Ligninolitik Enzim Ekstraksiyonu için Yöntem Seçimi

Farklı Gelişim Dönemlerinde Pleurotus ostreatus Kompostundan Ligninolitik Enzim Ekstraksiyonu İçin Uygun Yöntem Seçimi

Lignoselülozik atıklar mikrobiyal saldırı ve parçalanmaya karşı oldukça dirençli yapısal bileşenlerdir. Beyaz çürükçül funguslar, bu dirençli bileşenin degradasyon ve mineralizasyonunu başarılı biçimde gerçekleştirebilirler. Bu çalışmada fungusunun atık kompostu ligninolitik enzim kaynağı olarak kullanılmıştır.

Enzim Ekstraksiyonu

Pleurotus ostreatus türünün lignin

peroksidaz üretmemesine karşın, lakkaz ve

mangan peroksidaz' ın yanı sıra az sayıda

makrofungus türünde görülen bir özellik olmak üzere iyi bir versatil peroksidaz (mangan bağımsız peroksidaz) üreticisi olduğu bilinmektedir.

Lignin degradasyonu ile ilgili enzim

sisteminin en önemli enzimleri lakkaz, lignin

peroksidaz, mangan peroksidaz ve bazı

funguslarda versatil peroksidaz enzimleridir. Bu

enzimler polifenoller, sentetik boyalar, aromatik

aminler ve polisiklik aromatik hidrokarbonlar gibi

substratları kapsayan çok geniş bir substrat

spektrumuna sahiptir. Ayrıca fenolik olmayan

birçok substratı da kullanabildiği bilinmektedir.

Pleurotus ostreatus, yaygın bir yenilebilen mantar türüdür. Kavak mantarları ayrıca sanayide ve diğer alanlarda mantarındırma amacıyla kullanılır.

Lignoselüloz yapısını oluşturan lignin, hemiselüloz ve selüloz' un makrofungus tarafından kendileştirilerek fungal biyomasa dönüştürülebilmesi için öncelikle fungus tarafından kolaylıkla kullanabilir form olan düşük molekül ağırlıklı bileşiklere dönüşmesi gerekmektedir. Bu dönüşüm, bir ön fermentasyon aşaması sırasında diğer mikroorganizmalar tarafından ya da beyaz çürükçül funguslarda olduğu gibi bir ön fermentasyon aşamasına gerek kalmaksızın fungusun kendisi tarafından hücre dışı sindirim enzimleri ile gerçekleştirilir.

Bu nedenle atık mantar kompostları;

• büyütülen fungusun miselleri,
• kullanılmamış lignoselülozik materyaller ve
• kolonize olmuş mikrobiyal biota üyelerinin yanı sıra büyüme sırasında üretilen hücre dışı enzimleri de içeren kompleks bir bileşimdir.

Kavak mantarı bir ilaç mantar olarak düşünülebilir, çünkü içerisinde statin türü bileşenler içermektedir bunlardan biri olan lovastatin kolestrolü düşürür.

Ekstraksiyon verimliliğini karşılaştırmak amacıyla distile su, fizyolojik tuzlu su (%0.9 NaCl), 50 mM Na-asetat (pH: 4.6), 50 mM Na-sitrat (pH:4.8), %0,5 v/v Triton X100 ve 50 mM fosfat tamponu (pH: 5.8) olmak üzere 6 farklı ekstraksiyon sıvısı kullanmıştır.

Tüm sonuçların birlikte değerlendirilmesi

sonucunda distile su, (MnP - primordium dönemi

dışında) tüm dönemlerdeki tüm enzim aktiviteleri

için istatistiksel anlamda en başarılı grup içinde

yer almıştır.

Doğal ortamda, ölü bitki artıkları üzerinde saprofit olarak; veya canlı bitkilerde, genellikle odunlarda parazit olarak yaşarlar. Lignin, selüloz ve hemiselülozları parçalayabilen özellikleriyle, kısmen ya da tamamen çürümüş, devrilmiş kayın, kavak, kızılağaç ve akça ağaç gibi pek çok ağaç kütükleri üzerinde doğal olarak kolayca yetişmektedir.

Enzim Aktivite Tayinleri

Makrofungusların ticari boyutlu üretimleri

için substrat olarak en fazla lignoselüloz içerikli

bitkisel materyaller kullanılır. Yetiştirilecek olan

makrofungus türünün kompostun lignoselülozik

bileşenlerini kullanabilmesi için selülaz, hemüselülaz ve lignin depolimerize edici enzimlerin bir ya da birkaçına sahip olması gerekmektedir. Lignin depolimerize edici enzimler karpofor üretimi için vazgeçilmez olsa da maksimum enzim üretim zamanı türlere göre değişebilmektedir Sonuç olarak karpofor hasatı sonrasında açığa çıkan atık mantar kompostu, lignin depolimerize edici enzimlerin yanı sıra hemiselülaz ve selülaz gibi enzimlerin önemli bir kaynağıdır .

Lignin depolimerize edici enzimlerin polifenoller, aromatik aminler, polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve fenolik olmayan birçok substratı kapsayan çok geniş bir substrat spektrumu vardır. Bu özellikleri nedeni ile fungal ligninolitik enzimlerin zeytinyağı atık sularının fenol ve renk giderimi, tekstil atık sularının renk giderimi, azo, trifenil ve heterosiklik boyaların degradasyonu, pentaklorofenollerin giderimi, atık su ve kontamine toprakların remediasyonu gibi önemli uygulama alanları vardır.

Lakkaz ve mangan peroksidaz

enzimlerinin primordium oluşumu sırasında,

versatil peroksidaz enziminin ise vejetatif gelişim

sırasında maksimum üretildiği görülmektedir.

Her ne kadar farklı ekstraksiyon sıvıları arasında

farklı enzim aktivite değerleri elde edilmiş olsa

da, bu durum tüm ekstraksiyon sıvıları için

geçerlidir.

Makrofungusların yapay kültür ortamlarında

üretimleri sırasında vejetatif misel gelişim

dönemi ve fruktifikasyon dönemi olmak üzere iki farklı dönem söz konusudur. Vejetatif misel gelişim döneminde fungus miseli substrat üzerinde kolonize olur. Çevresel koşulların değişimi ile fruktifikasyon dönemine geçilerek fungusun karpoforu üretilmiş olur. Bu farklı dönemlerde üretilen enzimler, her fungus türü için nicelik ve nitelik açısından farklılık gösterir.

Cansu BAYBURT Ayşe Betül KARADUMAN Uğur ÇELİK Mustafa YAMAÇ

LTS Özel Gıda Kontrol Laboratuvarı, Etap İş Merkezi, Acıbadem, Kadıköy, İSTANBUL

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ESKİŞEHİR

İzzet Baysal Cad. Güler 2 İş Hanı, No: 88/9, Merkez, BOLU

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, ESKİŞEHİR