Türkiye topraklarından izole edilmiş Bacillus sp. suşlarından selülaz enzim üretiminin taranması, besinsel optimizasyon, enzimin kısmi saflaştırılması, karakterizasyonu ve yünlü kumaştaki bitki atıklarının giderilmesinde etkinliği

Abstract

Bu çalışmada daha önceden topraktan izole edilmiş toplam 100 adet Bacillus sp. suşları selülaz enzim kapasiteleri bakımından taranmıştır. Toplam 54 Bacillus sp. suşu ekstraselüler selülaz üreticisi olarak bulunmuştur. En iyi selülaz üreten suş 16S rRNA ile tanımlandı ve Bacillus substilis 171ES olarak adlandırıldı. Bu yeni izolat 3 farklı içerikli sıvı ortamda enzim üretim kapasitesi kantitatif olarak test edilmiştir. Besinsel faktörler arasında en iyi karbon kaynağı olarak maltoz, en iyi nitrojen kaynağı olarak yağsız süt tozu ve en iyi metal iyonu olarak LiSO4 olarak belirlenmiştir. 171ES suşu, besinsel koşulları optimize ederek elde edilen modifiye ortamda enzim üretiminde 6,6 katlık artış göstermiştir. Kısmen saflaştırılmış enzimin optimum sıcaklığı ve pH değeri, sırasıyla 50°C ve 7.0 olarak berlirlenmiştir. Termostabilite çalışmaları, enzimin termostabil olduğunu göstermiştir. MnSO4 ve BaCl2, enzim aktivitesi üzerinde aktifleştirici bir etkiye sahipti. Vmax ve Km kinetik değerleri sırasıyla 63,7 U/ml ve 0,0064 mM olarak bulunmuştur. Moleküler ağırlık yaklaşık 73 kDa olarak belirlenmiştir. Ham enzim aktivitesinin -20ºC'de 90 güne kadar stabil kaldığı bulunmuştur. Enzimin yünlü kumaşlardan bitkisel atıkların giderilme potansiyeli araştırılmış ve enzimin etkili olduğu saptanmıştır. Yeni izole edilen 171ES bakterisinin selülazı başta tekstil sanayi olmak üzere diğer sanayilerde kullanma potansiyele sahip olabilir.

In this study, 54 out of 100 Bacillus sp. strains were found as extracellular cellulase producers. The best cellulase producing strain was identified by 16S rRNA as Bacillus substilis and named 171ES. This new isolate was quantitatively tested for enzyme production capacity in 3 different liquid media. Maltose was determined as the best carbon source, skim milk powder as the best nitrogen source and LiSO4 as the best metal ion. 171ES strain showed a 6,6 fold increase in enzyme production in the modified medium created by optimizing nutritional conditions. Optimum temperature and pH of the partially purified enzyme were 50°C and 7.0, respectively. Thermostability studies showed that the enzyme is thermostable. MnSO4 and BaCl2 ions had an activating effect on enzyme activity. Vmax and Km kinetic values of the enzyme were found to be 63,7 U/ml and 0,0064 mM, respectively. The molecular weight of the enzyme was determined to be 73 kDa. The potential of the enzyme to remove vegetable waste from woolen fabrics was investigated and the enzyme was found to be effective. Cellulase produced by 171ES bacteria may have the potential to be used in the textile industry among many other industries.