Г. О. Устенова А. Ш. Амирханова
жүктеу/скачать 9,55 Mb. Pdf көрінісі
|
ТЭП Устенова Г.О
| Мембраналар паидалана отырып ферменттерді иммобилизациялау
дын жалпы кағидасы ферменттердін сулы ерітіндісі субстраттың сулы ерітіндісінен жартылай өткізгіш калканнан бөлінуінде жатыр. Жартылай өткізгіш мембрана субстраттын аздаған молекулала- рын жеңіл өткізеді, бірак ферменттін ірі молекулаларына болмайды. Бұл әдістін модификациялары жартылай өткізгіш мембраналарды алу әдістерімен және онын табиғатымен ерекшеленеді. Ферменттін сулы ерітіндісін жұка полимерлі кабырғасы бар (микро-капсулдау) тұйык сферлык көпіршіктерінен тұратын микрокапсуланын ішіне косуға бо- лады. Екі рет эмульсиялау кезінде ферменттін сулы ерітіндісінің едәуір үсак тамшыларынан тұратын полимердін органикалык ерітіндісінін тамшысынан алынады. Біраз уакыттан кейін еріткіш ондағы иммобилизацияланған ферментпен сфералык полимерлі бөлшектер түзе отырып катады. Егер суда ерімейтін каткан полимер орнына жоғары молекулалық массаслы сұйык көмірсутектер пайдаланылса, онда әдіс сұйыктыкка мембраналар косу жолымен иммобилизациялау деп атала- ды. Жартьиіай өткізгіш кабат пайдалана отырып, ферменттерді иммоби лизация әдісінің модификациясына талшыкка (бұл кезде ферменті бар тамшылар орнына жіптер алынады) және липомостарға енгізу жатады. Мембран типтес жүйелерді колдану кұрамында ферменті жоғары им мобилизденген препараттар алуға мүмкіндік береді. Әдіс алдындағьшай Ферментті препарапар 2 0 9 жеткілікті түрде бірегей, яғни ферментке де, жасушаға да, сондай-ак олардын фрагменттеріне де колдануға болады. Беттің көлемге және мембрананын аз ендігіне жоғары катынасының аркасында ферменттік реакциялардың едәуір диффузиялык жылдамдығынан кұтылуға бола ды. Мембраналы жүйелердің негізгі кемшілігі — жоғары молекулалык субстраттардын ферменттік айналуға мүмкін еместігі. Екі фазалы типтес жүйелерді пайдалана отырып ферменгтерді иммобилизациялау кезінде жүйе көлеміндегі ферменттің жылжу жылдамдығын шектеу фазалардын біреуінде ғана еру мүмкіндігінін аркасында жетеді. Субстрат пен ферменттік айналған өнімі екі фаза арасында осы фазаларда ерігіштіктеріне сәйкес таралады. Фазалардын табиғаты өнім фермент жоқ жерде жинакталатын жерде тандалады. Ре акция аякталған соң бүл фазаны бөледі де одан өнімді шығарады, ал ферменті бар фазаны кезекті процесті жүргізу үшін кайтадан пайдала- нады. Екі фазалы типтегі жүйелердін маңызды артыкшылыктарының бірі саңылау өлшемі шекті катты тасымалдағыштарды колдану бары- сында мүмкін емес макромолекулалык субстраттарды ферменттік ай- налуды жүзеге асыруға болады. Иммобилиздеудін химиялық әдісінің басты ерекше белгісі фермент кұрылымына химиялык жолмен эсер ету жолымен онын молекула- сында, әсіресе акуыз бен тасымалдағыш арасында жаңа ковалентті байланыс кұрылады. Химиялык әдістер колдана отырып алынған иммо- билизденген ферменттердің препараттары екі басты артыкшылыктырға ие. Біріншіден, ферменттің тасымалдағышпен ковалентті байланысы түзілген конъюгаттын жоғары беріктілігін камтамасыз етеді. Мұндай жағдайды pH және температура сиякты кен аукымда түрлендіру бары- сында фермент тасымалдағышпен десорбпияланбайды және оның ре- акциясымен катализденген тын өнімді ластамайды. Бүл медициналык және тамак тағайындауларындағы процестерді жүзеге асыру бары- сында, сондай-ак аналитикалык жүйелерді түракты және туындылык нәтижелерді камтамасыз ету барысында аса манызды. Екіншіден, ферменттердін химиялык модификациясы олардың субстратты спеп- ификасы, катализдік активтілігі мен тұрактылығы сиякты касиеттерін едәуір өзгертуге кабілетті. Ферменттердін химиялык иммобилизациясы дәрежесі тәжірибе жасаушынын кабілетіне тәуелді аныкталатын өнер. Тәжірибе жасаушынын негізгі тапсырмасы фермент молекуласындағы жаңа ковалентті байланысты оның катализдік активтілігін айкындау үшін манызды емес функционалды емес топтарды пайдалана отырып калыптастыруда жатыр. Ферменттің химиялык модификациясы кезінде 210 VI тарау оның белсенді орталығын корғау кажет. Иммобилизациялаудың әртүрлі әдістерін салыстыру барысында ірі аумакты биотехнологиялык проце- стерге арналған химиялық әдістер күрделі әрі кымбат болғандыктан аса тартымды емес болып көрінеді. Өнеркәсіптік процестерде әдетте физикалык иммобилизациялаудың сол немесе баска әдістері пайдал- нылады. Тәжірибеде иммбилизаиия бірнеше әдістермен бірмезгілде жүзеге асады. Сонымен, ферменттерді ковалентті байланыспен түрактандыру барысында олардын молекулалары мен матрицасы арасында әдетте ковалентті емес эсер пайда болады. Фермент молекуласын төмен мо- лекулалы заттармен немесе зарядталған топтамалары бар ерігіш по- лимерлермен алдын-ала химиялык модификациялау әдістері белгілі, ол мұндай модификацияланған акуыздардың молекулаларының электростатикалык зарядын өзгертеді. Бұл кабаттың ендігі арала- стыру жылдамдығына тәуелді. Сондыктан соңғысын өсіру неме се колонкадағы иммобилизацияланған ферменті бар ерітіндінің ток жылдамдығы ферментті реакциялардың жылдамдығын көбейтеді. Ішкі диффузиялык барьер полимерлі матрицаның ішкі торындағы субстраттың бос диффузиясының шектелуі салдарынан пайда болады. Қазіргі уакытта көптеген ферменттердің иммобилизациясынын әдістері жасалған. Сонын кейбірі төменде келтірілген: Адсорбция немесе ион аямасу катализді, рибонуклеазаны, аглюкози- дазаны, пепсинді, трипсинді, аспарагиназаны иммобилиздейді. Гельге енгізумен лактатдегидрогеназаны, глюкооксидазаны, перок- сидазаны, гексакиназаны, рибонуклеазаны, сілтілік және кышкыл фосфатазаны, амилазаны, трипсинді, альдолазаны алады. Тасымалдағышпен көлденең «тігу» лактатдегидрогеназа, глюкоокси- даза, пероксидаза, рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, трипсин, аде- нозинтрифосфатаза, альдолаза үшін пайдаланылады. Тасымалдағышқа ковалентті байланыс қыстырумен (амидті әдіс) рибонуклеазаны, холинэстеразаны, дезоксирибонуклеазаны, ин- вертазаны, трипсинді, аспарагиназаны, аденозинтрифосфатазаны иммобилиздейді. Карбоидты әдіс глюкооксидаза, пероксидаза, рибонуклеаза, сілтілік фосфатаза, дезоксирибонуклеаза, трипсин, аспарагиназа үшін пайда ланылады. Бромициан-әдіс ацетилхолинэстераза, холинэстераза, аспарагина- заға тэн. |