Иммобилизденген фермент

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 35 бет
Таңдаулыға:

Аннотация

Беттер Кесте Библ.

Ферменттер, сыра, ашытқы автолизаты, ашытқы РНҚ-сы, иммобилизация, индукция, уыт

Бұл курстық жұмыс үш бөлімнен тұрады: кіріспеден, аналитикалық шолу, тәжірибелік бөлім, өндірістің тіршілік қауіпсіздігі және еңбекті қорғау, қорытынды және қоланылған әдебиеттер.

Аналитикалық шолу келесі бөлімдерден тұрады: ферменттер туралы жалпы мәліметтер, ферменттерді иммобилизациялау тәсілдері, иммобилизденген ферменттердің, микроб клеткаларының физиологиялық - биохимиялық белсенділігіне иммобилиздеудің әсері, иммобилизденген биокатализаторлар негізіндегі биотехнологиялық өндірістер. Яғни, бұл бөлімде иммобилизденген ферменттерді пайдаланылатын орындары туралы жазылған.

Екінші бөлімде, ашытқы өндірісі, микробиологиялық негіздер туралы мәліметтер берілген.

Үшінші бөлім - ферменттер өндірісіндегі қауіпсіздік ережелері және ҚР заңдарына сәйкес еңбекті қорғау туралы баяндалады.

Курстық жұмыстың мақсаты

Ферменттер, сыра, ашытқы автолизаты, ашытқы РНҚ-сы, иммобилизация, индукция, уыт

Мазмұны

Аннотация. .

Нормативтік сілтеме. .

Анықтамалар. .

Қысқартылған сөздер мен белгілер.

Кіріспе.

1 Аналитикалық шолу . . .

1. 1 Иммобилизденген ферменттерге жалпы сипаттама.

1. 2 Микроб клеткаларының физиологиялық-биохимиялық белсенділігіне иммобилиздеудің әсері

1. 3 Ферменттерді иммобилиздеудің тәсілдері . .

1. 4 Иммобилизденген биокатализатор негізіндегі биотехнологиялық

өндірістер

1. 5 Иммобилизденген ферменттердің артықшылықтары.

1. 6 Негізгі шикізат - мелассаның құрамы . . .

1. 7 Меласса құрамының ашытқы шығуы мен сапасына ықпалы.

2 Тәжірибелік бөлім. .

2. 2 Тәжірибе әдістемесі.

2. 2. 1 Ашытқы өндірісі. .

2. 2. 2 Дайын өнімге сипаттама.

2. 3 Микробиологиялық негіздері.

2. 4 Сыра өндірісінің технологиясына сипаттама . . .

2. 5 Сыра өндірісінің технологиялық жүйесі. .

2. 6 Сыраға сипаттама

3 Тіршілік қауіпсіздігі. .

Қорытынды.

Қолданылған әдебиеттер . . .

Анықтамалар

Иммобилизденген фермент деп ерімейтін тасымалдағыштармен жасанды байланысқан, бірақта өз каталитикалық қасиетін сақтаған ферменттер.

Витаминдер дегеніміз - азық - түлікте, жем - шөпте шағын мөлшерде ғана кездесетін, ал адам мен жануар организімінде бірқалыпты тіршілік үшін өте қажет төменгі млекулалы органикалық заттар.

Пробиотиктерді адамға пайдалы микроорганизмдерді өсіретін азықтық қоспа деп санау қабылданған

Симбиотиктер - құрамында пробиотик және пребиотик бар комплексті препарат.

Антибиотик дегеніміз - ауруға қарсы тұру қабілеті бар микробтар туындысы.

Ашытқылар - ашу процесін жүргізетін микроорганизмдер

Ферменттер - химиялық реакцияларды жылдамдататын биокатализаторлар

Қысқартылған сөздер мен белгілер

ИММК - иммобилизденген молекулярлы комплекс РНҚ - тилорон

МО - интерферон активтілігінің халықаралық бірлігі

α/β ИФН - 1 - типтегі интерферон

рекИФН - рекомбинантты ИФН

РНҚ- рибонуклейн қышқылы

мг - милиграмм

нм - нанометр

мкм - микрометр

мл - миллилитр

СТТ - салынатын торай тестикуласы

Ф - фермент

Кіріспе

Қолданбалы энзимологияның дамуы 20 ғасырдың 60-шы жылдарында жаңа серпіліс алды. Химия мен биология ғылымдарының қилысу нүктесінің кульминациясында ғылымның жаңа саласы - инженерлі энзимология пайда болды. Оның мақсаты ферменттерді бөліп алудың прогрессивті тәсілдерін дамыту, оларды тұрақтандыру және иммобилизация; қажетті қасиеттері бар катализатарларды құрастыру және оларды қолдануға ғылыми негіз дайындау.

Инженерлі энзимологияның дамуында маңызды сатысы - иммобилизденген ферментті алу тәсілдерін дамыту және иммобилизденген ферментерді қолдану. Иммобилизденген ферменттердің медицинадағы маңызы өте үлкен. Мысалы дәрілік ортада иммобилизденген ферметтерді қолдану. Жұмыстың практикалық маңызы дәрілік заттарды тасымалдауға арналған.

Алғашқы рет иммобилизденген фермент термині 1971 жылы инженерлі энзимологияның конференциясында көрсетілген.

Иммобилизденген ферменттердің бос молекулалармен салыстырғанда бірқатар артықшылықтары бар. Ең алдымен мұндай ферменттер гетерогенді катализаторлар, реакциялық ортадан оңай ажырайды, көпқайтара қолданыла береді және каталитикалық процесстің үздіксіздігін қамтамасыз етеді.

Сыра өндірісінде ферменттердің ролі зор, олар ашу процесіне қатысады.

1 Аналитикалық шолу

1. 1 Иммобилизденген ферменттерге жалпы сипаттама

1916 жылдың өзінде Дж. Нельсон және Гриффин көмірде сорбирленген сахароза өз каталитикалық активтілігін сақтайтынын көрсетті, тек 1953 жылы ғана Н. Грубхобер және Д. Шлейт алғаш рет ерімейтін тасымалдағышта амилазаның, пепсиннің және карбоксипептидазаның ковалентті байланысын іске асырды.

Иммобилизденген ферменттердің бірқатар артықшылықтары бар. Ең алдымен мұндай ферменттер гетерогенді катализаторлар, реакциялық ортадан оңай бөлінеді, көп қайтара қолдананыла береді және каталитикалық процестің үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, иммобилизация фермент қасиеттерін өзгертеді: тұрақтылық, орта параметрлеріне активтіліктің тәуелділігі. Иммобилизденген ферменттер өміршеңді және бос энзимдерге қарағанда тұрақты. Барлық айтылғандар, иммобилизденген фермент қолданатын технологияларға жоғары үнемділікті, ұтымдылықты және бәсекелестікті қамтамасыз етеді.

Иммобилизациялық ферменттер үшін тасымалдағыштар. Ферменттерді иммобилизациялауға қолданылатын материалдар келесідей негізгі қасиеттерге ие болуы керек: ерімеуі; жоғары химиялық және биологиялық тұрақтылық; айтарлықтай гидрофильділік; ферменттер, коферменттер және субстраттар, реакция өнімдері үшін де өткізе алу қабілеті; тасымалдағыштың оңай активтелу қабілеті (реакцияға қабілетті формаға өтуі) .

Шындығында жоғарыда айтылған талаптарға тасығыштардың түгелдей дерлігі жауап бермейді. Бірақта нақты жағдайда белгілі ферменттер үшін тасығыштардың кең таңдауы бар.

Табиғатына байланысты тасығыштар органикалық және бейорганикалық болып бөлінеді.

Органикалық полимерлі тасымалдағыштар. Көптеген ферменттерді иммобилизациялау табиғаты органикалық полимерлі тасығыштарда іске асады. Органикалық полимерлі тасымалдағыштарды екі классқа бөлуге болады: табиғи және синтетикалық полимерлі тасымалдағыштар. Өз кезегінде органикалық полимерлі тасығыштардың кластарының өзі құрлымына байланысты топтарға бөлінеді. Табиғи полимерлердің арасынан бөледі, ақуызды, полисахаридті және липидті тасымалдағыштар, ал синтетикалық арасынан - полиметиленді, полиамидті және полиэфирлі.

Табиғи тасымалдағыштардың артықшылығына олардың оңай табылатындығы, көпфункциялылығы және гидрофилділігі ал кемшіліктері - биодеградациялануы және бағасының жоғарылығы.

Полисахаридтердің ішінен иммобилизация үшін жиі қолданатыны, целлюлоза, декстран, агароза және олардың туындылары. Химялық тұрақтылық қабілетін беру үшін целлюлозаның және декстранның линиялық тізбегіне көлденең эпихлоргидринмен тігеді. Алынған торлы құрлымға әртүрлі иногенді топшаларды ендіру оңай.

Табиғи аминосахаридтерден иммобилизация үшін тасығыш ретінде хитинді қолданады ол крабты өндірістік өңдеу процесінде қалдық түрінде жиналады. Хитин химиялық тұрғыдан тұрақты және жақсы айқындалған саңылаулы құрлымы бар.

Ақуыздар арасынан тасымалдағыш ретінде кератин, фиброин, коллаген тәрізді протеиндерді және коллагеннің өңделген өнімі - желатин қолданылады. Бұл ақуыздар табиғатта кең таралған сондықтан жеткілікті мөлшерде табу оңай, арзан және ферменттерді байланыстыру үшін көптеген функциональды топтары бар. Ақуыздар биодеградациялануға қабілетті ол өз кезегінде иммобилизацияланған ферметтерді медициналық мақсатта конструкциялауда маңызды.

Синтетикалық полимерлі тасымалдағыштар. Материалдың көптігіне және түрлілігіне байланысты бұл топ материалдары иммобилизация тасығыштары үшін кең қолданылады. Оларға стирол, акрилді қышқыл, поливинилді спирт; полиамидті және полиуретанды полимерлер негізіндегі полимерлер жатады. Синтетикалық полимерлі тасығыштардың көпшілігі механикалық беріктікке ие. Кейбір синтетикалық полимерлер әртүрлі физикалық формада (труба, талшық, гранулалар ) түрінде шығарылуы мүмкін. Бұл қасиеттердің барлығы әртүрлі тәсілдермен ферменттерді иммобилизациялауда пайдалы.

Табиғаты бейорганикалық тасығыштар. Тасығыштар ретінде кең қолданатыны шыныдан жасалған материалдар, батпақ, керамикалар, графит, силикагель сонымен қатар, силохромдар, металл оксидтері. Оларды химиялық модификацияға түсіруге болады, сол үшін тасымалдағыштарды алюминий оксидтерімен, титанмен, гафниямен, цирконимен қаптайды немесе органикалық полимерлермен өңдейді. Бейорганикалық тасығыштардың негізгі артықшылығы - регенерацияның оңайлығы. Синтетикалық полимерлер тәрізді бейорганикалық тасымалдағышқа кез - келген форманы беруге болады және оларды саңылаулықтың қалаған дәрежесінде алуға болады.

Қазіргі уақытқа дейін ферменттерді иммобилизациялау үшін көп мөлшерде әртүрлі тасымалдағыштар жасалған. Бірақта әрбір жеке ферменттер үшін тасығыштың оптималды нұсқаларын және иммобилизациялау тәсілдерін таңдау керек.

Иммобилизденген ферментердің рН тәуелділігінің өзгеруі. Иммобилиздеу барысында ферменттердің бастапқы немесе ұтымды параметрлерінің (протондардың таралуы) өзгеруі, олардың рН тәуелділігінің өзгеруіне әкелетіні анықталды. Бұл құбылыстар полииодық матрицалардың протондардың таралуына әсер етуімен немесе полимерлік матрицаның протондарының диффузиясының шектелуіне негізделген.

Бос ерітінді фазасы мен ферменттердің микроқоршауының арасында протондарды қайта таратуды туғызатын қабілеті зарядталған (иондалған) топтардың бар болуына негізделген полиионды матрицалардың жалпы қасиеті болып табылады. Сонымен қатар полииондар протондарды концентрациялауға тырысады, мұнда иммобилизденген ферменттердің айналасындағы pH- ты төмендетеді, ал бұл жағдайларда поликатиондар әдеттегідей протондарды тебеді, сол арқылы pH-ты жоғарылатады.

Фермент иммобилизденген полимерлік матрица фотондардың бос диффузиясына кедергі жасауы мүмкін, ол әсіресе pH жоғарылағанда байқалады. Биохимиялық реакциялардың басқа өнімдерінің көпшілігіне қарағанда протондар ферменттердің концентрациясы төмен болған жағдайларда да олардың белсенділігіне әсер етеді. Сондықтан иммобилизденген ферменттің pH-қа сезімталдылығын анықтағанда микроқоршауда pH-тың мәні ерекшеленеді.

Иммобилизденген ферменттердің тұрақтылығы.

Иммобилизденген ферменттердің технологиялығының негізіне олардың жоғары тұрақтылығы жатады.

Ферменттердің инактивациясын әр түрлі физикалық (температура, сәлелендіру, ультрадыбыс және т. б. ) және химиялық факторлар шақыратыны белгілі, олардың әсерінің негізіне келесі молекулалық механизмдер жатады:

- сутекті байланыстар және гидрофобтық әрекеттесулер арқасындағы агрегация;

- полипептидтік тізбегі үзілу нәтижесінде және ферменттердің функционалды топтарының тотығуы нәтижесінде дисульфидтік байланыстардың ыдырауы, фосфорилдену, дезаминдену т. б. модификциялар нәтижесінде бірінші реттік құрылымның өзгеруі;

- детергенттер, зәр қышқылы (мочевина), температура және т. б. әсерінен олигомерлі белок-ферменттердің суббөліктерге диссоциациялануы.

Иммобилизденген ферменттердің жоғары тұрақтылығы, олардың қозғалғыштықтардың төмендеуі немесе басып тастау салдарынан болады, осының нәтижесінде агрегация процестері және фермент молекуларының диссоциациялануы жүреді, сондай-ақ стерикалық кедергілердің пайда болуының нәтижесінде протеазалар ферменттің микроқоршауына ене алмайды және протеолизді жүргізе алмайды.

Ферменттерді тасымалдаушылардың «тығыз» саңылауына бифункционалды агенттікпен ішкі молекулалық енгізу және т. б. ферменттерді мақсатты түрде тұрақтандыру үшін ферменттің нативті конформациясын бекітуді жүргізеді.

Иммобилизденген ферменттердің ингиберленуі және активтелуі.

Нативті ферменттердің белсенділігін сипаттау үшін ерітіндіде const Vinax және Km-ді (Михаэлис константасы) пайдаланады. Микроқоршаудың қасиеттерінің вариациясы салдарынан иммобилизация осы параметрлердің өзгеруін туғызады. Мысалы, фермент молекулалары еріткіштің араласпайтын қабатымен (Нернст қабатымен) қоршалады. Ол қабатта ерітіндінің негізгі массасына қарағанда субстраттың концентрациясы аз болады, иммобилизденген ферменттерді қанықтыру үшін субстраттың концентрациясы жоғары болуы керек. Km мөлшеріне егер субстрат зарядталған болса тасымалдаушының иондық табиғаты әсер етеді. Иммобилиздеу кезінде Km-ның төмендеуі қосымша практикада артықшылықтарды береді, өйткені бос фермент жағдайымен салыстырғанда субстраттың аз концентрациясында реакция жылдамдығы жоғары болады. Km - ның жоғары болыу керісінше, реакцияның берілген жылдамдығына жету үшін бос ферментке қарағанда субстраттың көп концентрациясы керек.

Иммобилизденген және бос ферменттердің белсенділігіне төмен және жоғары молекулалы заттар, субстраттар және реакция өнімдері әсер етеді.

Төмен молекулалы заттар өзінің ферментке әсер еткен кезінде полимерлік матрицамен негізделген тарату және диффузиялық кедергілер әсеріне ұшырайды.

Жоғары молекулалы қосылыстар кеңістіктің қиыншылықтарына байланысты энзиммен әркезде байланыса алмайды.

1. 2 Микроб клеткаларының физиологиялық - биохимиялық белсенділігіне иммобилиздеудің әсері

Иммобилизденген жағдайдағы клеткалардың күйін сипаттау үшін бірқатар терминдер қолданылады:

1. «Тіршілік етуге қабілетті» (viable) иммобилизденген клеткалар - ұрпақ беруге қабілетті. Тікелей тасымалдаушы ішінде (бетінде) бөліне алатын немесе тасымалдаушыдан бөлектенгеннен кейін көбейе алатын иммобилизденген клеткалар тіршілік етуге қабілетті деп есептеледі. Сәйкесінше ұрпаұ беру қабілеттігін «жоғарлатқан» клеткалар «тіршілік етуге қабілетсіз» деп аталады (non viable) . [1] .

2. «Өсуші» (growing) клеткалар - тек иммобилизденген күйінде ғана көбейе алатын клеткалар.

3. «Өспейтін» ( non growing ) иммобилизденген клеткалар - иммобилизденген күйде бөлінбейтін, бірақ метаболиттік белсенді клеткалар.

Клетка ішілік заттардың жинақталуы есебінен өспейтін клеткалардың мөлшері мен салмағы жоғарлауы мүмкін, бұл иммобилизденген биомассаның жалпы салмағының жоғарлауына әкеледі. «Тыныштықтағы» (resting cells) терминіне қарағанда «өспейтін» терминін қолданған дұрыс, себебі біріншісіне уақытша (арнайы жағдайларға байланысты) бөлінбейтін және метаболитті белсенді емес клеткалар жатады.

4. «Тірі» (living) және «өлі» (dead) клеткалар түсініктерін қолданбау ұсынылады, себебі егер клеткада жалғыз микрооганизм қызмет етсе де, мұндай клетканы өлі деп аталуы мүмкіндігі - философиялық сұрақ болуы мүмкін.

Метаболитикалық белсенділік - клеткалардың метаболизмінің негізгі белсенділігі «көмірсулардың катаболизмі».

Синтетикалық белсенділік - иммобилизденген клеткалардың соңғы өнімді Синтездеу және секрециялау қабілеттілігі. Клеткалардың секторлы қабілетін айта кету маңызды, себебі әр түрлі қосылыстарды синтездеп, клетка ішінде жинақтайтын клеткаларды иммобилизденген күйінде қолданудың қажеті жоқ.

Иммобилизденген клеткалар негізіндегі технологиялардың дамуы клеткалардың иммобилизденген күйдегі физиологиясына байланысты көптеген жаңа, қызықты, бірақ аса қиын мәселелерді тудырады. [2] .

Қазіргі кезде бос дақылданған микроорганизмдермен салыстырғанда, иммобилизденген клеткалардың тұрақтылығының жоғарылауы жайлы мәліметтержинақталған. Иммобилизденген клеткалардың тұрақтылығы клетканың белсенділігінің ұзақтығымен көрсетіледі, сонымен қатар рН пен температура оптимумдарының кеңеюі, қоршаған ортаның жағымсыз әсерлеріне байланысты жоғары тұрақтылығы байқалады. Бос клеткаларға қарағанда иммобилизденген клеткалардың өсімі өздерінің өнімдерінің жоғары концентрацияларында тежелетіні көрсетілген.

Escherichia coli-дің рекомбинантты клеткаларын қолдануға қатысты жаңа мәліметтерде β-галактозидаза өндіретін иммобилизденген рекомбинантты клеткалардың жоғары тұрақтылығы және плазмидалардың көшірмелерінің қатысында иммобилизденген клеткалардың тұрақтылығы көрсетілген.

Иммобилизденген клеткалардың морфологиясына, физиологиясына және метаболиттік белсенділігіне әсер ететін факторлар талданып, жүйеленген, дәл осы факторлар иммобилизденген клеткалардың (микроб, өсімдік және жануар) тұрақтылығын және басқа да сипаттамаларын анықтайды:

1. Қолданылатын клеткалардың метаболизмі, тығыздығы мен тасымалдаушыға біркелкі орналасуы;

2. Тасымалдаушының қасиеттері (матрица немесе беті) ;

3. Клетка айналасындағы микроқоршаудың табиғаты;

4. Биокатализаторды қоршайтын ортаның қасиеттері.

Қорыта келгенде, иммобилизденген күйдегі клеткалардың физиологиясы мен метаболизмінің өзгеруі иммобилиздеу процесінің өзінен емес, яғни клетканың қозғалыссыз күйінен емес, ал оларды қоршаған ортаның физико-химиялық параметрлерінің өзгеруінен болып табылады.

1. 3 Ферменттерді иммобилизациялау тәсілдері

Иммобилизацияның принципиальды екі тәсілі бар: фермент және тасымалдағыш арасында ковалентті байланыс пайда болмайтыны (иммобилизацияның физикалық тәсілі) және олар арасында ковалентті байланыс пайда болатыны (иммобилизацияның химиялық тәсілі) . Бұл әдістердің әрқайсысы түрлі тәсілдермен іске асады.

Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдісі. Ерімейтін тасығышта ферментті адсорбциялау арқылы көлденең тігілген гельдің саңылауларына энзимдерді қосу жолымен жартылай өткізгіш құрлымдарда немесе екіфазалы жүйелерде іске асады.

Ерімейтін тасымалдағыштарда ферменттер адсорбциясы. Адсорбционды иммобилизация кезінде ақуыздық молекула тасымалдағыш бетінде электростатикалық, гидрофобтық, дисперсиондық әрекеттесулер және сутектік байланыстар есебіне ұсталынып тұрады. Адсорбция ферментерді иммобилизациялаудың алғашқы тәсілі болды (Дж. Нельсон, Э. Гриффин, 1916), бірақта ол қазірде өз мәнін жоймады және де өндірісте иммобилизациялы фермент алудың кең қолданылатын тәсіліне айналды. Тасымалдағыштағы ақуыз молекуласы адсорбциясының тиімділігі жеке бетпен (сорбция центрлерінің тығыздығымен) және тасымалдағыш саңылаулылығымен анықталады. Ерімейтін тасымалдағыштарда ферменттерді адсорбциялау процесі аса қарапайымдылығымен ерекшеленеді және ферменттің сулы ерітіндісінің ферментпен әрекеттесуі (статистикалық әдіс, орын ауысуда, бағаналарды пайдалану арқылы динамикалық әдіс ) нәтижесінде жүзеге асады. Осы мақсатта фермент ерітіндісін жаңа тұнбамен араластырады, мысалы, титан гидроксиді және қолайлы жағдайларда кептіреді. Иммобилизацияның мұндай нұсқасында практика жүзінде фермент активтілігі 100 пайызға сақталады, ал ақуыздың жекеленген концентрациясы 1г тасымалдағышта 64 мг жетеді.

Адсорбционды тәсілдің кемшілігіне жатқызуға болады ферменттің тасымалдағышпен байланысуының берік еместігі. Иммобилизация жағдайларының өзгеруінде ферменттің десорбциясы, оның шығындалуы және реакция өнімінің ластануы өтуі мүмкін. Фермент пен тасымалдағыштың байланысу беріктігін жоғарлату оны модификациялау (металл иондарымен өңдеу, көпфункциональды агенттермен - полимерлермен, ақуыздармен, гидрофобты қосылыстармен, липид моноқабатымен және т. б ) арқылы мүмкін. Кейде керісінше, бастапқы фермент молекуласы модификацияға ұшырайды, бірақта ол кезде оның активтілігі төмендейді.

Гельге қосу жолымен ферменттерді иммобилизациялау. Полимер гельді үшөлшемді құрлымға енгізу тәсілімен ферменттерді иммобилизациялау өзінің қарапайымдылығымен және ерекшелігімен кең таралған. Тәсіл жеке ферменттерді иммобилизациялауға ғана емес, мультиэнзимді комплекстерді де және интактты жасушаларды да иммобилизациялауға қолданылады. Бірінші жағдайда, ферментті мономердің сулы ерітіндісіне енгізеді, кейін полимеризация өткізеді, нәтижесінде ұяшықтарында молекулярлы ферментпен полимерлі гельге қосылған кеңістікті құрлым пайда болады. Екінші жағдайда, ферменті дайын полимерлі ерітіндіге салады, оны нәтижесінде гель қалыптасқан жағдайға өткізеді. Бірінші нұсқада полиакриламидтің, поливинилді спитртің, , силикагелдің гельдері қолданылады, ал екіншіде - крахмал, агар - агар, каррагинан, агароза, кальций фосфат гельдерін пайдаланады.

Гельде ферментті иммобилизациялау тасымалдағыш көлемінде энзимнің бірқалыпты бөлінуін қамтамасыз етеді. Көпшілік гельді матрицалар жоғары механикалық, химиялық, жылулық және биологиялық тұрақтылыққа ие және оның құрлымына енген ферментті көпқайтара қолдану мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Алайда, бұл тәсіл суда ерімейтін субстраттарда ферметтерді иммобилизациялауда жарамсыз болып табылады.

Жартылайөткізгіш құрлымдарда ферменттерді иммобилизациялау. Бұл тәсілмен иммобилизациялаудың мәнділігі мынада: ферменттің сулы ерітіндісін субстраттың сулы ерітіндісінен жартылайөткізгіш мембрана көмегімен бөлу, ол субстраттардың төменмолекулалы молекулаларын және кофакторларды өткізеді, бірақ ферменттің үлкен молекулаларын тұтып қалады. Бұл әдістің бірнеше модификациясы өңделген, қызықтыратыны микрокапсулдеу және липосомдарға ферментерді ендіру. [3] .

Бірінші бұл тәсіл 1964 жылы Т. Чангпен ұсынылған және оның мәні ферменттің сулы ерітіндісі тұйықталған микрокапсуланың ішіне қосылады, оның қабырғалары қалыптасады. Мембрананың пайда болуының механизімінің бірі ферменттің сулы бетінің микрокапсуласында екі қосылыстың фазааралық поликонденсациясы оның бірі суда еріген, ал келесісі органикалық фазада оған мысал ретінде помконденсация жолымен фазалардың бөліну бетінде гексаметиллендиамина 1. 6 (сулы фаза) және себацион қышқылының голгенангидриді (органикалық фаза) микро капсуланың түзілуі

Алынатын капсулалардың көлемі он және жүз микрометр, ал мембрана қалыңдығы- микрометрдің жүзден бірі.

Микрокапсулдеу әдісінің артықшылығы- қарапайымдылық универсалдылық нативті ферменті көп қайтара қолдану мүмкіндігі (фермент прорегирлемейтін субс траттан және реакция өнімдерінен қарапайым фильтрлеу жоымен інуі мүмкін ) . Микрокапсульдеу әдісі арқылы жеке ферменттер ғана емес, және мультиэнизмді комплекстер, толық клеткалар және клеткалардың жеке фрагменттерін иммобилизациялауға болады. Жоғары молекулалы субстраттарды капсулденген ферменттерге айналдыра алмауын әдістің кемшілігіне жатқызуға болады.

Иммобилизациялаудың инкапсудеу әдісіне жақыны болып ферменттердің ерітінділерін липасомдарға қосу есептеледі. Ол липидтердің сферикалық немесе ламерлярлы жүйелерінің қос қабаты. Бұл тәсіл алғаш рет 1970 жылы Дж. Вайсманмен және Дж. Сэспен ферменттерді иммобилизациялау үшін қоданылды. Липид ерітіндісінен липасома алу үшін (жиірек лецитин) органикалық еріткіште булайды. Құрамында ферменті бар липидтердің жұқа қабықшасын сулы ерітіндіде диспергирлейді. Диспергирлеу процесінде липосоманың биқабаты липидті құрлымдарының өздігінен жиналуы өтеді, оның құрамында қосылған фермент ерітіндісі бар.

Липосом құрамына қосу жолымен иммобилизденген ферменттерді көбіне медициналық және ғылыми мақсатта қолданады не ферменттердің айтарлықтай бөлігі биологиялық мембраналарда липидті матрикс құрамында клеткада жиналған, сондықтан липосомдарды зерттеу клеткадағы тіршілік процесінің заңдылықтарын зерттеуде маңызы зор.

Ферменттерді иммобилизациялаудың химиялық әдісі . Фермент және тасымалдағыш арасында жаңа ковалентті байланыс қалыптастыру жолымен ферменттерді иммобилизациялау әдісі - өндірістік биокатализаторлар алудың кең тараған тәсілі.

Физикалық әдістен айырмашылығы иммобилизациялаудың бұл тәсілі ферментпен тасымалдағыш арасында берік және қайтымсыз байланысты қамтамасыз етеді және көпшілігінде энзим молекуласын трақтандырумен сипатталады. Бірақта ферменттің тасмалдағыштан салыстырмалы бір ковалентті байланыстан қашықта болса, каталитикалық процессті іске асыруда қиындық тудырады. Ферментті тасымалдағыштан қою (вставка) көмегімен бөледі (спейсер) көбіне оның роліне бифункциональды және көпфункционалды агенттерді (бромциан, гидразин, сульфурилхлорид, глутарлыдиальдегид және т. б) алынады. Мысалы, тасымалдағыштың микроқоршауынан галактозил трансферазаны шығару үшін фермент және тасымалдағыш арасына -СН ₂ - NH - (СН ₂ ) ₅ - СО - реттілікті қояды. Бұл жағдайда иммобилизденген фермент өз құрамына өзара коваленті байланыс арқылы байланысқан тасымалдағышты қойғышты (вставка) және ферментті қосады.

Фермент иммобилизациясы үшін оның каталитикалық функциясында маңызы жоқ, функционалды топтардың қатысуы принципиальды түрде маңызды. Сонымен гликопротеиндер тасымалдағышқа фермент молекуласының ақуызды емес, көмірсулы бөлігі арқылы қосылады.

Химиялық иммобилизациялаудың барлық әдістері фермент молекуласымен әректке түсетін тасымалдағыштың реакциялы тобының табиғатына байланысты жіктеледі. Төменде ферменттерді химиялық тәсілмен иммобилизациялаудың бірқатар мысалдары келтіріледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.