Ферменттердің иммобилизацияндағы физикалық және химиялық әдістерге сиппаттама жасаңыз

1.Фермент пен тасымалдаушы арасында коваленттік байланыстар тудырмай (иммобилизацияның физикалық әдістері));

2.(Иммобилизацияның химиялық әдістері). Осы әдістердің әрқайсысы әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылады

Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдістері:

1. Ерімейтін тасығыштардағы ферменттердің адсорбциясы;

2. Көлденең тігілген гельдің тесігіне энзимдерді қосу жолымен;

3. Ферменттерді жартылай өткізбейтін құрылымдарға қосу (1. инкапсуляция және 2. ферменттерді липосомаға қосу).

Ерімейтін тасымалдаушылардағы ферменттерді адсорбциялау. Адсорбциялық иммобилизация кезінде белок молекуласы электростатикалық, гидрофобтық, дисперсиялық өзара әрекеттесулер және сутекті байланыстар есебінен тасушының бетінде ұсталады.

Адсорбциясының тиімділігі тасушының кеуектігімен анықталады. Ерімейтін тасымалдауыштардағы ферменттерді адсорбциялау процесі аса қарапайымдылығымен ерекшеленеді және араластырғанда ферменттің су ерітіндісінің тасымалдауышымен түйіскен кезде қол жеткізіледі. Осы мақсатта ферменттің ерітіндісін жаңа тұнбамен араластырады, мысалы, титан гидроксиді және жұмсақ жағдайларда кептіреді. Мұндай иммобилизация жағдайында ферменттің белсенділігі іс жүзінде 100% - ға сақталады, ал ақуыздың меншікті концентрациясы 1 г тасығышқа 64 мг-ға жетеді.

Адсорбциялық әдістің кемшіліктеріне ферментті тасымалдаушымен байланыстырудың жоғары емес беріктігін жатқызуға болады. Иммобилизация жағдайлары өзгерген кезде ферменттің десорбциясы, оның жоғалуы және өнімдердің ластануы болуы мүмкін. Ферментті тасымалдаушымен байланыстырудың беріктігін айтарлықтай жоғарылатуы оның алдын ала модификациясы (металл иондарымен, полимерлермен, ақуыздармен, гидрофобтық қосылыстармен, липид монослоемімен өңдеу) мүмкін.

Гельдіқосужолыменферменттердіиммобилизациялау. Полимерлігельдіүшөлшемдіқұрылымғақосужолыменферменттердіиммобилизациялауәдісіөзініңқарапайымдылығы мен бірегейлігініңарқасындакеңтаралған. Әдісжекеферменттердіғанаемес, тіптіжекежасушаларды да иммобилизациялауүшінқолданылады. гельдеферменттердіиммобилизациялауекітәсілменжүзегеасырылады:

ФерменттердіжартылайөткізбейтінИнкапсулдауәдісі 1974 жылы Т. Чангпенәзірленгенжәнеферменттіңсулыерітіндісіқабырғаларыжартылайөткізбейтінполимерментүзілгентұйықмикрокапсуланыңішінекіреді. Ферменттің су микрокапсуласыбетіндемембрананыңпайда болу механизмдерініңбіріекіқосылыстыңфазааралықполиконсистенцияреакциясынажатады, олардыңбіреуісуменерітілген, ал екіншісі – органикалықфазада.

Алынғанкапсулалардыңкөлеміжүздеген микрометр, ал мембрана қалыңдығы - микрометрдіңжүздікүлесі.

Микрокапсулдауәдісініңқасиеті-қарапайымдылық, әмбебаптылық, нативтіферменттікөпретпайдаланумүмкіндігі, өйткеніолжайсүзупроцедурасыменайналмағансубстраттанбөлекболуымүмкін. Әсіресе, микрокапсулдауәдісімен тек жекеферменттерғанаемес, тұтасжасушалар мен жасушалардыңжекефрагменттері де иммобилизациялануымүмкін. Әдістіңкемшіліктерінеинкапсуляцияланғанферменттердіңжоғарымолекулалықсубстраттардыңайналуынжүзегеасырумүмкінеместігінжатқызуғаболады.

Инкапсуляциялауғажақын иммобилизация нұсқасыферменттердің су ерітінділерінлипосомағақосуәдісіболыптабылады, яғниқослипидті (майлы) шарлар. Бұләдісалғашрет Дж ферменттеріниммобилизациялауүшінқолданылды. Вайсманжәне Дж. 1970 жылысессиямен. Липосоманы липид ерітінділерінен (көбінесе лецитин) алуүшінорганикалықеріткіштібулайды. Липидтердіңқалғанжұқапленкасын фермент бар сулыерітіндідеұстайды. Ұстаупроцесінделипосоманыңлипидтікқұрылымдарыныңөзісіңірілуі (өздігіненжинауы) жүреді, олферменттің осы ерітіндісі бар.

Ферменттердіиммобилизациялаудыңхимиялықәдістері. Фермент пен тасымалдаушыарасындажаңаковаленттікбайланыстарқұружолыменферменттердіиммобилизациялаудыұсынады – өнеркәсіптікбиокатализаторлардыалудыңеңбұқаралықтәсілі.

Фермент тасушыдан ендірме көмегімен (тігіс, спейсер) бөлінеді, оның рөлінде көбінесе бифункционалды және полифункционалды агенттер (бромциан, гидразин, сульфурилхлорид, глутарлы диальдегид және т. б.) (қолы) мысалы, галактозилтрансферазаны тасымалдағыштың микроалмасуынан шығару үшін ол мен фермент арасындағы тізбекті енгізеді —СН2—NH—(СН2)5—СО—. Бұл жағдайда иммобилизацияланған ферменттің құрылымы тасушы, қою және ферментті қамтиды.

Тасымалдаушыларға мынадай талаптар қойылады::

* жоғары химиялық және биологиялық төзімділік;

* жоғары химиялық беріктігі;

* ферменттер мен субстраттар үшін жеткілікті өткізгіштігі, кеуектілігі, үлкен меншікті беті;

* технологиялық жағынан ыңғайлы қалыптарды (түйіршіктер, мембраналар) алу мүмкіндігі);

-жеңіл белсендіру;

· жоғары гидрофильді;

· төмен құны.

Сульфгидрильді топтары бар тасымалдаушыларда Иммобилизация. Тасымалдаушы мен ферменттің сульфгидрильді топтары ауа оттегінің әсерімен дисульфидті байланыстардың пайда болуымен оңай тотығады: