Адсорбция ферментов пористости носителя

Удельная поверхность и пористость носителя. Сорбционная емкость носителя пропорциональна его удельной поверхности. В приложении к белкам (ферментам) эта закономерность, однако, действует только в том случае, когда носитель непористый или когда диаметр пор намного превосходит размер белковых молекул. Если же поры настолько малы, что не могут вместить молекулу фермента, то для белка оказывается доступной только часть общей поверхности, т. е. сорбционная емкость носителя по отношению к ферменту небольшая, несмотря на очень большую общую удельную поверхность. Критерий для определения оптимального размера пор носителя для адсорбционной иммобилизации ферментов был предложен Р. Мессингом (1976), который изучал адсорбцию различных ферментов на пористом стекле и керамических носителях с калиброванным размером пор. В соответствии с этим критерием диаметр пор должен приблизительно в два раза превосходить размер молекулы белка в направлении ее максимального удлинения. При этом предполагается, что молекулярные размеры субстрата намного меньше, чем фермента, так что молекула субстрата заведомо способна проникнуть в пору, где находится сорбирован- [c.49]

Э. Гриффин, 1916), но и сейчас не потеряла своего значения и стала наиболее широко распространенным способом получения иммобилизованных ферментов в промышленности. В литературе описано получение адсорбционным способом более 70 иммобилизованных ферментов с использованием главным образом таких носителей, как кремнезем, активированный уголь, графитов сажа, различные глины, пористое стекло, полисахариды, синтетические полимеры, оксиды алюминия, титана и других металлов. Последние применяются наиболее часто. Эффективность адсорбции молекулы белка на носителе определяется удельной поверхностью (плотностью центров сорбции) и пористостью носителя. Процесс адсорбции ферментов на нерастворимых носителях отличается крайней простотой и достигается при контакте водного раствора фермента с носителем (статистическим способом, при перемешивании, динамическим способом с использованием колонок). С этой целью раствор фермента смешивают со свежим осадком, например, гидроксида титана, и высушивают в мягких условиях. Активность фермента при таком варианте иммобилизации сохраняется практически на 100%, а удельная концентрация белка достигает 64 мг на 1 г носителя. [c.88]

Протекание процесса адсорбции и прочность связывания фермента с носителем в значительной степени зависят от условий проведения иммобилизации. Основными факторами, влияющими на адсорбцию фермента, являются удельная поверхность и пористость носителя, значения pH и ионной силы раствора фермента, его концентрация и температура проведения процесса адсорбции. [c.49]

На процесс адсорбции и прочность связывания фермента с носителем оказывают определенное влияние различные факторы внешней среды, основными из которых являются удельная поверхность и пористость носителя, значения pH среды, ионная сила раствора фермента, его концентрация, а также температура проведения адсорбции. Иными [c.86]

С практической точки зрения удобен метод так называемой двойной иммобилизации, при котором в гель включается фермент, предварительно иммобилизованный путем адсорбции на твердом носителе, или же получение полимерного геля с включением фермента проводится в присутствии такого носителя. Приготовленный таким образом иммобилизованный препарат состоит из частиц твердого носителя, покрытых слоем ферментсодержащего геля. Метод двойной иммобилизации сочетает преимущества твердой матрицы (больщая удельная поверхность, механическая прочность, пористость, заданная текстура и форма частиц) и полимерных гелей. [c.66]

Основные недостатки этого способа иммобилизации — низкая скорость процесса вследствие небольшой площади поверхности раздела фаз, через которую осуществляется перенос субстрата и продукта, и возможность инактивации фермента при его адсорбции на границе раздела фаз. Именно последнее обстоятельство не позволяет применять интенсивное перемешивание системы для увеличения скорости процесса за счет возрастания пoвepxнo fи раздела, поскольку в образующейся эмульсии фермент быстро теряет активность. Чтобы преодолеть это затруднение и добиться увеличения поверхности раздела, в качестве ферментсодержащей фазы часто применяется крупнопористый неорганический носитель (например, пористое стекло), частицы которого пропитаны водным раствором фермента (рис. 10, б). [c.73]

И существуют некоторые готовые нерастворимые материалы имитирующие субстрат или являющиеся настоящими субстрата-тами, например крахмал (для амилаз — ферментов, участвующих в метаболизме гликогена), целлюлоза (для целлюлаз) и. фосфоцеллюлоза (см. выше), во всех остальных случаях аффинные адсорбенты необходимо синтезировать, ковалентно соединяя лиганд с подходящим носителем. При выборе носителя руководствуются теми же соображениями, что и при использовании его в качестве ионообменника — а именно носитель должен быть пористым гидрофильным полимером, который можно производить в виде частиц нужного размера, что обеспечивает свободный доступ макромолекул к соединенному с носителем лиганду и адекватный поток буфера в наполненной этим носителем колонке. При работе с глобулярными белками очень широко используются сферические гранулы агарозы, имеющие предел исключения, равный примерно 10 дальтон однако применяются и другие адсорбенты, которые в ряде случаев могут обладать теми или иными преимуществами. В настоящее время все большее распространение получают поперечно-сшитые гранулы агарозы, так как они не разрушаются и сохраняют свои размеры как под давлением, так и при смене буфера или растворителя. Обычно применяются сефароза-4В и сефароза L6B (Pharma ia), а также агарозы фирмы Bio-Rad. Здесь мы только кратко коснемся методов присоединения лиганда к матрице более полно этот вопрос освещен в последних публикациях, посвященных исключительно технике аффинной адсорбции [71—73]. Ниже перечислены основные требования к аффин-ной адсорбции. [c.147]

Смена колонок осуществляется очень легко колонку просто вставляют в нижний конец пластиковой трубки, служащей для установки колонки в прибор и содержащей выходной патрубок и термодатчик. Можно использовать колонки различного диаметра (максимальный внутренний диаметр 7 мм) и высоты ферментного слоя (максимум 30 мм). Носителем фермента может служить найлоновая трубка, намотанная на специальный адаптер, который вставляется в держатель колонки и связывает трубку с проточной системой. Найлоновая трубка удобна для анализа неочищенных проб, содержащих твердые частицы [27], но имеет низкую ферментную емкость. Обычно в качестве носителя используют пористое стекло с контролируемым размером пор, которое не только обладает высокой ферментной емкостью, хорошей механической прочностью, химической и микробной устойчивостью, но и позволяет применять сравнительно простые методики иммобилизации фермента. В ряде работ [7, 31] применяли и другие материалы. Разные носители существенно различаются по способности к адсорбции компонентов анализируемых растворов, что зависит, например, от реального распределения на их поверхностях ионных и гидрофобных групп. Поскольку такая адсорбция почти наверняка вызывает неспецифическое выделение тепла и даже может влиять на ферментативную реакцию, выбор материала носителя весьма существен. Хорошие результаты получаются при использовании пористого стекла с размерами пор от 500 до 2000 А и частиц-около 80 меш. Если используют необработанное или обработанное алкилпропиламином пористое стекло, полученное из разных источников, активация стекла глутаровым альдегидом с последующей иммобилизацией фермента почти всегда дает хорошие результаты. Следует отметить, что обычно в колонку термистора вводят довольно большой избыток фермента (нередко 100 ед. активности). Эта процедура обеспечивает стабильность работы и неизменность характеристик системы при большом числе проб и в случае длительных [c.460]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология