Принцип иммобилизации

Применение принципа иммобилизации не только к ферментам, но и к их субстратам, ингибиторам и кофакторам, т. е. в-вам, имеющим избирательное сродство к ферментам, позволило создать методы выделения и очистки послед)шх, основанные на аффинной хроматографии. Тем самым существенно расширяются возможности получения чистых ферментов для использования в И. э. [c.236]

При издании книги Введение в биотехнологию на русском языке текст несколько переработан и дополнен новейшими данными. Дана характеристика новых видов сырья, применяемого для приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов. Показана возможность производства богатой белком микробной биомассы не только на средах, содержащих растворимые углеводы, но и на средах, содержащих углеводороды нефти, природного газа, этанол, целлюлозу сельскохозяйственных отходов и др. Расширен раздел о получении ферментных препаратов, в частности показаны принципы иммобилизации ферментов и клеток микроорганизмов, приведены новые данные по микробиологической трансформации органических соединений. Раздел об использовании микробиологических процессов для защиты окружающей среды дополнен последними работами в области утилизации навоза. [c.6]

Многие исследователи не удовлетворяются только селекцией высокоактивных микробных культур-деструкторов и определением основных промежуточных продуктов метаболизма, они выделяют и изучают ферменты, ответственные за осуществление тех или иных трансформаций резистентных соединений. При этом существует перспектива не только изучения механизма действия и возникновения специфических, новых ферментных систем, но и использования этих ферментов при очистке биосферы. И если предложения Райта [530] о применении ферментных препаратов путем внесения их в почву для ускорения биологической детоксикации гербицидов вряд ли осуществимы и несколько преждевременны, то энзиматическая очистка сточных вод уже сейчас имеет под собой надежную основу — принцип иммобилизации ферментов и ферментных систем. [c.174]

Принцип иммобилизации был применен не только к ферментам, но и к их субстрата , ингибиторам и кофакторам, т. е. веществам, имеющим избирательное сродство к ферментам. Это позволило создать метод выделения и очистки ферментов, основанный на хроматографии по сродству, или аффинной хрома- [c.11]

Применения иммобилизованных ферментов и белков в медицине открывают новые перспективы создания эффективных лекарственных средств. Ферменты, закрепленные на носителях или модифицированные полимерами, зачастую снижают свою антигенность из-за уменьшения доступности их для рецепторов иммунной системы. На принципах иммобилизации физиологически активных соединений базируется приготовление ферментных препаратов типа контейнер и других, обладающих повышенным терапевтическим эффектом. [c.17]

Общие принципы и типы иммобилизации [c.161]

Этот принцип, берущий свое начало от чисто химических опытов но обнаружению уловленных радикалов, упомянутых в 4, основан на ограничении подвижности крупных органических свободных радикалов при переходе системы из структурно-жидкого в стеклообразное состояние или при фазовом переходе (кристаллизации). Ограничение подвижности может проявиться двояко либо в невозможности рекомбинации (так называемый гель-эффект-г-см. [18] — был лишь первым эффектом, где прямым образом удалось наблюдать иммобилизацию свободных радикалов), либо, поскольку обычно в качестве ЭПЗ выбираются не-.активные, т. е. неспособные к рекомбинации или диспропорцио-нированию радикалы, в сдвигах и изменениях формы линий ЭПР. [c.280]

Цель проекта - разработать принципы создания биологически активных композиций путем встраивания биологически активных компонентов в высокомолекулярную матрицу и соответствующего закрепления в ней, а также способов иммобилизации таких добавок, обеспечивающих регулированный массоперенос БАС различной природы, в т.ч. лекарственных препаратов, в контактирующую среду. [c.164]

Более строгий подход к иммобилизации комплексных катализаторов предпринят в [164-172], где при создании полимерных иммобилизованных комплексов использованы принципы построения мобильных комплексных кислот. Учитывая, что для получения стабильных комплексов кислот Льюиса и Бренстеда необходимо обеспечение достаточной устойчивости противоиона [c.62]

