Immobilize fermentlarni va ulardan foydalanish

harakatsiz fermentlar tushunchasi 20-asrning ikkinchi yarmida paydo bo'ldi. Shu bilan birga, orqa 1916 yilda, u uglerod saxaroza adsorbsiyalanadi katalitik faolligini saqlab, deb topildi. 1953-yilda, D. va N. Shleyt Grubhofer birinchi majburiy pepsin, amilaz, erimaydigan tashuvchi uchun karboksipeptidaz va RNase amalga oshiriladi. harakatsiz ferment tushunchasi 1971 yilda qonuniy edi u enzim muhandislik bo'yicha birinchi konferentsiyasi bo'ldi. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Hozirgi kunda, bu 20 asr oxirida qaraganda kengroq ma'noda harakatsiz ferment tushunchasi. Biz batafsil, bu kategoriya ko'rib.

Umumiy ma'lumot

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. sun'iy erimaydigan tashuvchi bilan bog'liq birikmalar - va fermentlar mmobilizovannye. Shu bilan birga ular o'z katalitik xususiyatlarini saqlab qolish. Ayni paytda, bu jarayon ikki jihatdan hisoblanadi - oqsil molekulalarining harakati qisman va to'liq erkinlik cheklovlar doirasida.

qadr-qimmat

. Olimlar harakatsiz fermentlar ba'zi foyda topdim. heterojen katalizatorlar sifatida vazifasini bajaruvchi, ular osonlik bilan reaktsiya dunyosidan ajralib mumkin. может быть многократным. tadqiqotlar harakatsiz fermentlar foydalanish takrorlash mumkin deb topildi. majburiy jarayonida moddalar, ularning xususiyatlarini o'zgartirish. Ular substrat o'ziga xosligi, barqarorlik sotib. Biroq, ularning faoliyati atrof-muhit sharoitlariga bog'liq boshlaydi. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Immobilize fermentlarni barqarorlik mustahkam va yuqori daraja hisoblanadi. Bu minglab, o'n minglab marta erkin ferment, masalan, ko'proq bo'ladi. Barcha bu fermentlarni bor harakatsiz bo'lgan texnologiyalar, yuqori samaradorligini, raqobatbardoshligini va rentabelligini beradi.

tashuvchilar

J .. Porath ideal materiallar asosiy xususiyatlari immobilizasyonda foydalanish uchun belgilangan. tashuvchilar bo'lishi kerak:

1. Çözünmüyor.
2. Oliy biologik va kimyoviy barqarorlik.
3. tez aktivlashtirish uchun salohiyatni. tashuvchilar bir reaktiv turlari kirib osonlik bilan harakat qilish kerak.
4. Katta hidrofil.
5. talab o'tkazuvchanligi. Uning ko'rsatkich fermentlar va koenzimler, reaktsiya mahsulotlari va substratlar uchun teng maqbul bo'lishi kerak.

Ayni paytda, to'liq Bu talablarga rioya qilaman hech qanday moddiy bor. Biroq, amalda muayyan holatlar ma'lum bir turkumga fermentlar immobilizasyonda MUMKIN tashuvchi ishlatiladi.

klassifikatsiya

, разделяются на неорганические и органические. moddalar, harakatsiz fermentlar aylanadi bilan aloqa uning moddiy, tabiatiga qarab noorganik va organik bo'linadi. ko'p moddalar ulanish polimer tashuvchilar bilan amalga oshiriladi. Bu organik materiallar, ikki sinfga bo'linadi: tabiiy va sintetik. Ularning har birida, o'z navbatida, tuzilishiga qarab guruhlarga ajratiladi. Noorganik tashuvchilar asosan shisha materiallar, kulolchilik, loydan, söz, grafit uglerod qora tomonidan taqdim etiladi. materiallari mashhur quruq kimyo usullari bilan ishlashda. Harakatsiz fermentlar tashuvchi film qoplama bilan olingan titan oksidi bo'lib, alümina, zirkonyum, gafniy yoki organik polimerlarni qayta ishlash. materiallar muhim afzalligi regeneratsiyasi qulaylik.

