химический каталог




Введение в биотехнологию

Автор М.Е.Бекер

сто на мембранах. Благодаря этому ферменты сохраняют свою активность длительное время. В технологии долгое время применялись препараты свободных ферментов; в таком состоянии срок их использования был коротким — один производственный цикл. Достижения молекулярной биологии привели к детальному изучению строения многих ферментов. Раскрыт аминокислотный состав ряда ферментных белков, их пространственная конфигурация, выявлены активные центры, значение различных функциональных групп в проявлении каталитической активности фермента и т. д. Это позволило создать теоретическую базу для производства ферментов пролонгированного действия или, как их называют, иммобилизированных, фиксированных или связанных ферментных препаратов. Сущность иммобилизации ферментов — прикрепление их в активной форме к нерастворимой основе или заключение в полупроницаемую мембранную систему. Прикрепление фермента к носителю осуществляется адсорбционно, химической связью или путем механического включения фермента в органический или неорганический гель (в капсулу и т. п.). При этом допускается прикрепление фермента только за счет функциональных групп, не входящих в активный центр фермента и не участвующих в образовании фермент-субстратного комплекса. Носитель фермента или матрица может иметь вид зернистого материала, волокнистой структуры, пластинчатой поверхности, пленок или тканей, полых волокон, трубочек, капсул и т. д. Имеет значение размер частиц носителя, Важно иметь большую поверхность, поэтому рекомендуются небольшие частицы диаметром ОД—0,2 мм. Носитель фермента может быть как природное вещество, так и синтетический полимер. Для иммобилизации широко применяют целлюлозу или ее производные — кислую кар^оксиметилцеллюлозу, ацетоэтилцеллюло-зу и др. Целлюлоза в воде набухает и ее гидроксильные группы присоединяют определенные участки молекулы фермента. Из синтетических носителей можно назвать карбоксильные или сульфо-ксильные хлориды в виде полимерных ионообменных смол, диазо-тированный полиаминостерин, нитратные сополимеры метакрило-вой кислоты и др.

Процесс иммобилизации фермента можно продемонстрировать на примере связывания глюкоамилазы с носителем аце-тилэтилцеллюлозы. Носитель сначала выдерживают сутки в дистиллированной воде для набухания. Затем при перемешивании к

204 набухшей ацетилцеллюлозе добавляют сначала натрий-ацетатный буфер с рН 5,5, а затем раствор очищенного фермента; после перемешивания к смеси прибавляют поперечно сшивающий агент — глутаровый альдегид. Последний образует амидную связь между аминогруппой носителя и карбоксильной группой ферментного белка. Через несколько часов полученный препарат промывают последовательно натрий-ацетатным буфером и раствором хлористого натрия для удаления сорбированного на носителе белка. Иммобилизированный таким образом фермент хранят под слоем воды или буфера при 3—5°С.

Ферменты представляется возможным прикрепить к поверхности носителя путем сорбции к ионитам — катионитам (содержащие активные кислотные группы) или к анионитам (содержащим преимущественно основные группы). В качестве сорбентов — носителей ферментов часто используют гель гидроокиси алюминия или фосфата кальция, диатомит, модифицированный крахмал, бентониты, кизельгуры и др. Сорбцию ферментов осуществляют либо в колонках путем пропускания раствора фермента с определенной скоростью через слой ионитов, либо в реакторах, в которых сорбент определенное время перемешивают с раствором фермента. Полученный продукт затем используют как иммобилизованный ферментный препарат. Адсорбция фермента к носителю не обеспечивает их длительную стабилизацию. Более длительную стабилизацию обеспечивает ионообменное связывание фермента, например на модифицированных ионообменных целлюлозах.

Широкое распространение в некоторых странах находят различные методы включения фермента в гель. В процессе полимеризации геля молекулы фермента часто связываются, и тогда фермент оказывается заключенным внутри ячеек геля. Размеры пор геля должны быть меньше размера молекул фермента, но они не должны препятствовать доступу субстрата к ферменту. Для иммобилизации ферментов и целых клеток микроорганизмов широко используют акриламидный гель.

В настоящее время разработаны методы иммобилизации множества ферментов. Некоторые из них приведены в табл. 22. Как видно из таблицы, один и тот же фермент можно иммобилизовать несколькими методами. Так, лактатдегидрогеназу можно включить в гель, прикрепив к носителю поперечной сшивкой; аспара-гиназу — прикрепить к носителю сорбционным путем или химической (ковалентной) связью и т. д.

В Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР разработан метод включения клеток Mycobacterium globi-formis в полупроницаемые мембраны из поливинилового спирта. Для иммобилизации клеток был приготовлен 10%-ный раствор

205

Таблица 22 Известные методы иммобилизации некоторых ферментов

Метод иммобилизации

Адсорбция или ионный обмен

карбоимидньш методом

206

Наименование фермента

Номер фермента по классификации

страница 72
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в биотехнологию" (2.32Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сколько стоит лимузин в прокат
светильники ламп mr16
ДРЕНАЖНИК 170/9
снять в аренду кладовку для хранения личных вещей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.03.2017)