Адсорбция ферментов удельной поверхности

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]

Хотя древесный уголь обычно применяется как адсорбент, его также использовали (главным образом Варбург, Мейергоф и Фрейндлих) в качестве модели для имитации соответствующих биокаталитических ферментов, а именно оксидаз. Микро- и макропористые активированные угли с больщой удельной поверхностью можно приготовить обработкой водяным паром во время выжига или прокаливания с солями, подобными хлористому цинку. Исключительно активный древесный уголь можно получить из сахара с добавкой 10% мочевины, выжигая образующийся уголь до тех пор, пока приблизительно его не удалится в результате сгорания. Активированный уголь с удельной поверхностью 200 получить очень легко. Поверхность угля сложна отчасти ее образует графит, способный к присоединению я-связью, отчасти —алифатические цепи и полимеры углеводородов с различными степенями ненасыщенности. Присутствие на поверхности свободных валентностей может быть доказано методами радиоспектроскопии, а гетерогенность поверхности —путем изучения контуров кривых адсорбции или выделения тепла при адсорбции различных газов и особенно—кислорода. [c.121]

Хорошо известно, что глины, и особенно монтмориллонитовые глины, адсорбируют органические комплексы на своей поверхности. То, что глины препятствуют разложению, может быть связано с адсорбцией не только субстрата, но также и фермента. Последний тип адсорбции, вероятно, играет главную, если не единственную, роль в подавлении активности внеклеточных ферментов. Степень связывания субстрата зависит от природы соединения, его молекулярного веса, pH системы и природы глинистого минерала. Высокая способность связывать соединения объясняется большой удельной поверхностью глин. [c.223]

Воздействие поверхности носителя на ферментную глобулу сводится к изменению ее третичной структуры. Экстраполяция к б = О позволяет найти удельную активность изолированных глобул на носителе. Для ряда мембранных ферментов, таких как сукцинатдегидрогеназа, щелочная фосфатаза или цитохром с, наблюдается заметная активация, существенно зависящая от природы взятого носителя, а наибольшие эффекты найдены при адсорбции ферментов на фосфолипидных слоях. Эти данные показывают, что адсорбция фермента на мембране может выступать как мощный фактор регуляции каталитической активности, а определение природы активирующей по- [c.294]

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]

Для опытов было взято несколько десятков образцов целлюлозы, в том числе и природной. Измерены все соответствующие структурные параметры, а также скорость ферментативного гидролиза, и полученные величины были сопоставлены. Т к как происхождение и методы предварительной обработки образцов целлюлозы во всех случаях различались, их структурные факторы варьировались в довольно широких пределах. Например, у хлопка степень полимеризации была максимальной—1200, у хлопка, измельченного на вибромельнице, ниже — от 900 до 300 (в зависимости от времени измельчения), у образцов целлюлозы, подвергнутых радиационной обработке с помощью изотопов кобальт-60 или на ускорителях электронов, минимальной — до 20. Выяснилось, что степень полимеризации и средний размер частиц исходной целлюлозы не влияют на эффективность ее ферментативного гидролиза (рис. 6). Так как целлюлоза — пористый материал с весьма развитой внутренней поверхностью, то именно эта поверхность, а не средний внешний . размер частиц определяет доступность целлюлозы действию ферментов. На рис. 6 скорость гидролиза целлюлозы сопоставлена с ее удельной поверхностью, которая определялась путем адсорбции вплоть до заполнения поверхности ферментами, размеры которых заранее известны. Между этими двумя величинами существует прямая зависимость. Кристалличность целлюлозы, которую измеряют простыми методами рентгеноструктурного анализа (определение занимает всего несколько минут), также линейно связана со скоростью ферментативного гидролиза, причем чем ниже степень кристалличности субстрата, тем выше скорость действия ферментов. Тот факт, что степень кристалличности целлюлозы и ее удельная поверхность взаимосвязаны (поскольку [c.37]

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]

При работе с ферментами большое значение имеет загрязнение препаратов неактивными белками. Если адсорбция фермента определяется по убыли каталитической активности исходного раствора, то количество активного фермента, перешедшего из раствора на поверхность, определяется точно и не зависит от примесных белков. Хотя фактическая степень заполнения белкового слоя естественно окажется выше (в связи с присутствием неактивнных белков), экстраполяция к 0 = О дает истинную величину весовой удельной активности А (0), на которую не влияет присутствие посторонних белков, поскольку при малых степенях заполнения происходит диссоциация всех комплексов. Однако в подобных случаях иногда можно прийти к неправильному заключению о повышении удельной активности фермента на носителе при одинаковых значениях этой величины для раствора и адсорбционного слоя, так как наличие неактивных белков всегда занижает удельную весовую активность препарата, взятого в виде водного раствора фермента. [c.294]

Высокой адсорбирующей активностью по отношению к ферментам обладают глины. Частицы глины способны адсорбировать такие ферменты, как уреаза и протеазы. Степень адсорбции ферментов коррелирует с удельной величиной внутренней и внешней поверхностей глин, с их катионообменной емкостью. [c.359]

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]

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]

Экстраполяция к 6 = О дает удельную активность изолированных глобул, т. е. позволяет количественно охарактеризовать влияние поверхности адсорбента на активность глобулы белка независимо от тех изменений, которые вносят межбелковые взаимодействия. Интересно, что во всех изученных случаях удельная активность адсорбированных ферментов весьма велика при 6 =0,1. Часто она остается сравнимой или даже большей, чем активность фермента в гомогенном растворе, однако при 6>0,5, как правило активность падает во много раз. Именно это обстоятельство в ряде старых работ с неконтролируемым количеством белка на поверхности (или с адсорбционными монослоями белка) принималось за инактивирование ферментов при адсорбции, хотя в подобных случаях фактически происходит инактивирование фермента при образовании его ассоциатов на поверхности с сохранением высокой удельной активности изолированных глобул в адсорбционных слоях. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология