Az immobilizált enzimek és azok használatáról

A koncepció a rögzített enzimek során merült fel a második felében a 20. században. Közben, vissza 1916-ban, azt találtuk, hogy szénnel adszorbeált szacharóz megtartotta katalitikus aktivitás. 1953-ban, D. és N. Shleyt Grubhofer végzett első kötési pepszin, amiláz, a karboxipeptidáz és RN-áz oldhatatlan hordozóhoz. A koncepció a rögzített enzim legalizálták 1971-ben volt az első konferenciát Enzyme Engineering. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Jelenleg a koncepció a rögzített enzim a tágabb értelemben vett volt, mint a 20. század végén. Úgy véljük, ebben a kategóriában részletesebben.

áttekintés

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. És mmobilizovannye enzimek - vegyületek, amelyeket mesterségesen kapcsolódik az oldhatatlan hordozó. Ugyanakkor azok megtartják katalitikus tulajdonságait. Jelenleg ez a folyamat tekinthető a két szempontból - korlátain belül részleges és teljes szabad mozgását fehérjemolekulák.

méltóság

. A tudósok találtak néhány előnye immobilizált enzimek. Eljáró heterogén katalizátorok, azok könnyen elválaszthatók a reakcióközegtől. может быть многократным. A vizsgálatok megállapították, hogy a immobilizált enzimek használata lehet ismételni. A folyamat során a kötő vegyületek változtatni azok tulajdonságait. Megszerzik szubsztrátum specifikus, stabilitás. Azonban a tevékenység megkezdése függ a környezeti feltételektől. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Az immobilizált enzimek tartós és nagyfokú stabilitás. Ez több, mint, például, hogy a szabad enzim a több ezer, több tízezer alkalommal. Mindez biztosítja a magas hatásfok, versenyképességét és jövedelmezőségét a technológia, amelyben vannak rögzített enzimek.

hordozók

J .. Porath meghatározta a legfontosabb tulajdonságai ideális felhasznált anyagok immobilizálására. A hordozók kell rendelkeznie:

1. Oldhatatlan.
2. Magas biológiai és kémiai stabilitását.
3. Kapacitás gyors aktiválódását. A hordozóanyagok alapvető megy könnyen egy reaktív.
4. Nagy hidrofil.
5. A szükséges áteresztőképesség. A mutatók legyenek egyformán elfogadható enzimek és koenzimek, reakciótermékek és szubsztrátok.

Jelenleg nincs anyagot, amely teljes mértékben megfelelnek ezeknek a követelményeknek. A gyakorlatban azonban, alkalmazott hordozók, melyek alkalmasak Az enzimek rögzítésére egy bizonyos kategóriába különleges körülmények között.

besorolás

, разделяются на неорганические и органические. Jellegétől függően az anyagi, a kommunikáció, amelyek a vegyületeket alakítjuk át immobilizált enzimek vannak osztva a szervetlen és szerves. Kötődése sok vegyület végezzük polimer hordozók. Ezek a szerves anyagok két osztályba sorolhatók: a természetes és szintetikus. A mindegyikük, viszont kiosztani csoportok a szerkezettől függően. Szervetlen hordozók lehetnek főként képviseli üveg anyagok, kerámia, agyag, szilícium-dioxid, grafit korom. Amikor dolgozik anyagok népszerű, száraz kémiai módszereket. Immobilizált enzimeket történő bevonásával állítottuk elő egy hordozó film a titán-oxid, alumínium-oxid, cirkónium, hafnium vagy feldolgozása szerves polimerek. Fontos előnye az anyagok a könnyű regeneráció.

protein hordozók

A legnépszerűbb lipid, poliszacharid és fehérje anyagok. Az utóbbiak közül az, hogy a strukturális polimereket. Ezek az elsősorban közé tartoznak a kollagén, fibrin, keratin, és a zselatin. Az ilyen proteinek széles körben elterjedtek a környezetben. Rendelkezésre állnak és gazdaságos. Ezen kívül van egy nagy számú funkciós csoportok összekapcsolására. A fehérjék különböznek biológiailag lebomlanak. . Ez lehetővé teszi, hogy kiterjesszék a rögzített enzimek az orvostudományban. Közben azt fehérjét és negatív tulajdonságok. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. A hátrányai az immobilizált enzimek fehérje hordozókhoz van a nagy immunogenitása az a múltban, valamint a lehetőséget, hogy végre a saját reakció csak bizonyos csoportok.

poliszacharidok aminosaharidy

Ezek az anyagok a leggyakrabban használt kitin, dextrán, cellulóz, agaróz és ezek származékai. A poliszacharidok voltak jobban ellenáll a reakciók lineáris láncok térhálós epiklórhidrin kereszt. A hálós szerkezet különböző ionos csoportokat viszünk be teljesen szabadon. A kitin halmozódik fel nagy mennyiségben a hulladék termék az ipari feldolgozás garnélarák- és. Ez az anyag különbözik kémiailag ellenálló, és egy jól meghatározott pórusszerkezet.

szintetikus polimerek

Ez a csoport nagyon sokféle anyag és a rendelkezésre állás. Ez magában foglalja alapuló polimerek akrilsav, sztirol, vinil-alkohol, a poliuretán és poliamid polimerek. Legtöbbjük eltérő mechanikai szilárdsága. Átalakítás során ezek biztosítják a lehetőségét különböző pórusméretű széles tartományban, a bevezetését a különböző funkciós csoportok.

kötődési módszerekkel

Jelenleg két alapvetően különböző változatai immobilizáció. Az első a vegyületek előállítását anélkül, hogy a kovalens kötések a hordozóval. Ez a módszer a fizikai. Egy másik megvalósítási mód magában foglalja a előfordulása kovalens kötés az anyaggal. Ez a kémiai módszerrel.

adszorpció

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Ezzel immobilizált enzimek kapott retenciós a gyógyszer a hordozó felületére a diszperzió következtében, hidrofób, elektrosztatikus kölcsönhatások és a hidrogén kötések. Adszorpció az első módja mozgásának csökkentésére elemek. Jelenleg azonban ez a lehetőség még nem elvesztette relevanciáját. Sőt, az adszorpciós kell tekinteni a leggyakoribb módszer immobilizáció az iparban.

Különösen az utat

A szakirodalom több mint 70 származó enzimek adszorpciós módszerrel. Vivőanyagként végre előnyösen, porózus üveg, különböző agyagok, poliszacharidok, alumínium-oxid, a szintetikus polimerek, titán és más fémek. Ebben az esetben az utóbbit arra használják gyakrabban. A hatékonyságát adszorpciója a hatóanyag a hordozóanyagon határozza meg a porozitás és a fajlagos felület.

hatásmechanizmus

Adszorpciója enzimnek az oldhatatlan anyagokat egyszerű. Ezt úgy érik el érintkezés vizes oldattal a gyógyszerhordozó. Ez eltarthat egy statikus vagy dinamikus módon. Az enzim-oldatot összekeverjük a friss iszapot, például a titán-hidroxid. Ezután, enyhe körülmények között, a vegyületet megszárítjuk. Az enzim aktivitás megmarad, amikor az ilyen immobilizációt szinte 100%. Amikor ez elér egy meghatározott koncentrációt 64 mg per gramm hordozót.

negatívumok

A hátrányok közé tartozik az alacsony adszorpciós erőssége a kötődését enzim és a hordozó. A változás során a reakciókörülmények jelentős csökkenése elemek, termékek szennyezését, deszorpció a fehérje. Hogy növelje az erejét a kötő hordozók módosításra került. Pontosabban, kezelt anyagok fémionokkal, polimerek, és más hidrofób vegyületek polifunkciós szerekkel. Egyes esetekben, a gyógyszer maga vetjük alá módosítását. De elég gyakran, ez vezet a csökkenés annak aktivitását.

Inclusion a gélben

Ez a lehetőség elég gyakori miatt annak egyediségét és az egyszerűség. Ez a módszer alkalmas nem csak az egyes elemek, hanem a multiehnzimnyh komplexek. Inclusion a gélben végezhetjük két módszerrel. Az első esetben, a hatóanyagot kombináljuk egy vizes monomer oldat, majd hajtsa végre a polimerizációt. Ez azt eredményezi, a térszerkezet a gél enzimet tartalmazó molekulák a sejtekben. A második esetben, a gyógyszer be a kész polimer. Ezután alakítjuk gél állapotban.

A bevezetés az áttetsző szerkezetek

Ennek lényege a módszer abban áll, immobilizálását az elkülönített vizes enzim-oldatot a szubsztrát. Ez használ egy féligáteresztő membrán. Ez áthalad kis molekulatömegű komponensek a kofaktorok és szubsztrátok és tart nagy enzim molekulákat.

mikrokapszulázás

Számos módja van a bevezetése az áttetsző szerkezet. A legérdekesebb ezek közül fehérje mikrokapszulázási és befogadás liposzómák. Az első lehetőség javasolta 1964-ben T. Chang. Ez abban áll, hogy az enzim-oldatot vezetünk be egy zárt kapszula, amelynek falai készült féligáteresztő polimer. A megjelenése a membrán felületének okozta vegyületek reakcióját a felületi polikondenzációs. Egyikük feloldjuk a szerves és a másik - a vizes fázisban. Példaként lehet említeni a kialakulását mikrokapszula polikondenzációval előállított szebacinsav-halogenid-meg (szerves fázis), és 1,6-hexametilén-diamin (illetve a vizes fázis). A membrán vastagsága számítjuk századmilliméterben mikrométer. Az érték a kapszula - több száz vagy több tíz mikrométer.

