Toprak, Esma; Güleşci, Nuri

Catalase (EC 1.11.1.6), an antioxidant enzyme, breaks down reactive oxygen species, hydrogen peroxide (H2O2), into water and oxygen. In this study, the partial purification of catalase was obtained from Thymus nummularius M. Bieb. through ammonium sulfate (NH4)2SO4 precipitation, dialysis, and desalting/buffer exchange by using a PD-10 Sephadex G-25 M column. The isolated enzyme had a specific activity of 1294.45 U/mg protein and a purification fold of 7.80. The SDS-PAGE analysis indicated a molecular weight ranging between 37 and 50 kDa. The optimal pH and temperature for catalase activity were determined to be pH 8.0 and 25 °C, respectively. The kinetic parameters, maximum velocity (Vmax) 277.78 U/mL and Michaelis constant (KM) 34.17 mM were estimated from Lineweaver-Burk plots. Furthermore, catalase activity was evaluated at glucose concentrations ranging between 25 and 500 ppm. Enzyme activity increased at 25–100 ppm, significantly decreased at 250 ppm, and then increased again at 500 ppm. These results suggest that glucose may modulate catalase activity in a concentration-dependent manner. Even though the exact regulatory mechanism remains unclear, this effect could have potential implications for glucose-sensitive metabolic systems.

Esma Toprak

Geçmişten günümüze hastalıkların doğal tedavisinde kullanılan bitkiler, içerdikleri biyoaktif fenolik bileşenler sayesinde geleneksel tıbbın yanı sıra ilaç endüstrisinin de odak noktası olmuştur. Katalaz enzimi, biyolojik ve biyokimyasal sistemlerde antioksidan özelliğinden dolayı zarar verici bir yapıya sahip olan yükseltgen hidrojen peroksidi (H2O2) ortamdan uzaklaştırarak hücreyi korur. Bu çalışmada; katalaz enzimi Thymus nummularius (Yayla Kekiği) bitkisinden saflaştırılarak, kinetik özellikleri (Km, Vmax), termal ve depolama kararlılıkları araştırılmış, optimum sıcaklığı, optimum pH'ı belirlenmiş ve SDS-PAGE elektroforezi ile molekül ağırlığı tespit edilmiştir. Ham katalaz ekstraktında toplam protein miktarı 6.150 mg/mL, toplam spesifik aktivite değeri 161.50 U/mg protein olduğu tespit edilmiştir. Amonyum sülfat kullanılarak oluşturulan çöktürmede en yüksek aktivite %70'lik tuz derişiminde görülmüştür. Protein tayini sonucunda bulunan toplam protein miktarı 2.350 mg/mL, toplam spesifik aktivite değeri 236.73 U/mg proteindir. PD-10 kolon kromatografisinden sonra protein tayini yapılmış ve toplam protein miktarı 0.156 mg/mL, toplam spesifik aktivite değeri 1260.96 U/mg prot. olduğu görülmüştür. Bu işlem sonunda CAT enzimi 7.81 kat saflaştırılmıştır. Enzimin optimum pH ve sıcaklık çalışmaları sonucunda; optimum pH 8.0; optimum sıcaklık 25 °C olarak tespit edilmiştir. Termal kararlılıkları mukayese edildiğinde; 40 °C'de 24 saat bitiminde enzim aktivitesinin %18.99'unu muhafaza ederken, 25 °C'de ise enzim aktivitesinin %40.51'ini muhafaza ettiği tespit edilmiştir. Depolama kararlılığı için 4 °C'de çalışılmış ve 15 gün sonunda katalaz enzim aktivitesinin %5.96'sını muhafaza ettiği belirlenmiştir. Km değerinin 38.151 mM ve Vmax değerinin 303.03 U/mg protein olduğu tespit edilmiştir. SDS-PAGE elektroforez işleminden sonra enzimin molekül ağırlığı 42 ile 52 kDa aralığında olduğu tespit edilmiştir.