oqsil tashuvchilar

eng mashhur lipid, polisakkarit va oqsil materiallari. ikkinchisi orasida tarkibiy polimerlerin ta'minlash hisoblanadi. Bu, birinchi navbatda, kollagen, fibrin, keratin, va jelatin o'z ichiga oladi. Bunday oqsillar muhitda keng tarqalgan. Ular mavjud va iqtisodiy bo'ladi. Bundan tashqari, ular bog'lovchi uchun funktsional guruhlar, bir qator bor. Oqsillar biologik farq qiladi. . Bu sizga tibbiyotda harakatsiz fermentlar foydalanishni kengaytirish imkonini beradi. Shu bilan birga, u oqsil va salbiy xususiyatlarga ega. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. oqsil tashuvchilar uchun harakatsiz fermentlarni foydalanish Kamchiliklari o'tmishda yuksak immunojenisite, shuningdek, ularning reaksiyaga faqat muayyan guruhlarga amalga oshirish uchun imkoniyatdir.

aminosaharidy Polisaxaridlar

Ushbu materiallar ko'pincha uning panjara, dekstran, tsellyuloza, agaroz va sanab chiqing ishlatiladi. polisaxaridlar uchun chiziqli zanjirlar o'zaro bog'langan epiklorohidrin o'zaro reaktsiyalar yanada chidamli edi. turli ion guruhlar mash tuzilishi ancha erkin joriy etiladi. Chitin qisqichbaqalar va Qisqichbaqa sanoat qayta ishlash chiqindilarni mahsulot sifatida katta miqdorda to'plangan bo'ladi. Bu material kimyoviy chidamli farq va aniq gözenek shakliga ega.

sintetik polimerlarni

Bu guruh materiallari va mavjudligi katta xilma bor. Bu akril kislotasi, stirol, asoslangan polimerleri o'z ichiga oladi , polivinil spirti, poliüretan va poliamid polimerlar. Ularning aksariyati turli mexanik kuch bor. Ishlash paytida ular keng, turli funksional guruhlar joriy ustidan gözenek hajmiga turli ehtimoli beradi.

ulash usullari

Ayni paytda, ikki tubdan alohida varyantlar immobilizasyon bor. birinchi tashuvchisi bilan kovalent bog'lari holda birikmalar tayyorlash hisoblanadi. Bu usul jismoniy hisoblanadi. Yana bir timsol material bilan kovalent bog yuzaga o'z ichiga oladi. Bu kimyoviy usul.

yutish

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. u tufayli dispersiya, hidrofob, elektrostatik o'zaro va vodorod obligatsiyalar uchun tashuvchisi yuzasida dori tutilishi tomonidan olingan fermentlarni harakatsiz bilan. Adsorpsiyon elementlar harakat cheklash birinchi yo'lidir. Biroq, ayni paytda, bu variant o'z dolzarbligini yo'qotgani yo'q. Bundan tashqari, yutish sohasida immobilizasyonla eng keng tarqalgan usul hisoblanadi.

ayniqsa, yo'l

ilmiy adabiyot yutish usuli olingan 70 fermentlar ustidan ta'riflaydi. va'damiz ustidan bilan amalga tashuvchilar, g'ovakli shisha, turli killeri, polisaxaridlar, alümina, sintetik polimerlar, titan va boshqa metallarni kabi. Bu holda, ikkinchisi ko'proq tez-tez ishlatiladi. tashuvchisi material ustida dori yüzerilmesi samaradorligi g'ovakligi va maxsus yuzasi bilan belgilanadi.

Ta'sir mexanizmi

erimaydigan materiallar, ferment Adsorpsiyon oddiy. Bu dori tashuvchi suvli eritmasi bilan aloqada bilan erishiladi. Bu statik yoki dinamik yo'l olishi mumkin. ferment hal misol, titan gidroksid uchun, yangi loy bilan aralashtiriladi. So'ngra, engil sharoitlarda, Murakkab quritilishi kerak. Bunday immobilizasyon deyarli 100% bo'lsa fermenti faoliyati saqlanib qoladi. Qachon bu tashuvchining grammi 64 mg o'ziga xos xamda etadi.

salbiy jihatlari

Kamchiliklari ferment va tashuvchining ulash past yutish kuchini o'z ichiga oladi. o'zgarish jarayonida reaktsiya sharoiti sezilarli zarar elementlar, mahsulotlar ifloslanishi, oqsil zaryadga bo'lishi mumkin. majburiy qo'llab-quvvatlaydi kuchini oshirish uchun o'zgartirilgan. Xususan, materiallar metall ionlari, polimerlar va ko'p funksiyali agentlari bilan boshqa hidrofobik aralashmalar bilan muomala. Ba'zi hollarda, dori o'zi modifikatsiya duchor bo'ladi. Lekin ko'pincha yetarli, bu o'z faoliyatida pasayishiga olib keladi.

jel kiritish

Bu variant tufayli uning betakrorligi va soddaligi juda keng tarqalgan. Bu usul alohida xodimlari uchun, balki multiehnzimnyh majmualari uchun emas, balki faqat mos keladi. jel kiritish ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda, dori suvli, monomer eritmasi bilan birga, so'ngra polimerizasyonu qilinadi. Bu hujayralar ichida ferment molekulalarini o'z ichiga olgan gel fazoviy tuzilishi olib keladi. Ikkinchi holda, dori tayyor polimer kiritilgan bo'ladi. Bu so'ngra gel davlat aylantirilgan.

Shaffof tuzilmalari joriy etish

Bu usulning mohiyati substrat dan alohida suvli ferment hal hareketsizleştirici iborat. Bu yarim-geçirgen membranani foydalanadi. Bu cofactors va pastki qatlamlari past molekulyar og'irligi komponentlarini o'tadi va katta ferment molekulalarini tutadi.

mikroenkapsülasyon

Shaffof tarkibida joriy etish uchun bir necha variantlar bor. Ulardan eng qiziqarli lipozomlan protein mikroenkapsülasyon va kiritish bo'lgan. Birinchi parametr T. Change tomonidan 1964 yilda taklif etilgan. Bu ferment hal kimning devorlari bir yarim geçirgen polimer qilingan yopiq kapsula kiritilgan, deb iborat. sirt polikondansasyon tegishli moddalar bilan reaksiyaga sabab membrana sirti ko'rinishi. Ulardan biri, organik va boshqa eritiladi - suvli bosqichida. misol uchun siz (organik o'zgarishlar) va 1,6-hexamethylenediamine (o'z navbatida, suvli davr) sebacic kislota Xolid polikondensasyonu tomonidan olingan bir mikrokapsül shakllanishini so'z mumkin. qavatining qalinligi bir mikrometre salise hisoblanadi. mikrometre yuzlab yoki o'nlab - kapsulalar qiymati.

lipozomlar ichiga kiritish

immobilizasyonla Bu usul mikroenkapsülasyon yaqin. Lipozomlar lamellar yoki sharsimon lipid bilayers tizimlari keltirilgan. Bu usul birinchi organik hal qiluvchi bug'langan oshiriladi lipid eritmadan lipozomlan bo'linishi uchun 1970 F ishlatilgan. Qolgan yupqa film fermenti mavjud bo'lib, suvli eritmasi, tarqoq. Bu jarayon davomida, lipid qatlamlik inshootlarni o'z-o'zini yig'ish. . tibbiyotda bu immobilize fermentlarni juda mashhur. Bu molekulalar eng biologik membranalar lipid matritsasi Mahalliylashtirilgan deb aslida tufaylidir. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. lipozomlan kiritilgan immobilize fermentlarni o'rganish imkonini beruvchi, tibbiyot tadqiqot materiallari muhim ahamiyatga ega va hayot jarayonlarini naqsh tasvirlangan.

yangi ulanishlar yaratish

yangi kovalent bog zanjirlar shakllantirish va ona fermentlar o'rtasidagi immobilizasyon sanoat foydalanish uchun eng ommaviy ishlab chiqarish Biyokatalizator tomonidan hisoblanadi. jismoniy jihatdan farqli o'laroq, bu variant molekulasi va materiallar bir qat'iy va mustahkam aloqani ta'minlaydi. Uning ta'lim ko'pincha dori barqarorlashtirish bilan birga bo'ladi. Biroq, tashuvchi 1 daqiqa kovalent bog nisbatan da, ferment Manzil katalitik jarayonini amalga oshirishda ma'lum qiyinchiliklar yaratadi. Molekulasi bir qismi materiallari ajratilmoqda. Bu tez-tez poly- va işlevli agentlari harakat sifatida. Ular, xususan, hidrazin, sian bromid, glutaraldehit dialgedrid, sülfürü xlorid va hokazo. Masalan, ommaviy axborot vositalari tomonidan galactosyltransferase dimer borada o'z zimmasiga olgan va quyidagi ketma-ketlik -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO- joylashtirilgan uchun. Bunday vaziyatda to'sar tarkibida va taşıyıcı molekulalari mavjud. Ularning barchasi kovalent bog'lari bilan bog'liq. fundamental ahamiyati reaktsiya funktsional guruhlar joriy etish zarurati bor, element katalitik funksiyasi uchun zarur emas. Shunday qilib, odatda, glikoproteinler tashuvchisi oqsil biriktirilgan ustida emas, va uglevod qismi orqali. Natijada yanada barqaror va faol harakatsiz fermentlar bo'ladi.

hujayralar

Yuqorida tasvirlangan usullari Biyokatalizator barcha turlari uchun universal deb qabul qilinadi. Bu, jumladan, quyidagilarni qamrab hujayralarni, subcellular tuzilmalarni, yaqinda keng tarqalgan bo'lib immobilizasyonu o'z ichiga oladi. Bu quyidagi tufaylidir. hujayralari immobilizasyon zarur emas bo'lsa ayirmoq va reaksiyaga cofactors amalga oshirish uchun ferment tayyorgarlik poklashni. Natijada, u doimo uchraydigan ko'p bosqichli jarayonlarini amalga tizimlarini olish mumkin bo'ladi.

harakatsiz fermentlar foydalanish

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. veterinariya tibbiyot, sanoat va boshqa sanoat Yuqoridagi usullar bilan olingan juda mashhur maishiy tayyorgarlik bo'ladi. Yaroqsiz amaliyoti yondashuvlar tanadagi dori maqsadli yetkazib amalga oshirish muammolariga yechim beradi. Immobilize fermentlarni minimal zaharlanishga va allergenicity bilan uzoq amaldagi dorilar olish uchun ruxsat beriladi. Endi olimlar mikrobiologik yondashuvlar foydalanib, massa va energiya bioconversion bilan bog'liq muammolarni hal qilish. Shu bilan birga, texnologiya va harakatsiz fermentlarni qilish ishiga salmoqli hissa. Taraqqiyot istiqbollari keng etarli olimlar bor. Shunday qilib, kelajakda atrof-muhit ustidan nazorat jarayonida asosiy vazifalardan biri tahlil yangi turdagi tegishli kerak. Xususan, bioluminescent va savol enzim immüno. alohida ahamiyat kasb lignoselülozik Xom qayta ishlash ilg'or yondashuvlar mavjud. Immobilize fermentlarni zaif signallari ham ko'taruvchidir sifatida foydalanish mumkin. Foydalanuvchining barcha e'lonlar, sayt sonikasyon, mexanik stress ostida yoki kimyoviy o'zgarishlar duchor ommaviy axborot vositalari, ta'siri ostida bo'lishi mumkin.