Kerülést liposzómák

Ez a módszer immobilizáció közel van a mikrokapszulázás. A liposzómákat bemutatott lamelláris vagy gömb alakú lipid kettős rendszerek. Ezt a módszert elsőként 1970-ben F. történő elválasztására a liposzómák a lipid oldatot hajtjuk a szerves oldószert elpárologtatjuk. A maradék vékonyréteg diszpergáljuk egy vizes oldatban, ahol az enzim jelen van. E folyamat során, az önálló szerelési lipid kétrétegű szerkezetek. . Elég népszerű immobilizált enzimek gyógyszert. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb molekulák lokalizálódik a lipid mátrixban a biológiai membránok. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Tartalmazza liposzómák immobilizált enzimek fontosak orvostudomány kutatási anyag, amely lehetővé teszi tanulmányozni és leírni minták életfolyamatokat.

Az új kapcsolatok kialakítását

Mozgásképtelenség képező új kovalens láncok és a natív enzim tartják a legtöbb tömeggyártását biokatalizátorok ipari felhasználásra. Ellentétben a fizikai szempontból ez az opció olyan visszafordíthatatlan és erős kötés a molekula és az anyagot. Neveltetése gyakran kíséri a stabilizáció a kábítószert. Azonban, a helyét a enzimet 1 perc kovalens kötéssel a hordozóhoz viszonyítva teremt bizonyos nehézségek teljesítő a katalitikus folyamatot. Molekula leválasztott anyag a betét. Mivel gyakran jár poli- és kétfunkciós szerekkel. Ezek, különösen, a hidrazin, bróm-cián, glutáraldehid dialgedrid, szulfuril-klorid és így tovább. Például, származtatására galaktozil enzimet a média és a következő szekvenciával behelyezve -CH _2-NH- (CH _{2) 5-CO-.} Egy ilyen helyzetben van jelen a betét szerkezetét, és a hordozó molekulához. Mindegyik kapcsolódik kovalens kötéssel. Alapvető fontosságú, hogy szükség van az olyan funkciós csoportok, a reakcióban nem elengedhetetlen a katalitikus funkciója az elem. Tehát, általában, glikoproteinek kapcsolódik a hordozó fehérje nincs vége, és ezen keresztül a szénhidrátrész. Az eredmény egy stabil és aktív immobilizált enzimek.

sejteket

A fent leírt módszerek tekinthetők univerzális minden típusú biokatalizátorok. Ezek közé tartozik, többek között, a sejteket, sejten belüli struktúrák, immobilizáció váló közelmúltban elterjedt. Ez annak köszönhető, hogy a következő. Amikor immobilizálása sejtek nem szükséges izolálni és tisztítani a enzimkészítmények végrehajtására kofaktorok a reakcióban. Ennek eredményeként lehetővé válik, hogy megkapjuk rendszerekben, amelyek többlépéses folyamatok játszódnak folyamatosan.

A immobilizált enzimek használata

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Az állatgyógyászatban az ipar és más iparágak igen népszerű háztartási készítményekben, amelyeket a fenti eljárásokkal. A szegényített gyakorló megközelítések megoldást nyújtanak a problémák a végrehajtás a célzott eljuttatása gyógyszerek a szervezetben. Az immobilizált enzimek hagyjuk, hogy egy hosszú hatású gyógyszerek minimális toxicitás és allergizáló. Most a tudósok megoldja a problémákat, amelyek biokonverziójához tömeg és az energia felhasználásával mikrobiológiai módszerek. Eközben jelentős mértékben hozzájárul a munka, hogy a technológia és az immobilizált enzimek. Fejlesztési kilátások elég széles ahhoz, tudósok. Tehát, hogy a jövőben az egyik legfontosabb szerepet a folyamat ellenőrzése alatt a környezetbe tartozik az új típusú elemzést. Különösen az a kérdés, biolumineszcens, és enzim-immunoassay. Különösen fontosak a fejlett módszerek a feldolgozó a lignocellulóz nyersanyagok. Rögzített enzimek használhatók erősítő gyenge jeleket. Aktív oldalon lehet befolyása alatt a média, amely ultrahangos kezelés, mechanikai feszültség vagy kitéve phytochemicals transzformációk.