This thesis was aimed to analyze phenol oxidation by the bifunctional catalase/phenol oxidase of the thermophilic fungus Scytalidium thermophilum. Several reactive oxygen species (ROS) are continuously produced in fungi under oxidative stress. Depending on the nature of the ROS species, some are highly toxic and are rapidly detoxified by various cellular enzymatic mechanisms, including the production of catalase. S. thermophilum produces a novel bifunctional catalase-phenol oxidase (CATPO) which is capable of oxidizing phenolics in the absence of hydrogen peroxide. Phenol oxidases convert phenolic compounds to quinones, which are then polymerized mainly by free- radical mediated reactions. In this study, 14 phenolic compounds were selected according to their different chemical structures and functional properties and were analyzed as substrates of CATPO. Among 14 phenolic compounds, only in catechol, chlorogenic acid, catechin and caffeic acid distinct oxidation products were observed by HPLC. The oxidation products of catechol, caffeic acid, chlorogenic acid and catechin were characterized by LC-ESI-MS. Dimer, trimer, tetramer and oligomer formations were detected. While the maximum conversion efficiency, at 1 hour of reaction, was observed with catechin, minimum conversion efficiency was attained by caffeic acid, under the specified conditions. The oxidation products observed after oxidation of catechol, chlorogenic acid, catechin and caffeic acid by CATPO was compared with the same phenolic compounds oxidation products oxidized by laccase and tyrosinase. CATPO was incapable of oxidizing tyrosinase and laccase-specific substrates tyrosine and ABTS respectively. However, the oxidizing spectrum of substrates indicates that the nature of phenol oxidation by CATPO appears to resemble mainly those of laccase.

Bu tez, S. thermophilum'un çift aktiviteli katalaz/fenol oksidaz enziminin fenol oksidasyonunun analiz edilmesini amaçlamaktadır. Birçok reaktif oksijen türleri (ROS) oksidatif stres altında mantarlarda sürekli olarak meydana gelmektedir. ROS türlerinin niteliğine bağlı olarak, bazıları oldukça toksik olup hücresel kalatazı da içeren çeşitli enzimatik mekanizmalar tarafından çabucak detoksifiye edilmektedir. Scytalidium thermophilum tarafından üretilen çift aktiviteli katalaz-fenol oksidaz enzimi (CATPO), fenolik maddeleri hidrojen peroksit yokluğunda okside edebilmektedir. Fenol oksidazlar fenolik maddeleri kinonlara dönüştürebilmekte ve oluşan bu kinonlar daha sonra serbest radikal reaksiyonları ile polimerize olmaktadırlar. Bu çalışmada, kimyasal yapı ve fonksiyonel özelliklerine göre seçilmiş olan 14 farklı fenolik maddenin CATPO için uygun sübstrat olup olmadığı araştırılmıştır. Bu 14 fenolik madde içinde, HPLC ile katekol, klorojenik asit, katekin ve kafeik asitin oksidasyon ürünleri gözlemlenmiştir. Katekol, klorojenik asit, kafeik asit ve katekinin oksidasyon ürünleri LC-ESI-MS ile analiz edilmiştir. Dimer, trimer, tetramer ve oligomer oluşumları saptanmıştır. 1 saatlik oksidasyon reaksiyonu sonucu en yükek dönüşüm verimi katekin için gözlemlenirken, en düşük dönüşüm verimi kafeik asit için gözlemlenmiştir. CATPO`nun katekol, klorojenik asit, katekin ve kafeik asit ile verdiği oksidasyon ürünleri, lakkaz ve tirosinaz enzimlerinin aynı fenolik maddeleri okside ederek verdiği oksidasyon ürünleri ile karşılaştırılmıştır ve oluşan ürünler açısından CATPO'nun lakkaz ile daha fazla benzerlik gösterdiği belirlenmiştir.