В-третьих, иммобилизация или модификация фермента способствует целенаправленному изменению свойств катализатора, в том числе его специфичности (особенно в отношении к макро-молекулярным субстратам), зависимости каталитической активности от pH, ионного состава и других параметров среды и, что очень важно, его стабильности по отношению к различного рода денатурирующим воздействиям. Отметим, что крупный вклад в разработку общих принципов стабилизации ферментов был сделан советскими исследователями. [c.7]

Общий принцип, лежащий в основе этого способа иммобилизации, состоит в том, что водный раствор фермента отделяется от водного раствора субстрата полупроницаемой мембраной, которая легко пропускает небольшие молекулы субстрата, но представляет собой непреодолимый барьер для крупных молекул фермента (см. рис. 2, в). Существующие модификации этого метода различаются лишь способами получения полупроницаемой мембраны и ее природой. [c.67]

Таким образом, ковалентная иммобилизация ферментов подразумевает создание конструкций из связанных химическими связями трех элементов Н — С — Ф (как максимум) и (или) двух, И — Ф и С — Ф (как минимум). В свою очередь принципы конструирования соответствующих конъюгатов можно наглядно обозначить терминами пришивка (для И — Ф), сшивка (для И — С — Ф) и вшивка (для С — Ф). [c.78]

Рассмотрим эти принципы более подробно. При наличии на поверхности носителя функциональных групп, способных вступать в химические реакции с функциональными группами фермента с образованием ковалентных связей получение иммобилизованного фермента сводится к исключительно простой процедуре, аналогичной используемой для физической адсорбции фермента на носителе. Методических различий здесь действительно нет в раствор фермента вводится носитель и фермент на нем адсорбируется, однако адсорбция при химической иммобилизации необратимая — фермент пришивается к носителю одной или несколькими ковалентными связями (рис. П,о). Тесный контакт белка с носителем может оказаться нежелательным, например, из-за неблагоприятного изменения микросреды фермента, стерических и диффузионных ограничений. Выходом из такой ситуации становится отдаление молекулы иммобилизованного фермента от поверхности носителя на некоторое расстояние. Для этой цели применяются сшивающие реагенты различной длины. Они могут быть как простыми бифункциональными (т. е. с двумя одинаковыми или различными по химической природе реакционноспособными группировками), так и весьма сложными полифункциональными реагентами, в том числе построенными из отличающихся по химической природе звеньев с различными по прочности связями между ними. Тем не менее зде сь используется один общий принцип ковалентной иммобилизации — сшивка фермента с носителем посредством сшивающего агента (рис. 11,6). [c.78]

В принципе может реализоваться такая ситуация, когда в результате иммобилизации конформация фермента практически не изменяется, но нарушается динамика конформационных изменений в белке. Так, у белков, связанных с носителями, могут замедляться необходимые для катализа конформационные переходы, уменьшаться число конформационных стадий и глубина их протекания. Причиной этого являются неспецифические взаимодействия функциональных групп белка с носителем. Чтобы избежать их, необходимо, как показывает практика, проводить иммобилизацию на инертных носителях. [c.99]

Развитие аффинной хроматографии для препаративного выделения макромолекул привело к разработке многочисленных методов иммобилизации лигандов на твердых носителях. Рамки настоящей главы не позволяют рассмотреть все известные методы иммобилизации, однако остановимся на нескольких общих принципах конструирования аффинных матриц, предназначенных для использования в аналитической аффинной хроматографии. [c.225]

Выделение клеток с флуоресцентными активированными клеточными сортерами (ФАКС) требует дорогостоящего оборудования и малопригодно для рутинных экспериментов, особенно при необходимости получения большого числа клеток. Следовательно, существует необходимость в более широко доступных и воспроизводимых методах разделения клеток. Аффинная хроматография в принципе представляет собой идеальный метод для очистки клеток он заключается в иммобилизации на твердых носителях лигандов, избирательно узнающих компоненты мембран. [c.243]

Принцип потенциометрического определения концентрации глюкозы реализован в сенсоре, предложенном в работе [39] (см. также гл. 10). Глюкозооксидазу иммобилизуют непосредственно на поверхности платинового рабочего электрода методика иммобилизации включает удерживание в полиакриламидном геле, сшивание глутаровым альдегидом в альбуминовом носителе или связывание с платиной через тамма-аминопропилтриэтоксисилан [55]. [c.324]

