Іммобілізація ферментів

• Гетерогенний каталізатор можна легко відділити від реакційного середовища, що дає змогу у потрібний момент зупинити реакцію, використовувати його повторно й отримати чистий продукт, не забруднений ферментом.

• Використання іммобілізованих каталізаторів дає змогу проводити ферментний процес безперервно, регулювати швидкість реакції і вихід продукту.

• Іммобілізація ферменту дає можливість регулювати їх каталітичну активність за рахунок зміни властивостей носія під дією деяких фізичних факторів, таких, наприклад, як світло чи звук.

• Іммобілізація і модифікація ферментів сприяє цілеспрямованим змінам властивостей каталізатора, у тому числі специфічності, залежності каталітичної активності від рН, іонного складу та інших параметрів середовища

Для створення іммобілізованих ферментів необхідно мати джерело ферменту, носій і спосіб іммобілізації.

Найширше використовують полімерні носії на основі природних (похідні целюлози, агарози, декстрану) і синтетичних (полістирол, акриламід, нейлон, поліамінокислоти) полімерів. При використанні целюлози та її похідних як носіїв були отримані іммобілізовані ферменти: трипсин, папаїн, хімотрипсин, глюкозооксидаза, каталаза, пероксидаза, піруваткіназа, лактатдегідрогеназа. протеаза, амілаза, глюкоамілаза. аспарагіназа, фосфатаза лужна і кисла, аміноамілаза, рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза та ін.

Синтетичні полімерні носії використовуються для отримання ковалентно зв'язаних іммобілізованих ферментів. Перевагами неорганічних носіїв є те, що вони не піддаються біологічній атаці, хімічно інертні до більшості розчинників, механічно міцні, мають жорстку основу, структура якої не залежить від природи розчинника. До такого типу адсорбентів-носіїв належать каолін, кварц, діатоміти, макропористі силікагелі, аеросилогелі (силохроми), макропористе скло та ін. Останнім часом все частіше як носії використовують пористі скла. Із застосуванням пористого скла були отримані такі іммобілізовані ферменти: рибонуклеаза, протеїназа, глюкозооксидаза, каталаза, пероксидаза, глюкоамілаза та ін.[1]

Незалежно від хімічної природи, до носіїв іммобілізованих ферментів ставлять такі вимоги:

• Висока хімічна і біологічна стійкість.

• Висока механічна міцність.

• Велика питома поверхня, висока ємність, пористість і достатня проникливість для ферменту і субстрату.

• Можливість отримання у вигляді зручних у технологічному плані форм.

• Легке переведення в реакційноздату форму.

• Висока гідрофільність, що забезпечу можливість проведення реакції зв'язування ферменту з носієм у водному середовищі.

• Низька собівартість.

Існує п'ять основних способів іммобілізації ферментів. Деякі з них представлені на рис. 1:

. Адсорбція ферменту на нерозчинному носії, наприклад, на скляних кульках, кераміці, частинках целюлози, активованому вугіллі.

. Ковалентне приєднання ферменту до нерозчинного носія, наприклад, до гідроксилів металів.

. Включення ферменту в нерозчинний водопроникний полімер, наприклад, у крохмаль, силікагель, карагінан, поліуретан.

. Розміщення ферменту на напівпроникній мембрані (мікрокапсулювання).

. Надання нерозчинності ферментові шляхом його поперечного зв'язування з біфункціональним агентом, наприклад, глутаровим альдегідом.

Рис 1. Способи іммобілізації ферментів (за Й.Ленгелером, Г.Древсом. Г.Шлегелем.

2005)

Загалом, іммобілізація ферментів може бути здійснена двома принципово різними способами: без утворення ковалентних зв’язків між матрицею і білковою молекулою (фізичні методи іммобілізації) і з утворенням ковалентного зв’язку (хімічні методи).

Подібні статті

Формування ботанічного саду навколо школи
Ботанічний сад - територія, на якій з науково-дослідною, просвітньою і навчальною метою культивуються і вивчаються рослини різних частин світла і різних кліматичних зон. Міжнародна рада ботанічних садів (англ. Botanіc Gardens Conservatіon Іnternatіo ...

Особливості будови і життєдіяльності лишайників
Лишайники – це особливі організми, в тілі яких об’єднані водорості і гриби в нові комплекси симбіотичних організмів з новими морфологічними, фізіологічними та екологічними властивостями. Відомо понад 20 000 видів лишайників. Лишайники ...