. A., Al-Malki, A. L., Kumosani, T. A., El-Shishtawy, R. M., 2013. Horseradish peroxidase and chitosan: activation, immobilization and comparative results. International Journal of Biological Macromolecules, 60. 295-300
  7. Datta, S., Christena, L. R., Rajaram, Y. R., 2013. Enzyme immobilization: an overview on techniques and support materials. 3 Biotech, 3. 1-9
  8. Aslani, E., Abri, A., Pazhang, M., 2018. Immobilization of trypsin onto Fe3O4@SiO2 -NH2 and study of its activity and stability. Colloids Surf B Biointerfaces, 170. 553-562
  9. Libertino, S., Scandurra, A., Aiello, V., Giannazzo, F., Sinatra, F., Renis, M., Fichera, M., 2007. Layer uniformity in glucose oxidase immobilization on SiO2 surfaces. Applied Surface Science, 253. 9116-9123
  10. Wu, H., Liang, Y., Shi, J., Wang, X., Yang, D., Jiang, Z., 2013. Enhanced stability of catalase covalently immobilized on functionalized titania submicrospheres. Materials Science and Engineering C, 33. 1438-1445
  11. Carp, O., 2004. Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Progress in Solid State Chemistry, 32. 33-177
  12. Wang, L., 2004. A novel hydrogen peroxide sensor based on horseradish peroxidase immobilized on colloidal Au modified ITO electrode. Electrochemistry Communications, 6. 225-229
  13. Yi, X., Huang-Xian, J., Hong-Yuan, C., 2000. Direct electrochemistry of horseradish peroxidase immobilized on a colloid/cysteamine-modified gold electrode. Analytical Biochemistry, 278. 22-28
  14. El-Nahass, M. N., El-Keiy, M. M., Ali, E. M. M., 2018. Immobilization of horseradish peroxidase into cubic mesoporous silicate, SBA-16 with high activity and enhanced stability. Int J