Несмотря на множество привлекательных свойств, датчики с иммобилизованными ферментами пока редко используют в серийно выпускаемых приборах. До сих пор число нашедших применение систем с ферментными электродами весьма невелико. Стремительное развитие биотехнологии приводит к увеличению потребности в проточных анализаторах для контроля технологических процессов, непрерывного мониторинга ферментационных процессов и анализа в потоке. В этой области иммобилизованные ферменты несомненно найдут широкое применение, поскольку они позволяют осуществлять высокоизбирательные определения в потоке. Иммобилизация ферментов снижает их стоимость и повышает стабильность работы. Особенно удобны термические проточные анализаторы, позволяющие анализировать мутные, содержащие взвешенные частицы или окращенные пробы. Кроме того, в их основе лежит наиболее общий принцип детектирования, а именно детектирование теплоты реакции. Это позволяет применять их для большинства ферментативных реакций. Тепла, [c.470]

Наиболее распространенны.ми методами иммобилизации белка на кварцевых или стеклянных поверхностях являются физическая адсорбция и ковалентное связывание. По данному вопросу имеется значительное ко.тичество информации (см., например, обзоры [20], [34], [53-55]) и для подробного ознакомления отсылаем читателя к этим обзорам, а в этой главе ограничимся рассмотрением общих принципов. [c.528]

XI. Принцип иммобилизации функций (Северцов, 1939) представляет собой альтернативу принципу активации. Он констатирует, что активная функция в ряде случаев может становиться пассивной. Так, у акуловых рыб palatoquadratum верхняя челюсть подвижна относительно осевого черепа — гиостилия, у химеровых рыб верхняя челюсть срастается с осевым черепом н теряет подвижность — аутостилия. Следует, однако, отметить, что иммобилизация функций отнюдь не связана с редукцией органа или ослаблением функции. Напротив, этот принцип также связан с интенсификацией прирастание верхней челюсти к осевому черепу у химер привело к укреплению челюстей и к их усилению. Химеры могут раздавливать раковины моллюсков, панцири ракообразных [c.105]

Одним из основополагающих принципов микробиологической очистки воды является иммобилизация микроорганизмов в очистном сооружении [9]. Задача заключается в выборе и реализации приемлемого способа иммобилизации, обеспечивающего сохранение биохимической активности микроорганизмов в отношении загрязнений воды и предотвращение их существенного выноса из биореактора. Также они должны быть неспецифичными (универсальными), максимально простыми, дещевыми, обеспечивающими удерживание значительного количества микроорганизмов в реакторе при экстремальных условиях (изменении состава и концентрации загрязнений, гидравлического режима). Этим требовяниям более всего удовлетворяет иммобилизация микроорганизмов путем адгезии на поверхности носителя. Поскольку при изучении взаимодействия клеток с носителями часто используют аппарат, разработанный для адсорбции из растворов, в литературе наряду с термином адгезия (прилипание к поверхности) употребляют термин адсорбция (удержание у поверхности), особенно в отношении начального периода процесса взаимодействия. [c.167]

При иммобилизации распознающей системы часто бывает необходим разделитель между 1Юверхностью и биомолекулой. В принципе, его можно присоединить как интегральную часть функционального реагента (как ввдно выше) или как часть биоактивной молекулы. Для более гидрофильного и более жесткого разделителя наиболее подходит олигопептцд. Концевая а-аминогруппа пеп- [c.530]

Принцип, положенный в основу методов RIA [91, 117], аналогичен принципу методов ELISA эти методы в основном различаются тем, что для мечения вместо ферментов применяются радиоактивные элементы (главным образом йод) [49]. Широко используемый вариант этого метода не предусматривает иммобилизацию одного из реагентов реакция проходит в растворимой фазе, поэтому очень важным дополнительным этапом является отделение меченых реагентов, участвующих в иммунокомплексах, от тех, которые не участвуют. Если антиген представляет собой белок, обычно проводят разделение иммунокомплекса, осаждая его антителами к иммуноглобулинам кролика (если специфические антитела к белку индуцированы у кролика) [49]. [c.108]

