İmmobilize enzimler ve kullanımları

immobilize enzimlerin kavramı 20. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Bu arada, 1916'da, karbon sükroz üzerinde adsorbe katalitik aktiviteyi muhafaza ettiği bulunmuştur. 1953 yılında, D. ve N. Shleyt Grubhofer birinci bağlama pepsin, amilaz, bir çözünmeyen taşıyıcı karboksipeptidaz ve RNaz gerçekleştirilir. immobilize enzimin kavramı 1971 yılında yasallaştı O Enzim Mühendisliği ilk konferans oldu. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Şu anda, bu 20. yüzyılın ikinci yarısında olduğundan daha geniş bir anlamda, hareketsiz kılınmış enzimin kavramı. Biz daha ayrıntılı olarak bu kategoriyi düşünün.

genel bakış

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. yapay çözünmeyen taşıyıcı ile bağlantılı bileşikler - ve enzimler mmobilizovannye. Aynı zamanda onların katalitik özelliklerini korur. Şu anda, bu işlem, iki yönden kabul edilir - protein moleküllerinin hareketi tam ve kısmi serbestlik sınırları içinde.

haysiyet

. Bilim adamları immobilize enzimlerin bazı yararları bulduk. Heterojen katalizörler olarak hareket ederek, kolaylıkla tepkime ortamından ayrılabilir. может быть многократным. çalışmalar, immobilize enzimlerin kullanımının tekrarlanan edilebileceği bulunmuştur. bağlama işleminde bileşikleri özelliklerini değiştirmek. Bu alt-tabaka özgüllüğü, stabilite kazanır. Ancak, bunların etkinliği çevresel koşullara bağlıdır başlar. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. İmmobilize enzimler stabilite dayanıklı ve yüksek derecede vardır. O binlerce, on binlerce kere serbest enzimin, örneğin, daha fazlasıdır. Bütün bu enzimleri orada hareketsiz hale getirildiği teknolojinin yüksek verimlilik, rekabet gücü ve karlılığı sağlar.

taşıyıcılar

J .. Porath yere malzemelerin temel özellikleri immobilizasyonu için kullanılabilir belirlenmiştir. taşıyıcıları olması gerekir:

1. Insolubility.
2. Yüksek biyolojik ve kimyasal kararlılık.
3. hızlı aktivasyonu için kapasitesi. taşıyıcı bir tepkiyen türe dönüştüren bir kolaylıkla hareket ettirmek zorundadır.
4. Büyük hidrofilik.
5. Gerekli geçirgenlik. Bu gösterge enzimler ve koenzimler, reaksiyon ürünleri ve alt tabakalar için de kabul edilebilir olmalıdır.

Şu anda, tam bu talepleri yerine olacak hiçbir malzeme yoktur. Bununla birlikte, uygulamada, özel durumlar belli bir kategorideki enzimlerin immobilizasyonu için uygun olan taşıyıcılar olarak kullanılabilir.

sınıflandırma

, разделяются на неорганические и органические. bileşikler, immobilize enzimlerin dönüştürülmektedir ile iletişim içinde olan malzemenin doğasına bağlı olarak, inorganik ve organik ayrılmıştır. birçok bileşik bağlanması, polimerik taşıyıcı ile gerçekleştirilir. Bu organik materyaller iki sınıfa ayrılır: doğal ve sentetik. Bunların her birinde, sırayla, yapısına bağlı olarak grupları ayırmak. İnorganik taşıyıcı ağırlıklı olarak cam malzeme, seramik, kil, silika, grafit, karbon siyahı ile temsil edilmektedir. Malzemeler popüler kuru kimya yöntemleri ile çalışırken. İmmobilize enzimler bir taşıyıcı film kaplanarak elde edilen titanyum oksit, alümin, zirkonyum, hafniyum ya da organik polimerlerin proses. malzemelerin önemli bir avantajı rejenerasyon kolaylığıdır.

protein taşıyıcılar

En popüler lipit, polisakkarit ve protein malzemeler. Sonuncular içinde yapısal polimerler sağlamaktır. Bunlar temel olarak kolajen, fibrin, keratin, ve jelatin bulunur. Bu tür proteinler ortamında yaygındır. Bunlar mevcut ve ekonomiktir. Buna ek olarak, bağlantı için fonksiyonel grupların çok sayıda var. Proteinler biyobozunurluğu farklıdır. . Bu tıpta immobilize enzimlerin kullanımını genişletmek için izin verir. Bu arada, protein ve negatif özellikleri vardır. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. Protein taşıyıcı immobilize enzimlerin kullanılmasının dezavantajları geçmişteki yüksek bağışıklık, ve aynı zamanda bunların reaksiyon sadece belirli gruplar uygulamak için bir fırsattır.

aminosaharidy Polisakkaritler

Bu maddeler, çoğu zaman kitin, dekstran, selüloz, agaroz ve türevleri kullanılır. polisakkaritler için lineer zincirli çapraz bağlı epiklorohidrin çapraz reaksiyonlar daha dirençliydi. Çeşitli iyonik grupların ağ yapısı oldukça serbest tanıtılmaktadır. Kitin karides ve yengeç endüstriyel işleme bir atık ürün olarak büyük miktarlarda birikmektedir. Bu malzeme kimyasal olarak dirençli farklı ve iyi tanımlanmış bir gözenek yapısına sahiptir.

sentetik polimerler

Bu grup malzemeler ve kullanılabilirlik büyük bir çeşitlilik vardır. Bu akrilik asit, stiren, temel polimerler içeren polivinil alkol, poliüretan ve poliamid polimerler. Bunların çoğu farklı mekanik mukavemete sahiptir. Dönüşüm sırasında, geniş bir yelpazede, çeşitli işlevsel grupların sokulması üzerine gözenek boyutuna değiştirme olasılığını sağlar.

bağlama yöntemleri

Şu anda, iki temelde farklı varyantlar immobilizasyon vardır. Birinci taşıyıcı madde ile kovalent bağlar olmayan bileşiklerin hazırlanmasıdır. Bu yöntem, fizikseldir. Bir başka düzenleme, malzeme ile kovalent bağ oluşumunu kapsar. Bu kimyasal yöntem,.

emme

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. nedeniyle dispersiyon, hidrofobik, elektrostatik etkileşimler ve hidrojen bağlarına taşıyıcı yüzey üzerinde ilacın tutma ile elde edilen enzimler immobilize ile. Adsorpsiyon elemanlarının hareketliliği sınırlayan ilk yoludur. Ancak şu anda bu seçenek alaka kaybetmemiştir. Ayrıca, adsorpsiyon endüstrisinde immobilizasyon en yaygın yöntem olarak kabul edilir.

özellikle yolu

Bilimsel literatürde, adsorbsiyon yöntemi türetilmiş 70 enzimlerin fazla açıklamaktadır. avantajlı olarak gerçekleştirilir taşıyıcılar gözenekli cam, çeşitli killer, polisakkaritler, alüminyum oksit, sentetik polimerler, titanyum ve diğer metaller de. Bu durumda, ikincisi daha sık kullanılmaktadır. taşıyıcı malzemeye ilacın adsorpsiyon etkinliği gözeneklilik ve özgül yüzey tarafından belirlenir.

hareket mekanizması

Çözünmeyen malzeme enzim adsorpsiyonu basittir. Bu durumda, ilaç taşıyıcının sulu bir çözeltisi ile temas ile elde edilir. Bu bir statik veya dinamik bir şekilde alabilir. Enzim çözeltisi, örneğin, titanyum hidroksit, taze çamur ile karıştırılır. Daha sonra, yumuşak koşullar altında, bileşik kurutulur. Bu tür hareketsiz neredeyse% 100 olduğu zaman, enzim aktivitesi muhafaza edilir. Ne zaman taşıyıcının gramı başına 64 mg spesifik bir noktasına ulaşır.

olumsuz yönleri

dezavantajları, enzim ve bir taşıyıcı bağlanmasının düşük adsorpsiyon gücü içerir. değişim prosesinde reaksiyon koşulları belirgin kaybı elemanları, ürün kirlenmesi, protein desorpsiyon olabilir. bağlama desteklerin gücünü artırmak için modifiye edilmiştir. Özel olarak, malzeme, metal iyonları, polimerler ve çok-işlevli ajanlarla diğer hidrofobik bileşikler ile muamele edilmiştir. Bazı durumlarda, ilacın kendisi modifikasyona tabi tutulur. Ama yeterince sık, bu onun aktivitesinde bir azalmaya yol açar.

jelde Eklenmesi

Bu seçenek nedeniyle teklik ve sadelik oldukça yaygındır. Bu yöntem, tek tek elemanlar için, aynı zamanda multiehnzimnyh kompleksleri için sadece uygundur. jel Eklenmesi iki yöntem ile gerçekleştirilebilir. İlk durumda, ilacın bir sulu monomer çözeltisi ile bir araya getirilmekte ve daha sonra polimerizasyonun gerçekleştirin. Bu, hücreler içinde enzim molekülleri içeren jel uzamsal bir yapı ile sonuçlanır. İkinci durumda, ilaç bitmiş polimer sokulur. Daha sonra, bir jel haline dönüştürüldü.

saydam yapıların tanıtımı

Bu yöntemin özü alt-tabaka ayrılan sulu enzim çözeltisi hareketsiz oluşur. Bu yarı geçirgen bir zar kullanılır. Bu kofaktör ve substratların düşük molekül ağırlıklı bileşenler geçer ve büyük enzim molekülleri tutar.

mikrokapsülleme

saydam yapıda tanıtımı için çeşitli seçenekler vardır. Bunlardan en ilginç lipozomlar protein mikrokapsülleme ve dahil edilmesidir. İlk seçenek T. Chang tarafından 1964 yılında ortaya atıldı. Bu enzim solüsyonu duvarları, yarı geçirgen bir polimerden yapılmış olan kapalı bir kapsül içerisine dahil edilmesidir oluşur. interfasiyel polikondensasyon bileşiklerinin reaksiyonunun neden olduğu zar yüzeyinin görünüşü. Bunlardan biri, organik ve diğer içinde çözülür - sulu fazda. Bir örnek,-size (organik faz) ve 1,6-heksametilendiamin (sırasıyla, sulu faz) sebasik asit halid polikondensasyonu ile elde edilen bir mikrokapsülün oluşumu söz edilebilir. membran kalınlığı bir mikrometre yüzde biri olarak hesaplanır. yüzlerce mikrometreye ya da on - kapsüller değeri.

lipozomlar içine İçerme

immobilizasyon Bu yöntem mıkroenkapsulasyonun yakındır. Lipozomlar lamelli veya küresel Lipit katmanları sistemlerinde sunulmaktadır. Bu yöntem, birinci organik çözücünün buharlaştırılması gerçekleştirilir lipid çözeltisi lipozomlann ayrılması 1970'li yıllardan F kullanılmıştır. Geri kalan ince film enzim mevcut olduğu sulu bir çözelti içinde dağıtılır. Bu işlem sırasında, lipit iki tabakalı yapıların kendini düzenlemesi. . Tıpta bu immobilize enzimler Oldukça popüler. Bu moleküllerin çoğu biyolojik membranların lipid matrisi içerisinde lokalize olmasından kaynaklanmaktadır. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. lipozomlar dahil immobilize enzimler çalışma izin tıp araştırma malzemesi önemlidir ve yaşam süreçlerinin kalıplarını anlatmaktadır.

Yeni bağlantıların oluşumu

Yeni kovalent zincirleri oluşturarak ve doğal enzimlerin arasında Hareketsizleştirme endüstriyel kullanım için en kütle üretim biyokatalizör olarak kabul edilmektedir. fiziksel yönden farklı olarak, bu seçenek molekülü ve malzemenin geri dönüşü olmayan bir ve kuvvetli bir bağ sağlar. Onun eğitim genellikle ilaç istikrar eşlik eder. Bununla birlikte, taşıyıcı 1 dakika kovalent bağlama nispetle enzimin yer katalitik işlemi gerçekleştirmek belirli zorluklar yaratır. Molekül, ekleme tarafından malzemeden ayrılmaktadır. genellikle poli ve çift fonksiyonlu ajanlar hareket gibi. Bunlar, özellikle, hidrazin, siyanojen bromür, glutaraldehit dialgedrid, sülfüril klorür ve benzerleri. Örneğin, ortamdan galaktosiltransferaz enzimi türetmek ve aşağıdaki dizi _{-CH2-NH- (CH2) 5-CO-} yerleştirilmiş için. Böyle bir durumda, ucun yapısı ve taşıyıcı molekül içinde mevcut bulunmaktadır. Hepsi kovalent bağlarla bağlanmıştır. temel önemi reaksiyonunda fonksiyonel grupların sokulması için ihtiyaç arasında, elementinin katalitik fonksiyonu için gerekli değildir. Bu nedenle, genellikle, glikoproteinler, taşıyıcı proteine bağlandıkları fazla değildir ve karbohidrat yarımı ile. Sonuç, daha kararlı ve aktif immobilize enzimdir.

hücreler

Yukarıda açıklanan yöntemler biyokatalizi her türlü evrensel olarak kabul edilir. Bu, inter alia, bulunan hücreleri, hücre içi yapıları, son zamanlarda yaygın hale immobilizasyon içerir. Bu aşağıdakilerden kaynaklanmaktadır. hücrelerin hareketsiz gerekli değilken izole etmek ve reaksiyonda kofaktör uygulamak için enzim preparatları saflaştırmak için. Bunun bir sonucu olarak, sürekli olarak meydana gelen çok-aşamalı işlemler gerçekleştirmek sistemleri elde etmek mümkün hale gelmektedir.

hareketsizleştirilmiş enzimlerin kullanılmasıdır

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Veteriner tıpta, sanayi ve diğer sanayi yukarıdaki yöntemlerle elde edilen oldukça popüler ev hazırlıkları vardır. Tükenen uygulama yaklaşımları vücutta ilaçların hedeflenen teslim uygulanması sorunlara bir çözüm sağlar. İmmobilize enzimler minimum toksisite ve alerjik reaksiyon ile uzun etkili ilaçlar elde etmek için izin verilir. Şimdi bilim adamları mikrobiyolojik yaklaşımlar kullanılarak, kütle ve enerjinin biyolojik dönüşümünün ile ilişkili problemleri çözmek. Bu arada, teknoloji ve hareketsiz enzimleri yapma çalışmalarına önemli bir katkı. Gelişim umutları geniş yeterince bilim adamları vardır. Yani, gelecekte çevre üzerinde kontrol sürecinde kilit rollerden biri yeni analiz türlerine ait olmalıdır. Özellikle biyolüminesens ve sorunu enzyme immunoassay. Özel önem lignoselülozik besin stoklarının işlenmesinde gelişmiş yaklaşımlardır. İmmobilize enzimler zayıf sinyaller amplifikatörler olarak kullanılabilir. Aktif sitesi sonikasyon, mekanik stres altında olduğu veya fitokimyasallar dönüşümler maruz medya, etkisi altında olabilir.