http://www.TurkJBiochem.com ISSN 1303–829X (electronic) 0250–4685 (printed) 329 Purification and characterization of a pH and heat stable esterase from Geobacillus sp. TF17 [pH ve ısıl kararlı bir esterazın Geobacillus sp. TF17 suşundan saflaştırılması ve karakterizasyonu] Research Article [Araştırma Makalesi] Yayın tarihi 30 Eylül, 2013 © TurkJBiochem.com [Published online 30 September, 2013] Çiğdem Ayna, Yakup Kolcuoğlu, Fulya Öz, Ahmet Colak, Nagihan Sağlam Ertunga Department of Chemistry, Karadeniz Technical University, 61080 Trabzon, Turkey Yazışma Adresi [Correspondence Address] Ahmet Colak Department of Chemistry, Karadeniz Technical University, 61080 Trabzon, Turkey Tel. +90-(462)-3772489 Fax. +90-(462)-3253196 E-mail. acolak@ktu.edu.tr Registered: 8 October 2012; Accepted: 1 August 2013 [Kayıt Tarihi: 8 Ekim 2012; Kabul Tarihi: 1 Ağustos 2013] ABSTRACT Objective: To purify and characterize an esterase from a thermophilic bacterium, Geobacillus sp. TF17. Methods: The crude esterase was purified by using acetone precipitation and ion exchange choromatography methods and characterized. Results: The optimum temperature and pH of the enzyme were found to be 50°C and 7.5, respectively. The purified enzyme was extremely stable in the range of pH 4.0-9.0 after 72 hour incubation at 4°C. The thermal stability profile shows that this enzyme is stable in the range of 30-50°C after 72 h incubation. The K m and V max values for this esterase in the presence of p-nitrophenyl butyrate (pNPB) as substrate were found as 0.056 mM and 19.38 U/mg protein, respectively. The enzyme activity was inhibited more than about 60% in the presence of some organic solvents such as isopropanol and acetonitrile. Additionally, it was detected that some metal ions affect the enzyme activity at different ratio. Conclusion: An esterase was purified and characterized from Geobacillus sp. TF17. The pH and thermal stability of purified enzyme are quite high. The data obtained from this study show that the purified esterase has advantages for industrial or biotechnological applications in terms of especially its high thermal- and pH-stability. Key Words: Geobacillus, thermophile, esterase, characterization, pH stability, thermal stability Conflict of Interest: The authors declare that there was no conflict of interest in this work. ÖZET Amaç: Termofilik bir bakteri olan Geobacillus sp. TF17 suşundan esteraz enziminin saflaştırılması ve karakterize edilmesidir. Yöntemler: Ham enzim, aseton çöktürme ve iyon değişim kromatografisi metodları kullanılarak saflaştırıldı ve karakterize edildi. Bulgular: Saf enzimin optimum pH ve sıcaklığı sırasıyla 7,5 ve 50°C olarak bulunmuştur. Saf enzimin, 4°C’de pH 4,0-9,0 aralığında 72 saatlik inkübasyon süresi sonunda oldukça kararlı olduğu gözlenmiştir. Termal kararlılık eğrisi göstermektedir ki saf enzim, 30-50°C arasındaki sıcaklıklarda, 72 saat inkübasyon süresinden sonra kararlıdır. p-nitrofenil butirat (pNPB) substratı varlığında esteraz enziminin K m ve V max değerleri, sırasıyla, 0,056 mM ve 19,38 U/mg proteindir. İzopropanol ve asetonitril gibi bazı organik çözücülerin varlığında enzim aktivitesinin %60’ından fazlası inhibe olmuştur. Ayrıca bazı metal iyonlarının enzim aktivitesini farklı oranlarda etkilediği tespit edilmiştir. Sonuç: Geobacillus sp. TF17 suşundan bir esteraz saflaştırılmış ve karakterize edilmiştir. Saf enzimin pH ve ısıl kararlılığı oldukça yüksektir. Elde edilen veriler, özellikle termal ve pH kararlılığı dikkate alındığında enzimin endüstriyel ya da biyoteknolojik uygulamalar açısından avantajlı olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Geobacillus, termofil, esteraz, karakterizasyon, pH kararlılık, ısıl kararlılık Çıkar Çatışması: Yazarlar çıkar çatışması bulunmadığını beyan eder. doi: 10.5505/tjb.2013.36035