Методы аффинной хроматографии, основанные на реакциях антиген — антитело, открыли новое направление и новые возможности применения иммуноадсорбции. Принципы и условия использования иммунной аффинной хроматографии при иммобилизации антител или антигенов описаны в литературе [70, 75]. Два варианта применения иммуноаффииной хроматографии схематически представлены на рисунке 4.10. [c.109]

Сорбционная иммобилизация на угле с целью исследования взаимодействий антиген — антитело впервые была, по-видимому, описана в работе советского ученого В. А. Энгельгардта [В1оскет. 2., 1924, 148, 463], назвавшего этот принцип методом фиксированного партнера . — Прим. перев. [c.11]

Для чего нужна иммобилизация клеток В принципе, клеточная иммобилизация как прокариотических, так и эукариотических клеток позволяет создавать биочастицы любого размера, объема и плотности. Одной из важнейших особенностей процесса клеточной иммобилизации является возможность достижения чрезнычайно высокой концентрации клеток, что, наряду с легкостью отделения иммобилизованных клеток от жидкой фазы, обусловливает ряд преимуществ и способов усовершенствования процесса. [c.167]

Сорбционная иммобилизация аффинанта была впервые применив советским ученым В. А. Энгельгардтом [В1ос11ет. 2., 148, 463 (1924)], исследовавшим специфические взаимодействия антиген — антитело. Он назвал этот принцип методом фиксированного партнера . [c.7]

Увеличение степени сшивки ионита (КБ-2-1) увеличивает время сорбции и существенно уменьшает елгкость ионита по ПА. Кроме того, нри использовании КБ-2-1 имеет место неполная обратимость ионообменного процесса, т. е. в системе устанавливается ложноравновесное состояние. При ионном обмене ферментов это явление может найти интересное применение. Действительно, при установлении ложного равновесия происходит блокировка сорбированной мол кулы матрицей ионита, при этом имеет место прочное связывание фермента с матрицей носителя вплоть до необратимого, т. е. происходит иммобилизация фермента. Из сказанного выше следует, что принцип ложного равновесия может быть положен в основу получения гетерогенных биокатализаторов на основе ионитов. [c.240]

Методические аспекты инженерной энзимологии во многом определены иммобилизационными подходами. В этой книге были рассмотрены лишь основные принципы получения иммобилизованных ферментов и влияние иммобилизации на свойства получаемых препаратов. Поэтому главная цель пособия будет достигнута, если у читателя пробудится интерес к этому разделу биотехнологии и появится желание дальнейшего изучения затронутых вопросов. [c.147]

Реакция иммобилизации трепонем является специфической реакцией для диагностики сифилиса. Принцип реакции заключается в угнетении движения бледных трепонем (иммобилизация) антителами сьшоротки крови в присутствии комплемента. Трепонемы получают из яичка кролика, зараженного экспериментальным сифилисом. Яичко измельчают в специальной среде, в которой трепонемы сохраняют подвижность. Ставят реакцию следующим образом взвесь тканевых [c.226]

Альтернативный путь для разработки гомогенных методов иммуноанализа был предложен нами и другими исследовательскими группами. Этот подход, который мы первоначально назвали иммуноанализом на непрерывной поверхности [7], основан на контроле протекания реакции антиген-антитело после и (или) во время связывания с непрерывной поверхностью, которая является частью системы обнаружения сигнала. Принцип действия этих иммуносенсоров включает иммобилизацию одного из иммунореагентов на поверхности сенсора, которая изготовлена таким образом, что она приобрела чувствительность к некоторым компонентам или продуктам реакции. Для обнаружения иммунологических реакций на непрерывной поверхности использовались как электрохимические, так и оптические методы. Электрохимические методы описаны в гл. 15. В нашем обзоре внимание сконцентрировано на оптических системах, и в частности на использовании явления < полного внутреннего отражения в гомогенных методах иммуноанализа. [c.238]

