Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2006
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DENİZ MUTLU
Danışman: ZEKİYE SERPİL TAKAÇ
Özet:Candida rugosa lipazı (CRL) biyokatalizörlüğünde rasemik Naproksen metil esterden iki fazlı sistemde S-Naproksen üretiminde; çözücü türü, tampon/çözücü hacim oranı (T/Ç), pH, sıcaklık, substrat derişimi, enzim derişimi, karıştırma hızı ve katkı maddeleri ilavesinin enantiyoseçimlilik ve aktivite üzerine etkileri incelenmiştir. Çözücü olarak izooktan, hekzan, siklohekzan ve toluen kullanılmış; 120 st sonunda en yüksek enantiyomerik aşırılık (ees ve eep), enantiyomerik oran (E) ve dönüşüm (x) değerlerine sırasıyla %91.3, %95.2 130.3 ve %48.9 olarak log P değeri en yüksek çözücü olan izooktan varlığında ulaşılmıştır. Aynı çözücülerin CRL'nin hidrolitik aktivitesi üzerine etkileri incelendiği zaman da en yüksek aktivite izooktan varlığında elde edilmiştir. Tampon/çözücü hacim oranının S-Naproksen üretimine etkisi izooktan varlığında T/Ç= 2, 1/2, 1 ve 1/8 değerlerinde incelenmiş ve 120 st sonunda en yüksek ees, eep, E and x değerleri sırasıyla %97.1 (T/Ç=2), %95.2 (T/Ç=1/2), 133.5 (T/Ç=1) ve %50 (T/Ç=2) olarak bulunmuştur. T/Ç oranının CRL enziminin hidrolitik aktivitesine etkisi ise 2 ve 1/2 değerlerinde incelenmiş ve her çözücü için T/Ç=2'de elde edilen aktivitenin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Sulu tampon fazı pH'ının S-Naproksen üretimine etkisi pH=4, 6, 7.5 ve 9 değerlerinde incelenmiş; pH=4 en yüksek enantiyoseçimliliği veren pH olarak bulunmuştur. pH=4'de 120 st sonunda elde edilen ees, eep, E ve x sırasıyla %95.9, %94.4, 135.4 ve %50'dir. pH'ın CRL'nin hidrolitik aktivitesi üzerine etkisinde ise en yüksek aktivite pH=7.5'da, en düşük aktivite pH=9'da elde edilmiştir. Sıcaklığın S-Naproksen üretim tepkimesindeki enantiyoseçimliliğe ve CRL aktivitesine etkisi T=30, 37, 45 ve 50ºC'de incelenmiş; 120 st sonunda en yüksek değerler ees, eep, E ve x için sırasıyla %95.3, % 94.4, 131.2 ve %50 olarak T=45ºC'de gözlenmiştir. CRL'nin hidrolitik aktivitesi ise 24 st sonunda 37ºC'de en yüksek, 50ºC'de en düşük bulunmuştur. Hidroliz tepkimesinin girdisi rasemik Naproksen metil ester derişiminin enantiyoseçimliliğe etkisi 5, 7.5, 10 ve 15 g dm-3 derişimlerinde incelenmiş ve en yüksek ees, eep, E ve x sırasıyla %95.74, %92.5, 99.3 ve %50.3 olarak 10 g dm-3'de elde edilmiştir. CRL enzim derişiminin S-Naproksen üretimine etkisi ise 0.01, 0.02, 0,04 ve 0,06 g cm-3 değerlerinde incelenerek 120 st sonunda en yüksek değerler ees, eep, E ve x için sırasıyla %96.3 (0.06 g cm-3), %96.5 (0.01 g cm-3), 157.8 (0.01 g cm-3 ) ve %54.3 (0.06 g cm-3) olarak bulunmuştur. N=200, 250 ve 300 rpm karıştırma hızlarında gerçekleştirilen tepkimede 120 st sonunda elde edilen en yüksek değerler ees, eep, E ve x için sırasıyla %93.6 (250 rpm), % 95.3 (250 rpm), 122.3 (200 rpm) ve %51.2 (300 rpm)'dir. NaCl, LiCl, KCl, ZnCl2, MgCl2, Trietilamin ve Triton-X 100 gibi katkı maddelerinin tepkime ortamına katılmasıyla dönüşüm artmasına rağmen enantiyoseçimlilik azalmıştır. Abstract The effects of organic solvent type, volume ratio of aqueous phase/organic solvent (A/O), aqueous phase pH, temperature, substrate concentration, enzyme concentration, agitation rate, and additives on the enantioselectivity and activity of Candida rugosa lipase (CRL) in the production of S-Naproxen by the hydrolysis of racemic Naproxen methyl ester in biphasic system were investigated. Isooctane, hexane, cyclohexane and toluene were used as solvents and the highest enantiomeric excess (ees and eep), enantiomeric ratio (E), and conversion (x) were obtained in the presence of isooctane as 91.3%, 95.2%, 130.3, and 48.9%, respectively, at the residence time of 120 h. The highest hydrolytic activity was also observed when isooctane was used as organic solvent, which was followed by cyclohexane, hexane, and toluene in sequence. The effect of aqueous phase/organic solvent volume ratio on the hydrolysis of racemic Naproxen methyl ester was investigated for A/O (v/v) = 1/8, 1/2, 1 and 2 values by using isooctane as organic solvent. The highest ees, eep, E, and x obtained at the residence time of 120 h were 97.1% (A/O=2), 95.2% (A/O=1/2), 133.5 (A/O=1), and 50% (A/O=2), respectively. The variations in hydrolytic activity and stability were investigated for A/O=1/2 and A/O=2. The activity of A/O=2 is greater than A/O=1/2 for all organic solvents. Hydrolysis of racemic Naproxen methyl ester was carried out in the aqueous phase/isooctane biphasic system (A/O=2) for the aqueous phase pH values of 4, 6, 7.5 and 9. pH=4 led to the highest enantioselectivity. The highest ees, eep, E and x achieved at pH=4 as 95.9%, 94.4%, 135.4 and 50%, respectively, at the residence time of 120 h. On the other hand, the highest and lowest hydrolytic activity of CRL were obtained at pH=7.5 and pH=9, respectively. The effect of temperature on the S-Naproxen production was investigated for T=30, 37, 45 and 50ºC; and the highest ees, eep, E, and x were obtained at 45oC. The ees, eep, E and x values achieved at T=45ºC were 95.9%, 94.4%, 135.4 and 50%, respectively, at the residence time of 120 h. However, the highest and lowest activities of CRL were observed at 37 and 50ºC, respectively. The influence of substrate concentration was investigated for 5, 7.5, 10 and 15 g dm-3. The highest ees, eep, E and x values were achieved for 10 g dm-3 substrate concentration. The effect of enzyme concentration was investigated for 0.01, 0.02, 0,04 and 0,06 g cm-3 and the highest ees, eep, E and x values achieved were 96.3% (0.06 g cm-3), 96.5% (0.01 g cm-3), 157.8 (0.01 g cm-3) and 54.3% (0.06 g cm-3), respectively. The effect of agitation rate was investigated for N=200, 250 ve 300 rpm. The highest ees, eep, E and x values obtained at the 120 h of residence time were 93.6% (250 rpm), 95.3% (250 rpm), 122.3 (200 rpm) and 51.2% (300 rpm), respectively. Using additives such as NaCl, LiCl, KCl, ZnCl2, MgCl2, trietilamine and Triton-X 100 increased the conversion; however, decreased the enantioselectivity.