مدلسازی رفتار سینتیکی آنزیم گلوکز اکسیداز تثبیت شده در حامل کتیرا

فصلنامه بیولوژی کاربردی

مقاله 5، دوره 7، شماره 25 - شماره پیاپی 1، خرداد 1396، صفحه 21-30   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گلنار ساری^{* 1}؛ مریم اوتادی²

¹دانشجو

²استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، تهران، ایران

چکیده

آنزیم گلوکزاکسیداز از آنزیم‌های پر مصرف در صنعت است و در گروه اکسیدوردکتازها قرار دارد. آنزیم گلوکزاکسیداز کاتالیزور واکنش تبدیل گلوکز به گلوکونیک اسید و آب اکسیژنه است. در این تحقیق، ابتدا آنزیم گلوکز اکسیداز، عملکرد و ساختمان آن، پلیمر کتیرا، روشهای تثبیت آنزیمی و روش‌های مختلف مدل‌سازی آماری معرفی شده است. برای بررسی فعالیت آنزیم گلوکز اکسیداز با استفاده از طراحی آزمایش‌ها (DOE) با روش پاسخ سطح (RSM)، از نتایج 19 آزمایش انجام شده در تحقیق قبلی استفاده شد. برای مدل‌سازی و بهینه‌سازی فعالیت آنزیمی از 3 متغیر pH، دما و زمان تثبیت با استفاده از نرم‌افزار Design Expert استفاده شده است. سپس بر اساس مدلسازی آماری، تابعی برای میزان فعالیت آنزیم گلوکز اکسیداز تثبیت‌ شده در حامل کتیرا بر حسب 3 متغیر انتخابی ارائه شده است. بر طبق نتایج به دست آمده هر سه متغیر مورد بررسی در فعالیت آنزیم گلوکز اکسیداز تثبیت‌ شده قویاً اثرگذار بوده‌اند و همچنین اثرات تداخلی آنها نیز تأثیرگذار بوده است. با استفاده از روش پاسخ سطح، بهینه‌سازی فعالیت آنزیمی انجام شد. شرایط بهینه برای بیشترین میزان فعالیت آنزیم گلوکزاکسیداز در pH برابر 98/5، دمای 37 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان تثبیت 33/28 دقیقه تعیین شد که در این حالت ماکزیمم میزان فعالیت آنزیم گلوکزاکسیداز تثبیت‌شده به میزان μmol/min 2/1116 به دست آمد. از طرفی مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل نشان داد که نتایج به دست آمده از مدل موجود با نتایج آزمایشگاهی سازگاری خوبی داشته است و برای این تحقیق، متوسط خطا 2% محاسبه شده است.

کلیدواژه‌ها

آنزیم و فعالیت آنزیمی؛ مدلسازی آنزیمی؛ سینتیک آنزیمی؛ گلوکز اکسیداز؛ آنزیم تثبیت شده

مراجع