Enzim bergerak dan penggunaannya

Konsep enzim bergerak timbul pada separuh kedua abad ke-20. Sementara itu, pada tahun 1916, ia telah mendapati bahawa terjerap pada sukrosa karbon mengekalkan aktiviti pemangkin. Pada tahun 1953, D. dan N. Shleyt Grubhofer dijalankan pepsin pertama mengikat, amilase, yang carboxypeptidase dan RNase untuk pengangkut tidak larut. Konsep enzim terpegun telah sisi undang-undang pada tahun 1971. Ia merupakan persidangan pertama pada Enzim Kejuruteraan. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Pada masa ini, konsep enzim terpegun dalam erti kata yang lebih luas daripada itu pada abad ke-20. Kami mengambil kira kategori ini dengan lebih terperinci.

gambaran Keseluruhan

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. Dan mmobilizovannye enzim - sebatian yang buatan dikaitkan dengan pengangkut tidak larut. Pada masa yang sama mereka mengekalkan ciri-ciri pemangkin mereka. Pada masa ini, proses ini tidak dalam dua aspek - dalam batasan kebebasan separa dan penuh dengan pergerakan molekul protein.

maruah

. Ahli-ahli sains telah menemui beberapa manfaat enzim bergerak. Bertindak sebagai pemangkin heterogen, mereka dengan mudah boleh dipisahkan daripada medium tindak balas. может быть многократным. Kajian mendapati bahawa penggunaan enzim bergerak boleh berulang. Dalam proses mengikat sebatian mengubah sifat-sifat mereka. Mereka memperoleh substrat kekhususan, kestabilan. Walau bagaimanapun, aktiviti mereka mula bergantung kepada keadaan persekitaran. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. enzim bergerak adalah ijazah tahan lama dan tinggi kestabilan. Ia adalah lebih daripada, sebagai contoh, bahawa enzim dalam beribu-ribu, berpuluh-puluh ribu kali. Semua ini menyediakan kecekapan yang tinggi, daya saing dan keuntungan teknologi, di mana terdapat bergerak enzim.

pembawa

J .. Porath mengenal pasti ciri-ciri utama bahan-bahan yang sesuai untuk digunakan untuk immobilization. Pembawa mesti mempunyai:

1. Tak terlarut.
2. kestabilan biologi dan kimia yang tinggi.
3. Kapasiti untuk pengaktifan pesat. Pembawa mesti bergerak dengan mudah ke dalam spesies reaktif.
4. hydrophilic besar.
5. Kebolehtelapan diperlukan. penunjuk harus sama-sama diterima untuk enzim dan enzim, produk tindak balas dan substrat.

Pada masa ini, tidak ada bahan yang akan mematuhi sepenuhnya keperluan ini. Walau bagaimanapun, dalam amalan, digunakan pembawa yang sesuai untuk immobilization enzim dalam kategori tertentu keadaan tertentu.

klasifikasi

, разделяются на неорганические и органические. Bergantung kepada sifat bahan, dalam komunikasi dengan mana sebatian ditukar kepada enzim bergerak dibahagikan kepada bukan organik dan organik. Mengikat banyak sebatian dijalankan dengan pembawa polimer. Bahan-bahan organik dibahagikan kepada dua kelas: asli dan tiruan. Dalam setiap daripada mereka, seterusnya, memperuntukkan kumpulan bergantung kepada struktur. pembawa bukan organik kebanyakannya diwakili oleh bahan-bahan kaca, seramik, tanah liat, silika, grafit karbon hitam. Apabila bekerja dengan bahan-bahan kaedah kimia kering popular. enzim bergerak diperoleh dengan lapisan filem carrier oksida titanium, alumina, zirconium, hafnium atau memproses polimer organik. Satu kelebihan yang penting bahan-bahan adalah memudahkan pertumbuhan semula.

pembawa protein

The lipid, polisakarida dan protein bahan yang paling popular. Antara yang kedua adalah untuk menyediakan polimer struktur. Ini terutamanya termasuk kolagen, fibrin, keratin, dan gelatin. protein tersebut adalah meluas dalam alam sekitar. Mereka boleh didapati dan menjimatkan. Selain itu, mereka mempunyai sejumlah besar kumpulan berfungsi untuk menghubungkan. Protein berbeza biodegradability. . Ini membolehkan anda untuk melanjutkan penggunaan enzim bergerak dalam bidang perubatan. Sementara itu, ia mempunyai protein dan sifat-sifat negatif. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. Kelemahan penggunaan enzim bergerak kepada pembawa protein adalah immunogenicity yang tinggi masa lalu, serta peluang untuk melaksanakan dalam tindak balas mereka hanya kumpulan tertentu.

polisakarida aminosaharidy

Bahan-bahan ini paling sering digunakan chitin, dextran, selulosa, agarose dan terbitannya. Untuk polisakarida adalah lebih tahan kepada reaksi rantaian linear epichlorohydrin silang silang. Struktur mesh pelbagai kumpulan ionik diperkenalkan agak bebas. Chitin terkumpul dalam kuantiti yang besar sebagai bahan buangan dalam pemprosesan industri udang dan ketam. bahan ini berbeza tahan kimia dan mempunyai struktur liang yang jelas.

polimer sintetik

Kumpulan ini mempunyai kepelbagaian bahan dan ketersediaan. Ia termasuk polimer berasaskan asid akrilik, stirena, polyvinyl alkohol, poliuretana dan polimer poliamida. Sebahagian besar daripada mereka mempunyai kekuatan mekanikal yang berbeza. Semasa penukaran mereka menyediakan kemungkinan yang berbeza-beza saiz liang lebih pelbagai, pengenalan pelbagai kumpulan berfungsi.

Kaedah mengikat

Pada masa ini, terdapat dua varian asasnya berbeza immobilization. Yang pertama adalah penyediaan sebatian tanpa ikatan kovalen dengan pengangkut. Kaedah ini adalah fizikal. Satu lagi penjelmaan melibatkan berlakunya ikatan kovalen dengan bahan. Kaedah kimia.

penjerapan

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Dengan itu bergerak enzim diperolehi dengan pengekalan dadah pada permukaan pengangkut kerana penyebaran, hidrofobik, interaksi elektrostatik dan ikatan hidrogen. Penjerapan adalah cara pertama menghadkan mobiliti unsur-unsur. Walau bagaimanapun, pada masa ini pilihan ini tidak hilang relevan. Selain itu, penjerapan dianggap sebagai kaedah yang paling biasa boleh bergerak dalam industri.

terutama cara

Kesusasteraan saintifik menerangkan lebih 70 enzim yang diperolehi kaedah penjerapan. Sebagai pembawa dilakukan advantageously, kaca berliang, pelbagai tanah liat, polisakarida, alumina, polimer sintetik, titanium dan logam lain. Dalam kes ini, kedua digunakan lebih kerap. Keberkesanan penjerapan dadah pada bahan pembawa yang ditentukan oleh keliangan dan permukaan tertentu.

mekanisme tindakan

Penjerapan enzim kepada bahan-bahan tidak larut adalah mudah. Ia dicapai dengan hubungan dengan larutan akueus pembawa dadah. Ia boleh mengambil cara statik atau dinamik. Penyelesaian enzim bercampur dengan enapcemar segar, sebagai contoh, titanium hidroksida. Kemudian, di bawah keadaan ringan, kompaun dikeringkan. Aktiviti enzim dikekalkan apabila immobilization tersebut adalah hampir 100%. Apabila ini mencapai kepekatan tertentu 64 mg per gram pengangkut.

aspek-aspek negatif

Kelemahan termasuk kekuatan penjerapan rendah mengikat enzim dan pembawa. Dalam proses perubahan keadaan tindak balas boleh menjadi elemen kerugian ketara, pencemaran produk, desorption protein. Untuk meningkatkan kekuatan sokongan mengikat telah diubah suai. Secara khusus, bahan dirawat dengan ion logam, polimer, dan sebatian hidrofobik lain dengan ejen polyfunctional. Dalam beberapa kes, dadah itu sendiri adalah tertakluk kepada pengubahsuaian. Tetapi kerap, ini membawa kepada penurunan dalam aktivitinya.

Dimasukkan ke dalam gel

Pilihan ini adalah perkara biasa kerana keunikan dan kesederhanaan. Kaedah ini sesuai bukan sahaja untuk unsur-unsur individu, tetapi juga untuk kompleks multiehnzimnyh. Dimasukkan ke dalam gel itu boleh dilakukan oleh dua kaedah. Dalam kes pertama, ubat digabungkan dengan penyelesaian monomer berair, dan kemudian melaksanakan pempolimeran. Ini menyebabkan struktur ruang gel yang mengandungi molekul enzim dalam sel-sel. Dalam kes kedua, ubat dimasukkan ke dalam polimer siap. Ia kemudiannya ditukar ke dalam keadaan gel.

Pengenalan struktur lut

Intipati kaedah ini terdiri dalam immobilizing penyelesaian enzim berair dipisahkan daripada substrat. Ia menggunakan membran separa telap. Ia pas komponen berat molekul rendah kofaktor dan substrat dan memegang molekul enzim besar.

pemikrokapsulan

Terdapat beberapa pilihan untuk pengenalan dalam struktur lut. Yang paling menarik daripada ini adalah pemikrokapsulan protein dan dimasukkan ke dalam liposom. Pilihan pertama telah dicadangkan pada tahun 1964 oleh T. Chang. Ia terdiri dalam bahawa penyelesaian enzim dimasukkan ke dalam kapsul tertutup yang dindingnya diperbuat daripada polimer separa telap. Kemunculan permukaan membran yang disebabkan oleh tindak balas sebatian polycondensation antara muka. Salah seorang daripada mereka dibubarkan dalam organik dan yang lain - dalam fasa akueus. Sebagai contoh boleh disebut pembentukan microcapsule diperolehi oleh polycondensation asid sebacic halide untuk-anda (fasa organik) dan 1,6-hexamethylenediamine (masing-masing, fasa akueus). Ketebalan membran dikira per seratus mikrometer. Nilai kapsul - beratus-ratus atau beribu-mikrometer.

Kemasukan ke dalam liposom

Kaedah immobilization adalah berhampiran dengan pemikrokapsulan. Liposom dibentangkan dalam bilayers sistem lipid lamela atau sfera. Kaedah ini mula digunakan pada tahun 1970 F. Untuk pemisahan liposom daripada larutan lipid itu dijalankan penyejatan pelarut organik. filem nipis yang tinggal berselerak di dalam larutan akueus, di mana enzim hadir. Semasa proses ini, pemasangan sendiri struktur bilayer lipid. . Agak popular ini enzim bergerak dalam bidang perubatan. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa kebanyakan molekul adalah setempat dalam matriks lipid membran biologi. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Termasuk dalam liposom enzim bergerak adalah penting dalam bahan kajian perubatan, membolehkan kajian dan menggambarkan corak proses hidup.

Pembentukan sambungan baru

Boleh bergerak dengan membentuk rantaian kovalen baru dan antara enzim asli dianggap oleh kebanyakan pemangkin biologi menghasilkan massa untuk kegunaan industri. Tidak seperti cara fizikal, pilihan ini menyediakan bon tak boleh balik dan kuat daripada molekul dan bahan. pendidikan beliau sering disertai dengan kestabilan dadah. Walau bagaimanapun, lokasi enzim di ikatan 1 minit kovalen relatif kepada pengangkut mewujudkan kesukaran tertentu dalam melaksanakan proses bermangkin. Molekul dipisahkan dari bahan dengan sisipan. Seperti yang sering bertindak ejen poly- dan difunctional. Mereka, khususnya, adalah hidrazin, cyanogen bromida, glutaraldehyde dialgedrid, sulfuryl klorida dan sebagainya. Sebagai contoh, untuk memperoleh galactosyltransferase enzim daripada media dan urutan berikut dimasukkan -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO-. Dalam keadaan itu pada masa sekarang dalam struktur insert, dan molekul pengangkut. Kesemua mereka dihubungkan oleh ikatan kovalen. Kepentingan asas ialah keperluan untuk memperkenalkan kumpulan berfungsi dalam tindak balas, tidak penting untuk fungsi pemangkin unsur. Jadi, biasanya, glycoproteins yang melekat pada protein pengangkut itu belum berakhir, dan melalui moiety karbohidrat. Hasilnya ialah enzim yang lebih stabil dan aktif bergerak.

sel-sel

Kaedah yang diterangkan di atas adalah dianggap sebagai universal untuk semua jenis pemangkin biologi. Ini termasuk, antara lain, termasuk sel-sel, struktur subcellular, tidak boleh bergerak yang menjadi baru-baru ini meluas. Ini adalah disebabkan oleh yang berikut. Apabila immobilization sel-sel tidak perlu untuk mengasingkan dan menyucikan persiapan enzim untuk melaksanakan kofaktor dalam tindak balas. Akibatnya, ia menjadi mungkin untuk mendapatkan sistem yang melaksanakan proses pelbagai langkah yang berlaku secara berterusan.

Penggunaan enzim bergerak

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Dalam perubatan veterinar, industri dan industri lain adalah persediaan rumah agak popular yang diperolehi oleh kaedah di atas. pendekatan amalan habis memberikan penyelesaian kepada masalah-masalah pelaksanaan penyampaian sasaran dadah dalam badan. enzim bergerak dibenarkan untuk mendapatkan ubat-ubatan jangka bertindak dengan keracunan minimum dan allergenicity. Sekarang saintis menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan Penukaran bio jisim dan tenaga, menggunakan pendekatan mikrobiologi. Sementara itu, sumbangan yang besar kepada kerja-kerja membuat teknologi dan enzim bergerak. prospek pembangunan ahli-ahli sains yang cukup luas. Jadi, pada masa akan datang salah satu peranan utama dalam proses kawalan ke atas alam sekitar perlu tergolong dalam jenis baru analisis. Khususnya, persoalan Bioluminescent dan immunoassay enzim. Kepentingan tertentu adalah pendekatan maju dalam pemprosesan bahan suapan lignoselulosa. enzim bergerak boleh digunakan sebagai penguat isyarat lemah. tapak aktif boleh berada di bawah pengaruh media, yang berada di bawah sonication, tekanan mekanikal atau terdedah kepada fitokimia perubahan.