Zeitschrift für Thermodynamik und Katalyse
Offener Zugang

Abstrakt

Thermostabilitätsstudien der Glucose-Isomerase von Streptomyces roseiscleroticus

Okwuenu Prosper Chinyelum, Oparaji Emeka Henry, Onosakponome Iruoghene

Ziel dieser Studie war die Untersuchung der kinetischen und thermodynamischen Eigenschaften der 
Glucoseisomerase von Streptomyces roseiscleroticus sowie die Untersuchung der Wirkung einiger Konzentrationen zweiwertiger Metallionen (Mg2+, Mn2+, Co2+, Cu2+, Ca2+ und Zn2+) 
auf die Glucoseisomeraseaktivität. Glucoseisomerase wurde aus Streptomyces roseiscleroticus 
mithilfe eines untergetauchten Fermentationssystems hergestellt. Die rohe Glucoseisomerase wurde 6,55-fach gereinigt und wies 
nach Ammoniumsulfatfällung (80 % Sättigung), Dialyse, 
Ionenaustauschchromatographie (DEAE-Cellulose) und Gelfiltration (Sephadex-G100) eine spezifische Aktivität von 696 U/mg Protein und eine prozentuale Ausbeute von 2,17 auf. Die gereinigte Glucoseisomerase 
hatte einen optimalen pH-Wert und eine optimale Temperatur von 7,5 bzw. 60 °C. Zur Untersuchung der kinetischen und thermodynamischen Eigenschaften des Enzyms wurde eine einfache Reaktion erster Ordnung 
verwendet, die eine biphasische Thermoinaktivierungskurve annimmt. 
Es wurde eine Aktivierungsenergie der Denaturierung (Ea) von 19,845 KJ/mol mit einem Z-Wert von 0,0073 ermittelt. Thermodynamische 
Parameter zeigten, dass die Aktivierungsenthalpie der Denaturierung (∆H) 17,243, 17,160, 17,077, 16,993 und 
16,911 KJ/mol bei 303 °K, 323 °K, 333 °K, 343 °K und 353 °K betrug. Die Gibbs-Freienergiewerte waren bei allen untersuchten Temperaturen größer  als Null (∆G>0), während die Inaktivierungsentropie bei allen untersuchten Temperaturen
kleiner als Null (ΔS<0) war  .
Studien über die Wirkung zweiwertiger Metallionen auf die Glucoseisomeraseaktivität zeigten, 
dass Mg2+, Mn2+, Co2+ und Cu2+ die Glucoseisomeraseaktivität bei zunehmender Konzentration steigerten, während Ca2+ und 
Zn2+ die Glucoseisomeraseaktivität verringerten, wobei Ca2+ bei allen Konzentrationen die größte Hemmung zeigte. Diese 
Ergebnisse zeigen, dass die Glucoseisomerase von Streptomyces roseiscleroticus ein stabiles Enzym ist und für 
industrielle Zwecke und Anwendungen nützlich sein könnte, insbesondere für die Zuckersirupproduktion und die Bioethanolfermentation.