Хроматографию по сродству обычно применяют для очистки одногр компонента системы, состоящей из двух или более взаимодействующих веществ. Основной принцип заключается в прикреплении одного компонента к нерастворимой пористой матрице (иммобилизация). Связанный компонент (лиганд) может быть использован для специфической сорбции другого компонента в условиях, благоприятных для их взаимодействия и образования комплекса. Элюция сорбированного вещества может включать любую процедуру, ведущую к диссоциации. комплекса. Для очистки ферментов чаще всего используют конкурентные ингибиторы, связанные с носителями. В качестве лигандов могут быть взяты также кофакторы, субстраты ли фрагменты субстратов. В иммунологии хроматографию по сродству широко применяют для очистки антител на связанных антигенах и для выделения антигенов на связанных антителах. Метод с успехом используют для выделения белков-рецепторов, связывающих витамины и гормоны. ХрО матографию по сродству примедяют также для концентрирования разбавленных белковух растворов, удаления денатурированных или модифицированных ферментов из активных препара- [c.215]

Все известные на сегоднящний день подходы к созданию ге-мосовместимых полимерных материалов в принципе можно разделить на две большие группы. К первой группе относятся разработки новых полимеров и композиций на их основе, которые в силу благоприятного сочетания физико-химических и механических свойств обладают относительно высокой гемосовместимостью. В основе другой группы методов лежит химическая модификация известных полимерных материалов ФАВ. Преимущества такого подхода определяются двумя обстоятельствами. Первое — возможность придания необходимой физиологической активности практически любому изделию из полимеров при сохранении всех его ценных физико-механических характеристик. Второе обстоятельство имеет более принципиальный характер. В настоящее время все еще нет достаточно хорошей теории, позволяющей предсказать поведение того или иного полимерного материала в контакте с кровью. В то же время химики располагают большим набором веществ, действие которых на процессы свертывания крови хорошо изучено. Следовательно, задача создания гемосовместимых конструкционных полимеров в этом случае сводится к выбору подходящего ФАВ и разработке достаточно мягких способов его иммобилизации на поверхности полимерного материала. [c.254]

Встречный электрофорез проводят в агаровом геле, pH которого устанавливают так, чтобы антитела (Ат) несли суммарный отрицательный заряд, а исследуемый антиген (Аг) - положительный. В электрическом поле антиген и антитела движутся навстречу друг другу и преципитируют. Принцип метода тот же самый, что и при двойной иммунодиффузии, однако чувствительность выше в 10 - 20 раз. Ракетный электрофорез позволяет количественно определять антиген в антителосодержащем геле, pH которого подбирают с таким расчетом, чтобы движения антител не происходило, а антиген нес суммарный отрицательный заряд. Линия преципитации очерчивает область в виде ракеты, длина которой пропорциональна концентрации антигена. Определить эту концентрацию можно по калибровочной кривой. Внизу справа - фотография окрашенного геля. Оба метода основаны на различии суммарных зарядов антигена и антител при выбранном pH для большинства антигенов такие различия существуют, так как антитела имеют более высокую изоэлектрическую точку (т. е. несут нейтральный заряд при более высоком значении pH, чем большинство антигенов). Если заряды антигена и антител существенно не различаются, можно химически модифицировать антиген, чтобы сдвинуть изоэлектрическую точку. Ракетный электрофорез проводят и в обратной постановке, если требуется определить концентрацию антител здесь важно подобрать правильно гель и pH для иммобилизации антигена, чтобы не нарушалась его структура и не возникло препятствий для реакции антиген-антитело. (Р - диаметр кольца преципитации.) [c.530]

Более интересен случай, когда отбор, продолжаясь по главной функции, меняет свое направление. В подобных случаях возниг кает фиксация фаз, концентрация, стабилизация и иммобилизация функций или их активация. По-видимому, перечисленные принципы не исчерпывают всех ситуаций, которые возникают при изменении направления отбора по главной функции. Особое место занимает вторичная полимеризация. Она возникает в тех случаях, когда отбор по главной функции действует на уже более или менее полимерную систему гомодинамных или гомономных органов. Полимеризация сопровождается симуляцией, функций и приводит, по сути дела, к возникновению системы множественного обеспечения функций. [c.111]

В первой части (8 глав) обсуждаются биологические компоненты и принципы построения на их основе различных биосенсорных систем. Наряду с классическим ферментным электродом описаны также сенсоры на основе органелл, целых микроорганизмов, растительных и животных тканей. Значительный интерес представляют главы, посвященные способам иммобилизации биокомпонентов в сенсорах и перспективным исследованиям, нацеленным на улучшение свойств биокомпонентов (прежде всего ферментов) методами генной и белковой инженерии. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология