Hərəkətsiz fermentlər və onların istifadəsi

hərəkətsiz fermentlərin anlayışı 20-ci əsrin ikinci yarısında yaranmışdır. Eyni zamanda, geri 1916-cı ildə o, karbon saxaroza haqqında adsorbed katalitik fəaliyyəti bölüşdürülməmiş ki, aşkar edilmişdir. 1953-cü ildə D. və N. Shleyt Grubhofer ilk məcburi pepsin, amilaza, bir həlledilməz daşıyıcı carboxypeptidase və RNase həyata keçirilir. hərəkətsiz ferment konsepsiyası 1971-ci ildə leqallaşdırılıb Bu Enzyme Engineering ilk konfrans idi. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Hazırda gec 20-ci əsrin daha geniş mənada immobilizə ferment anlayışı. Biz daha ətraflı bu kateqoriya hesab edir.

Baxış

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. süni həlledilməz daşıyıcı ilə bağlıdır birləşmələr - Və fermentlər mmobilizovannye. Eyni zamanda onların katalitik xassələri saxlamaq. Hal-hazırda, bu proses iki aspektləri hesab olunur - zülal molekulları hərəkəti qismən və tam azadlıq məhdudiyyətlər çərçivəsində.

ləyaqət

. Alimlər hərəkətsiz fermentlər bəzi faydaları tapmışdır. heterogen katalizatorların kimi fəaliyyət göstərən, onlar asanlıqla reaksiya orta ayrıla bilər. может быть многократным. tədqiqatlar hərəkətsiz fermentlərin istifadə təkrar edilə bilər ki, tapılmadı. məcburi prosesində birləşmələr onların xassələri dəyişir. Onlar döşənəyi xüsusiyyətləri, sabitlik əldə. Lakin, onların fəaliyyəti ekoloji şərait asılı başlayır. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Hərəkətsiz fermentlər sabitliyin davamlı və yüksək dərəcə var. Bu minlərlə, on dəfə minlərlə pulsuz ferment, misal üçün, çoxdur. Bütün bu fermentlər var hərəkətsiz olan texnologiya yüksək səmərəliliyi, rəqabət və gəlirlilik təmin edir.

daşıyıcıları

J .. Porath ideal materialların əsas xassələri immobilizasiya üçün istifadə olunacaq müəyyən. daşıyıcıları olmalıdır:

1. Əriməməzlik.
2. High bioloji və kimyəvi sabitlik.
3. sürətli aktivləşdirilməsi üçün gücü. daşıyıcıları bir reaktiv növ asanlıqla hərəkət etməlidir.
4. Böyük hydrophilic.
5. tələb girmə. Onun göstərici fermentlər və coenzymes, reaksiya məhsul və substratı üçün eyni dərəcədə məqbul olmalıdır.

Hal-hazırda, tam bu tələblərə cavab ki, heç bir material yoxdur. Lakin praktikada, xüsusi hallar müəyyən kateqoriya fermentlərin immobilizasiya uyğun daşıyıcıları istifadə olunur.

təsnifat

, разделяются на неорганические и органические. birləşmələr hərəkətsiz fermentlər çevrilir olan rabitə maddi, xarakterindən asılı olaraq qeyri-üzvi və üzvi bölünür. çox birləşmələrin məcburi polimer daşıyıcıları ilə həyata keçirilir. Bu üzvi materiallar iki siniflərə bölünür: təbii və sintetik. Onların hər, öz növbəsində, strukturundan asılı olaraq qruplara ayırırlar. Qeyri-üzvi daşıyıcıları əsasən şüşə materialları, keramika, gil, silisium, qrafit karbon qara ilə təmsil olunur. materialları məşhur quru kimya üsulları ilə iş zaman. Hərəkətsiz fermentlər daşıyıcısı film örtülməsi ilə əldə edilir titan oksidi olan alüminium, sirkonium, hafnium və ya üzvi polimerlər emal. materialların mühüm üstünlüyü bərpası rahatlığı edir.

protein daşıyıcıları

ən məşhur lipid, polisaxarid və protein materialları. Sonuncu arasında struktur polimerlər təmin etməkdir. Bu, ilk növbədə, kollagen, fibrin, keratin, və jelatin daxildir. Belə zülallar mühitdə geniş yayılmışdır. Onlar mövcud və iqtisadi var. Bundan əlavə, onlar bir-birinə bağlayan funksional qruplar bir çox var. Zülallar bioloji fərqlənir. . Bu tibb immobilizə fermentlərin istifadə genişləndirmək üçün imkan verir. Eyni zamanda, bu zülal və mənfi xüsusiyyətləri var. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. protein daşıyıcılarının hərəkətsiz fermentlər istifadə mənfi cəhətləri keçmiş yüksək immunogenicity, habelə onların reaksiya yalnız müəyyən qruplar həyata keçirilməsi üçün imkandır.

aminosaharidy Polisaxaridlər

Bu materiallar ən tez-tez onların chitin, dekstran, sellüloza, agarose və törəmələri istifadə olunur. polysaccharides xətti zəncirlər crosslinked epixlorhidrin cross reaksiyaları daha davamlı idi. müxtəlif ion qrupların mesh quruluşu olduqca sərbəst təqdim olunur. Chitin krevetlər və crabs sənaye emalı tullantıların məhsul kimi böyük miqdarda toplanır. Bu material kimyəvi davamlı fərqlənir və dəqiq müəyyən pore quruluşa malikdir.

sintetik polimerlər

Bu qrup materialları və mövcudluğu böyük bir müxtəliflik var. Bu akril turşusu, stirol əsasında polimerlər daxildir polivinil spirt, poliuretan və poliamid polimerlər. Onların əksəriyyəti müxtəlif mexaniki gücü var. dönüşüm zamanı geniş, müxtəlif funksional qrupları tətbiqi üzərində pore ölçüsü müxtəlif imkanını təmin edir.

məcburi üsulları

Hal-hazırda, iki əsaslı fərqli variant immobilizasiya var. ilk daşıyıcısı ilə covalent istiqrazlar olmadan birləşmələrin hazırlanması. Bu üsul fiziki edir. Başqa bir təcəssümü material ilə covalent bond baş tutur. Bu kimyəvi üsulu.

adsorbsiya

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. səbəbiylə dispersiya, hidrofob, elektrostatik qarşılıqlı və hidrogen istiqrazlar daşıyıcısı səthində narkotik tutma ilə əldə fermentlər hərəkətsiz ilə. Adsorbsiya elementləri mobillik məhdudlaşdıran ilk yoldur. Lakin hazırda bu variant öz aktuallığını itirməmişdir. Bundan başqa, adsorbsiya sənayesində immobilizasiya ən ümumi metod hesab olunur.

xüsusilə yol

elmi ədəbiyyat adsorbsiya telefon əldə 70 fermentlər üzərində təsvir edir. faydalı həyata daşıyıcıları, məsaməli şüşə, müxtəlif gillər, polysaccharides, alüminium, sintetik polimerlər, titan və digər metallar kimi. Bu halda, sonuncu daha tez-tez istifadə olunur. daşıyıcı maddi narkotik adsorbsiya səmərəliliyi məsaməliliyi və xüsusi səth ilə müəyyən edilir.

fəaliyyət mexanizmi

həlledilməz materiallar ferment adsorbsiya sadədir. Bu narkotik daşıyıcısı bir suda həlli ilə əlaqə əldə edilir. Bu statik və ya dinamik şəkildə edə bilərsiniz. ferment həll Məsələn titan hidroksid üçün, təzə palçıq ilə qarışdırılır. Sonra mülayim şəraitdə mürəkkəb qurudulmuş olunur. Belə immobilizasiya demək olar ki, 100% zaman ferment fəaliyyət saxlanılır. Bu daşıyıcısı qram başına 64 mg xüsusi konsentrasiyası çatır.

mənfi aspektləri

mənfi cəhətləri ferment və daşıyıcısı məcburi aşağı adsorbsiya gücü daxildir. dəyişiklik prosesində reaksiya şərait qeyd zərər elementlər məhsullarının çirklənmə, zülal desorbsiya ola bilər. məcburi dəstəkləyir gücünü artırmaq üçün redaktə edilib. Xüsusilə, materiallar metal ionlarının, polimer və polifunksional agentləri ilə digər hidrofob birləşmələri ilə müalicə. Bəzi hallarda, narkotik özü modifikasiyası məruz qalır. Amma tez-tez kifayət qədər, bu onun fəaliyyətinin azalmasına gətirib çıxarır.

gel daxil edilməsi

Bu seçim onun unikallığı və sadəlik olduqca ümumi. Bu üsul fərdi elementləri, həm də multiehnzimnyh kompleksləri üçün yalnız uyğun. gel daxil edilməsi iki üsullarla həyata keçirilə bilər. Birinci halda, narkotik bir sulu monomer həlli ilə birlikdə, sonra polimerləşmə yerinə olunur. Bu hüceyrələri ferment molekulları olan gel məkan quruluşu ilə nəticələnir. İkinci halda, narkotik hazır polimer daxil edilir. O bir gel dövlət çevrilir.

translucent strukturlarının tətbiqi

Bu metodun mahiyyəti substrat ayrılmış sulu ferment həll immobilizing ibarətdir. Bu yarı sızdırmayan membran istifadə edir. Bu cofactors və substratı aşağı molekulyar çəkisi komponentləri keçir və böyük ferment molekulları keçirir.

Mikrokapsullaşdırma

translucent strukturunda tətbiqi üçün bir neçə seçim var. Bunlardan ən maraqlı liposomes zülal Mikrokapsullaşdırma və daxil edir. Ilk seçimi T. Chang tərəfindən 1964-cü ildə təklif olunub. Bu ferment həll onun divarları bir semipermeable polimer edilir qapalı kapsul daxil edilir ki, ibarətdir. interfacial polikondensləşmə birləşmələri reaksiyasına səbəb oldu membran səthinin görünüşü. Onlardan biri üzvi və digər həll olunur - sulu mərhələsində. nümunə üçün sizin (üzvi faza) və 1,6-hexamethylenediamine (müvafiq olaraq, sulu faza) sebacic turşu halide of polikondensləşmə ilə əldə bir microcapsule formalaşması qeyd edilə bilər. membran qalınlığı bir mikrometre hundredths ilə hesablanır. mikrometreler yüzlərlə və ya on - kapsul dəyəri.

liposomes daxil edilməsi

immobilizasiya Bu üsul Mikrokapsullaşdırma yaxındır. Liposomes laylı və ya sferik lipid bilayers sistemləri təqdim olunur. Bu üsul ilk üzvi həlledici evaporating keçirilir lipid həll liposomes ayrılması üçün 1970 F istifadə edilmişdir. qalan nazik film ferment indiki çıxdığı bir suda həll, səpələnmiş olunur. Bu müddətdə lipid ikiqatlı strukturlarının öz-özünə montaj. . tibb bu immobilizə fermentlər olduqca məşhur. Bu molekulların ən bioloji membranların lipid matrix lokallaşdırılmış edir ki, bağlıdır. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. liposomes daxil immobilizə fermentlər iş imkan verir, tibb elmi material vacibdir və həyat proseslərin nümunələri təsvir edir.

yeni əlaqələrin formalaşması

yeni kovalent zəncirlər formalaşdırılması və doğma fermentlərin arasında immobilizasiya sənaye istifadə üçün ən kütləvi çıxaran biocatalysts hesab olunur. fiziki yolları fərqli olaraq, bu seçimi molekul və maddi dönməz və güclü bond verir. Onun təhsil tez-tez narkotik sabitləşməsi ilə müşayiət olunur. Lakin daşıyıcı 1 dəqiqə covalent bonding nisbi ferment yeri katalitik prosesi həyata müəyyən çətinliklər yaradır. Molekul daxil tərəfindən maddi ayrıdır. tez-tez poly- və difunctional agentləri hərəkət kimi. Onlar, xüsusilə, hidrazin, sian brom, glutaraldehyde dialgedrid, sulfuril xlorid və s. Məsələn, media galactosyltransferase ferment gələn və aşağıdakı ardıcıllıqla -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO- daxil edir. Belə bir vəziyyətdə daxil strukturu və daşıyıcı molekul edir. Onların hamısı covalent istiqrazlar ilə bağlıdır. fundamental əhəmiyyət reaksiya funksional qruplar təqdim etmək lazımdır ki, element katalitik funksiyası üçün vacib deyil. Belə ki, adətən, glycoproteins daşıyıcı zülal əlavə olunur üzərində deyil, və karbohidrat bir sinfə vasitəsilə. Nəticədə daha sabit və fəal hərəkətsiz fermentlər var.

hüceyrələri

Yuxarıda təsvir üsulları biocatalysts bütün növləri üçün universal hesab olunur. Bu, inter alia daxildir hüceyrələri, subcellular strukturları bu yaxınlarda geniş olur immobilizasiya daxildir. Bu aşağıdakı ilə bağlıdır. hüceyrələrin immobilizasiya lazım deyil zaman təcrid və reaksiya cofactors həyata keçirilməsi üçün ferment hazırlıq təmizləmək. Nəticədə, davamlı baş verən multi-addım prosesləri yerinə yetirmək sistemləri əldə etmək mümkün olur.

hərəkətsiz fermentlərin istifadə

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. baytarlıq, sənaye və digər sahələrdə yuxarıda üsulları ilə əldə olduqca məşhur ev preparatlar var. Tükənəcək təcrübə yanaşmalar bədəndə narkotik ünvanlı çatdırılması həyata keçirilməsi problemləri həll təmin edir. Hərəkətsiz fermentlər minimal toksiklik və allergen ilə uzun fəaliyyət göstərən narkotik almaq üçün icazə verilir. İndi alimlər mikrobioloji yanaşmalar istifadə edərək, kütləvi və enerji bioconversion ilə bağlı problemləri həll edir. Eyni zamanda, texnologiya və hərəkətsiz fermentlər edilməsi işinə əhəmiyyətli töhfə. Inkişaf perspektivləri geniş kifayət qədər elm var. Belə ki, gələcəkdə ətraf mühitin nəzarət prosesində əsas rollardan birini təhlili yeni növ məxsusdur. Xüsusilə, bioluminescent və sual ferment immunoassay. xüsusi əhəmiyyət lignocellulosic feedstocks emalı qabaqcıl yanaşmalar var. Hərəkətsiz fermentlər zəif siqnalları gücləndiricilər kimi istifadə edilə bilər. Active site sonication, mexaniki stress altında və ya phytochemicals dəyişikliklər məruz media təsiri altında ola bilər.