Grafen Oksitin Ksantin Oksidaz Aktivitesi Üzerine İn Vitro Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Grafen karbon atomlarının altıgen bir kafes şeklinde düzenlenmesi ile oluşan iki boyutlu bir yapıdır ve biyolojik sistemlerin de dahil olduğu çeşitli uygulama alanlarına sahiptir. Bu çalışmada grafen oksitin (GO) pürin katabolizmasında rol alan ksantin oksidaz (KO) enzim aktivitesi üzerine in vitro etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. GO' nun KO aktivitesi üzerine etkisini incelemek amacıyla 0.50, 1.00, 5.00 ve 10.00 ppm olmak üzere 4 farklı derişimde GO çözeltisi KO tepkime ortamına ilave edilmiş ve 5 farklı substrat (hipoksantin) derişiminde aktivite değerleri spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Km ve Vmax değerleri saptanmıştır. KO' nun Vmax değeri 0.83 µM Ürat/mgProtein/dakika, Km değeri 138.95 µM olarak hesaplanmıştır. Tepkime ortamına 0.50, 1.00, 5.00, 10.00 ppm GO eklendiğinde KO enzimin sırasıyla %36.1, 72.3, 77.1 ve 84.3 oranında inhibe olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, GO derişimi arttıkça enzimin hem Km hem de Vmax değerlerinde dikkate değer bir azalma olduğu ve substrat derişimi artırsak da enzim inhibisyonun devam ettiği tespit edilmiştir. Bu da inhibisyon tipinin unkompetetif olduğunu göstermektedir.

Graphene is a two-dimensional structure which consists of carbon atoms arranged in a hexagonal lattice and has various application fields including biological systems. In this study the in vitro effects of graphene oxide (GO) on the activity of xanthine oxidase (XO) enzyme which plays a role in purine catabolism was aimed to investigate. In order to examine the effect of GO on XO activity, 4 different concentrations GO solution including 0.50, 1.00, 5.00 and 10.00 ppm were added to the XO reaction medium and activity values were determined spectrophotometrically at 5 different substrate concentrations (hypoxanthine). Km ( Michaelis-Menten equation) and Vmax values were determined. Vmax amd Km ( Michaelis-Menten equation) values were calculated as 0.83 µM urate/mg protein/min and 138.95 µM, respectively. When 0.50, 1.00, 5.00, 10.00 ppm GO were added to the reaction medium, it was found that 36.1, 72.3, 77.1 and 84.3 percent of the XO enzyme activity was inhibited, respectively. In conclusion, a remarkable reduction was determined in both Vmax and Km values of the enzyme as the concentration of GO goes up and it was found that enzyme inhibition remain unchanged even if we increase the substrate concentration. It showed that the inhibition type is uncompetitive inhibition.