Ферменты концентрирование растворов

Культуральную жидкость (после глубинного метода) или экстракт (после поверхностного культивирования) концентрируют в вакуум-выпарных установках (при этом может происходить инактивация ферментов). Концентрирование растворов ферментов осуществляют также с помощью ультрафильтрации (на полых волокнах или на мембранных фильтрах), что существенно уменьшает потери по сравнению с выпарными методами. Из водных растворов ферменты осаждаются с помощью органических растворителей или солей. Сухие ферментные препараты получают в результате распылительного высушивания (что также сопровождается инактивацией). [c.111]

В химической и нефтехимической промышленности эти методы могут использоваться для разделения углеводородов, смещения равновесия химических реакций путем удаления одного из ее продуктов, разделения азеотропных смесей, концентрирования растворов, очистки или отделения высокомолекулярных соединений из растворов, содержащих низкомолекулярные компоненты и т. п. в биологии и медицине — для выделения и очистки биологически активных веществ, вакцин, ферментов и т. п. в пищевой промышленности — для концентрирования фруктовых и овощных соков, молока и молочных продуктов, получения высококачественного сахара и т. п. [c.7]

Активный, нли каталитический, центр фермента — это сравнительно небольшой участок молекулы белка. Аминокислотный состав остальной части молекулы, особенно тех ее участков, которые находятся на поверхности структуры, может довольно сильно меняться в результате мутаций без изменения каталитической активности фермента. Тем не менее присоединение к различным участкам поверхности фермента других молекул может косвенно повлиять на катализ. В концентрированных растворах, каким является цитоплазма, молекулы могут агрегировать. Присоединение какой-либо молекулы к определенному участку на поверхности фермента способно изменить его структуру и в свою очередь вызвать увеличение или уменьшение каталитической активности. Так, при избыточном накоплении продукта какого-либо метаболического пути ингибитор, действующий по принципу обратной связи, взаимодействует указанным образом с ферментами и выключает их. Взаимодействия такого рода составляют один из распространенных способов регуляции. [c.64]

Обычно хитин представлен в природе в смеси с белками, минеральными солями (в основном карбонатом кальция). В панцирях он связан с белками в единый хитин-белковый комплекс ацетальными, амидными, сложноэфирными связями. Выделение хитина обязательно включает деминерализацию (обработку минеральными кислотами, растворяющими соли) и депротеинизацию (экстракцию белков слабощелочным раствором или обработку ферментами). Его выделение из сырья, содержащего большое количество жиров, проводится после предварительного обезжиривания, например обработкой четыреххлористым углеродом с последующим гидролизом [96]. При выделении хитина из грибов используют менее концентрированные растворы кислот и щелочей, так как грибы содержат значительно меньше белков и минеральных солей, чем ракообразные. [c.386]

В химической и нефтехимической промышленности мембранные методы применяют для разделения азеотропных смесей, очистки и концентрирования растворов, очистки или выделения высокомолекулярных соединений из растворов, содержащих низкомолекулярные компоненты, и т.п. в биотехнологии и медицинской промышленности-для выделения и очистки биологически активных веществ, вакцин, ферментов и т.п. в пищевой промышленности-для концентрирования фруктовых и овощных соков, молока, получения высококачественного сахара и т. п. Наиболее широкое применение мембранные процессы находят при обработке воды и водных растворов, очистке сточных вод. [c.313]

Концентрирование растворов ферментов достигают, избавляясь прежде всего от балластных белков. Если фермент термостабилен, например рибонуклеаза, то от белков освобождаются нагреванием раствора. Осадок отделяют центрифугированием. Иногда от белков освобождаются денатурируя их кислотами или воздействуя на ферментный раствор хлороформом или смесью хлороформа и спирта при низкой температуре. [c.202]

Для окончательного фракционирования белков используют также электрофорез, в основе которого лежит разделение кислых и основных молекул белков по их заряду в электрическом поле. Ферменты при достаточной степени очистки их раствора можно получить и в кристаллическом виде. Кристаллизацию ферментов проводят из растворов сульфата аммония, спирта или органических растворителей. К концентрированному раствору фермента осторожно по каплям добавляют насыщенный раствор сульфата аммония или спирт до появления едва заметной мути. Затем раствор на несколько дней оставляют на холоде. Выпавшие кристаллы отделяют и ведут перекристаллизацию до тех пор, пока продолжает увеличиваться активность фермента. [c.203]

Как правило, концентрированные растворы эфиров целлюлозы являются достаточно устойчивыми во времени. То или иное изменение вязкости таких растворов во времени обусловливается влиянием ряда факторов [75], а именно изменением степени этерификации растворенного продукта, изменением степени сольватации и возможностью образования трехмерных структур. При устранении влияния перечисленных факторов для концентрированных растворов эфиров целлюлозы процесс старения не является характерным и обязательным. Однако известны случаи, когда некоторые вещества с высокой молекулярной массой, находящиеся в молекулярной степени дисперсности в растворах, самопроизвольно образуют впоследствии неустойчивые коллоидные системы, подвергающиеся старению. Например, амилоза образует истинные молекулярные растворы, но с течением времени самопроизвольно выпадает из них в осадок. Такое явление носит название ретроградации [76]. Растворы амилозы, вначале совершенно прозрачные, при длительном хранении мутнеют, затем полисахарид полностью осаждается. Заметим при этом, что даже до появления видимых изменений растворов они становятся все более и более устойчивыми к действию фермента ами-лазы. [c.76]

Большинство реакций, катализируемых ферментами, являются бимолекулярными, включающими, например, перенос группы между двумя субстратами или гидролиз субстрата. Однако на основании исторических данных можно сказать, что при кинетическом рассмотрении ферментативных реакций на ранних стадиях исследования преобладало формулирование кинетических уравнений, учитывающих только субстрат. В широко изучавшихся реакциях гидролиза вода как реагент находится в таком большом избытке, что ее концентрация изменяется незначительно, оказывая очень слабое влияние на скорость реакции только в концентрированных растворах хорошо растворимых в воде субстратов, подобных сахарозе, или в смешанных растворителях изменения концентрации воды становятся достаточными для того, чтобы влиять на скорость реакции [31]. Если скорость гидролиза не зависит от концентрации растворителя, можно написать схему реакции с образованием промежуточного комплекса между субстратом и ферментом. [c.115]

Для фракционирования ферментов в градиенте плотности Веллер [60] использовал чрезвычайно простой по конструкции прибор, в основу которого положена ячейка, приведенная на рис. 7. Электрофокусирование проводят в правой части объемом II мл. Непосредственно под рабочим раствором и в левом, уравновешивающем плече находится катодный электролит, содержащий 40% сахарозы. Для заполнения ячейки 14 мл катодного электролита помещают в и-образную трубку, а затем в рабочей камере последовательно наслаивают И фракций по мл, причем разница при замене концентрированного раствора разбавленным составляет 0,1 мл. Катод погружают в левую камеру, а анод — в правую предварительно поверх рабочего раствора наслаивают 1— [c.318]

И, наконец, если ферменты по своим физико-химическим свойствам приближаются к растворимым белкам, то они должны, подобно последним, осаждаться из водных растворов без потери активности водоотнимающими средствами, в частности ацетоном, спиртом и сернокислым аммонием. Опыт показывает, что концентрированные растворы нейтральных солей щелочных металлов действительно вызывают осаждение ферментов, причем получаемые осадки полностью сохраняют свои ферментативные свойства. Один из наиболее важных и эффективных методов выделения и очистки ферментов сводится именно к осаждению их нейтральными солями щелочных металлов. [c.121]

Общих правил кристаллизации дать нельзя. В каждом отдельном случае, в частности при каждом изменении исходного материала, условия должны быть найдены экспериментатором. Известно много разнообразных способов, но чаще всего соль (ацетон) постепенно прибавляют к достаточно концентрированному раствору фермента (3—10% белка). Концентрированный раствор соли прибавляют по каплям, медленно, иногда через капилляр, через мембрану для диализа или подвергают систему медленному испарению. Иногда постепенно изменяют температуру (охлаждение) или pH. Кристаллизация протекает подчас медленно, несколько дней и даже недель. Ускоряет дело вносимая затравка из сформированных кристаллов. Перекристаллизации удаются обычно при аналогичных (или близких) условиях к тем, при которых шла сама кристаллизация. [c.154]

Говоря о влиянии pH среды на стабильность белков и ферментов, необходимо напомнить, что у каждого из них имеются а) область устойчивости, т. е. та довольно широкая зона pH, при которой он остается нативным б) точка наибольшей устойчивости, т. е. та характерная для любого белка величина pH, при которой стабильность его максимальна. Она определяется в первую очередь аминокислотным составом, точнее количеством различных ионогенных групп. Состояние (диссоциация) последних играет немаловажную роль для стабильности макроструктуры. Значительно более устойчивы также белки в концентрированных растворах (до 20—25% содержания белка). При разбавлении стабильность их падает. Этот момент следует учитывать и в производстве, и при изучении ферментов. [c.164]

Из сказанного выше ясно, что в любом случае сухой препарат фермента обладает гораздо большей устойчивостью, чем препарат, выпускаемый в виде сиропа, раствора и т. п. Кроме того, в растворах ферментные белки больше подвержены действию микроорганизмов. Известно также, что большинство белков более устойчиво в концентрированных растворах, чем в разбавленных. Существует много методов концентрирования белковых растворов. Для повышения стабильности, удобства транспортировки и т. д. эти методы желательно использовать, если, разумеется, это не противоречит данным общего экономического расчета. [c.168]

Проблема синтетического аналога фермента начинается с постановки вопроса о том, как могут измениться каталитические свойства молекулы низкомолекулярного вещества, если ее прикрепить к полимерной цепи. Отметим сразу, что даже простейшая комбинация в этом случае фактически является сополимером. Прежде всего следует ожидать усредненного эффекта окружения. Став частью макромолекулы, каталитически активная группа Е (рис. 1) оказывается окруженной звеньями полимерной цепи, т. е. как бы попадает в более или менее концентрированный раствор звеньев в реакционной среде. Это уже само по себе может привести к изменению каталитической активности, например, за счет изменения ее рК, если Е — нуклеофильная группа. Если макромолекула-носитель обладает повышенным сродством к тому или иному субстрату (3) и способна экстрагировать его из реакционной среды, локальная концентрация субстрата в зоне реакции повысится. Последнее приведет к увеличению скорости каталитического процесса. Полимерные клубки с включен- [c.284]

Осаждение ферментов этиловым спиртом из концентрированных растворов (вытяжек) показало, что процесс осаждения из них протекает значительно хуже, чем из растворов средних и слабых концентраций, а расход органического растворителя (спирта) не соответствует повышению концентрации раствора. [c.127]

Как указано, панкреатическая рибонуклеаза катализирует две реакции (обратимое трансфосфорилирование с образованием 2, З -циклофосфата и необратимый гидролиз этого циклического фосфата), хотя с совершенно различными скоростями. Более четкого разделения этих активностей с точки зрения субстратной специфичности не отмечено. Концентрированные растворы мочевины способны осуществлять разделение, но причины этого совершенно неясны [141]. (Фермент активен в присутствии таких денатурирующих [c.384]

Анализ литературных и патентных данных, посвященных флокуляции объектов биологической природы, показывает неуклонную тенденцию роста научного и практического интереса в этой области знаний. Так, если в 50-60-е годы они были связаны исключительно с концентрированием суспензий микроорганизмов и вирусов, то к настоящему времени область практического применения флокулянтов существенно расширилась. Основные отрасли, в которых метод флокуляции находит практическое применение, это — микробиологическая, медицинская, пищевая промьппленность и водоочистка. Важнейшие направления исследований и практического применения флокулянтов концентрирование биомассы, очистка культуральных жидкостей и питательных сред от клеточного материала и других примесей, очистка и концентрирование растворов ферментов, антибиотиков, других продуктов микробного синтеза, иммобилизация клеток и ферментов, очистка сточных вод (см. схему на рис. 6.1). [c.117]

Всем приведенным выше наблюдениям можно, однако, дать и совершенно иное толкование, а именно можно предположить, что каталитическая активность фермента зависит от скопления большого количества ионных групп на ограниченном пространстве белковой молекулы фермента. Хорошо известно (хотя это явление до сих пор остается необъясненным), что активность ионов в концентрированных растворах щелочей или минеральных солей более чем в 100 раз выше теоретической величины. По аналогии можно представить, что скопление большого количества полярных групп в какой-нибудь небольшой части белковой молекулы приведет к необычайно высокой активности и, следовательно, к высокой каталитической эффективности. Действительно, было найдено, что четырехвалентные ионы лантана способны катализировать гидролиз мета- или пирофосфатов с образованием ортофосфата [46]. Выше уже указывалось, что многие [c.287]

Все биохимические процессы проходят в разбавленных водных растворах. Наиболее концентрированные растворы содержат лишь 7—9% белков (плазма крови). Известно, что протеолитические ферменты, ускоряющие гидролиз белков до дикетопиперазинов и даже свободных а-аминокислот, могут проводить процесс в обратном направлении. [c.507]

На Мичуринском спиртовом заводе в 1978 г. внедрено концентрирование глубинной культуры способом ультрафильтрации, разработанным Н. И. Беловым с сотрудниками. Сущность способа состоит в том, что культуральную жидкость, содержащую фермент, подают в аппарат под давлением. Жидкость движется по ряду параллельных каналов, образованных полупроницаемыми мембранами-. Вода и часть низкомолекулярных вещеегв проходят через мембраны, а высокомолеку-ляррые вещества, в том числе ферменты, задерживаются и выводятся из аппарата в виде концентрированного раствора (сиропа). [c.168]

Ультрафильтрационный волоконный аппарат — Аппараты изготавливают с использованием плас-сосуд с находящимися внутри мембранными элемен- тмассовых корпусов из полиэтилена, бутакрила, метами, изготовленными из полых волокон. Предназ- тилметакрилата, стеклотекстолита, полипропилена, начены для концентрирования растворов фермент- Аппараты транспортируют в коробках или ящи-ных препаратов методом ультрафильтрации при тем- ках в крытых транспортных средствах при темпера-пературе О—40 °С и давлении 0,2 МПа. туре не ниже О ""С. [c.921]

Еще до первого химического образования пептидной связи делалась попытка получить белок с помощью ферментов. В 1886 г.Данилевски показал, что при инкубации продуктов расщепления белка с неочищенной смесью ферментов желудочного сока выпадает белковоподобный осадок. Завьялов и сотр. в 1901 г. назвали продукт такого синтеза пластеином. Впоследствии многие исследователи занимались синтезами высокомолекулярных пластеинов при воздействии протеолитических ферментов на концентрированные растворы подходящих олигопептидов (ср. разд. 2.2.9.2.) [c.166]

ЭДТА может связывать нежелательные примеси (следы ионов тяжелых металлов меди, свинца, ртути и др. —в реактивах), тормозящие активность фермента. Одно из непременных условий сохранения стабильности ферментов—хранение их в высущенном или замороженном состоянии (в условиях холода). Многие ферменты стабильны в виде суспензии в концентрированных растворах сульфата аммония. [c.120]

Общую картину происходящих при э л ектр о удерживании процессов можно описать следующим образом. В присутствии электрического поля возникает диполофоретический транспорт молекул ферментов к поверхности целлюлозы. Поскольку целлюлоза не проводит ток, то происходит концентрирование молекул ферментов в зазорах между частицами целлюлозы в этих областях локальные концентрации фер]) ентов могут значительно превышать их концентрацию в исходном растворе, поступающем на целлюлозный электрофильтр. Именно локальное увеличение концентрации ферментов в растворе [Е]о вблизи частиц целлюлозы приводит к смещению равновесия в уравнении адсорбции влево, поскольку Кр в присутствии поля не изменяется [c.90]

В кристалле сохраняют и проявляют биологическую активность, что подтверждается пряными опытами с монокристаллами некоторых ферментов. Так, в ряде случаев удается внедрять непосредственно в кристалл фермента соответствующий субстрат (путем выдерживания кристалла в концентрированном растворе субстрата) и наблюдать расщепление субстрата, протекающее с достаточно высокой скоростью. Сопоставление рентгеноструктурных данных для свободных ферментов и их комплексов с ингибиторами (или псевдосубстратами) дает ценную информацию о конформационных превращениях и механизме функционирования белковых молекул (см. с. 190). [c.102]

Одним из главных препятствий при структурном изучении интегральных белков биологических мембран является нх низкая растворимость. Мембранные белки практически нерастворимы в водных буферных системах, и это фактически исключает использование протеолитических ферментов в традиционной форме. В процессе работы по установлению полной аминокислотной последовательности бактериородопсина применялись в основном химические методы расщепления полипептидной цепи, и обрАовавшиеся фрагменты разделялись на биогелях, уравновешенных концентрированным раствором муравьиной кислоты. [c.607]

Высаливание белков концентрированными растворами ЫагЗО или (NH4)2S04 применяется при выделении ферментов из экстрактов тканей и является одним из методов фракционирования белковых смесей на альбумины и глобулины. Растворимость белков уменьшается также при добавлении дегидратирующих веществ (спирта, ацетона). [c.114]

Поскольку в описываемом методе применяется титрование раствором щелочи, в ходе реакции происходит разбавление раствора, что Может изменить концентрации фермента и субстрата, а следовательно, и скорость процесса. Во избежание заметного влияния разбавления на скорость реакции объем прибавляемой щелочи необходимо свести до минимума. Это может быть достигнуто применением сравнительно концентрированных растворов NaOH, однако вводимых при помощи ультрамикробюретки. Так, например, при объеме реакционной смеси 3—5 мл, применение 0,1 н. раствора NaOH в общем объеме на титрование 10—15 мкл дает разбавление [c.150]

Физический смысл В лаборатории два студента независимо друг от друга вьщелили фермент лактатдегидрогеназу (из сердца цыпленка), катализирующую восстановление пирувата до лактата. Фермент был получен в виде концентрированного раствора. Затем оба студента измерили ферментативную активность полученных ими растворов в одних и тех же условиях при разных концентрациях субстрата и таким образом определили Ццои и Км своих препаратов. При сравнении результатов они обратили внимание на то, что значения Км У них совпадали, а значения Кпах существенно различались. Один из студентов утверждал, что разные значения свидетельствуют о том, что они получили различные формы одного и того же фермента. Другой же утверждал, что, несмотря на разные значения они вьщелили одну и ту же форму фермента. Кто из них прав Объясните, как можно разрешить это противоречие [c.270]

Потеря специфики вторичной и третичной структур называется денатурацией белка. При этом активный центр фермента демонтируется , что приводит к потере каталитической активности. Денатурация может быть вызвана добавкой концентрированного раствора электролита или органических растворителей, а также повышением температуры. Последнее обстоятельство обусловливает своеобразный ход температурной зависимости скорости ферментативных реакций. При умеренных температурах повышение температуры сопровождается, как обычно, увеличением скорости. Затем достигается максимум, после чего дальнейщее повышение температуры приводит в результате прогрессирующей денатурации фермента к падению скорости, вплоть до полного прекращения каталитической реакции. [c.430]

О пространственной структуре молекул ферментов известно пока мало. Считают, что количество спиральных участков в них невелико это было доказано методом рентгеноструктурного анализа для ряда белков, в частности яичного альбумина наиболее подробно — для лизоцима, а также для рибонуклеазы, а-химотрипсина. Сходные данные найдены и методом спектрополяри-метрии, например по Моффиту-Янгу (10—20—30%). Несомненно, что каждый ферментный белок обладает уникальной третичной структурой, где между спирализованными участками располагаются неспирализованные, количество которых велико и которые составляют значительную часть молекулы. Частицы многих ферментов состоят из нескольких (2—4) одинаковых субъединиц, связанных между собой различными способами (четвертичная структура). Часто они удерживаются вместе с помощью атомов металлов, коферментов. Разбавление во многих случаях приводит к диссоциации субъединиц, иногда же силы, связывающие их, более прочны и для этого требуется действие концентрированных растворов мочевины. Химотрипсин, например, находится в растворах чаще в виде димера, при разбавлении образуется мономер (Л1—23 000), а в концентрированных растворах содержится тример. Алкогольдегидрогеназа дрожжей при удалении из нее атомов цинка диссоциирует на четыре неактивные субъединицы (М = 36 000). [c.73]

Обнаружение изотиоциаиатов и выделение их из растений. Гидролиз глюкозида сопутствующим ему природным ферментом или мирозиназой, которая специально добавляется, — операция очень простая и контролируется по появлению запаха. Затем должна следовать перегонка с водяным паром. В целях контроля несколько капель полученного летучего масла обрабатывают концентрированным раствором аммиака или какого-либо амина при этом образуется замещенная тиомочевина [c.174]

Некоторые протеолитические ферменты обладают способностью инициировать образование высокомолекулярных белковоподобных соединений из концентрированных растворов продуктов ферментативного расщепления протеинов. Изучение этого ферментативного синтеза полипептидов (пластеиновой реакции) до недавнего времени проводили лишь на смесях пептидов, образующихся при ферментативном гидролизе белков. Аналогичные работы с синтетическими пептидами были опубликованы только в течение нескольких последних лет. Пластеин-активны-ми ферментами являются химотрипсин и пепсин. Оптимальные значения pH для образования пластеинов равны 7 в случае химотрипсина [2284] и 4 в случае пепсина [2378]. При этих же значениях pH протеолитическая активность ферментов минимальна. [c.393]

При экстракции ферментов на вибрационной мельнице добавлением электролитов (Na l, СаСЬ, Zn h) не удалось уменьшить разведение и получить более концентрированные растворы. [c.54]

Подобно трипсину, химотрипсин наиболее стабилен при pH 3, а его действие на белки имеет оптимум в зоне pH 7—9. В концентрированных растворах при pH 7,8 фермент претерпевает автолиз с образованием двух различных активных форм р- и ухимотрип-сина. Химотрипсин обладает более широкой специфичностью, чем трипсин он очень легко расщепляет пептидные, амидные и сложноэфирные связи, в образовании которых участвуют карбоксильные группы ароматических аминокислот — тирозина, триптофана и фенилаланина. Несколько медленнее он расщепляет связи, образованные карбоксильными группами лейцина, метионина, глутаминовой и аспарагиновой кислот. Связи ароматических аминокислот с пролином устойчивы к действию фер.мента. [c.124]

В качестве критерия чистоты соединения пользуются также растворимостью. Известно, что растворимость гомогенного вещества постоянна и не изменяется в присутствии избытка твердого вещества. Этот метод вряд ли пригоден для определения растворимости белков в чистой воде, так как растворимость белков в воде сильно зависит от следов электролитов и от концентрации водородных или гидроксильных ионов. Влияние этих веществ можно исключить, если в качестве растворителя использовать концентрированный раствор соли. При проверке растворимости кристаллического яичного альбумина или карбокси-гемоглобина в растворе сернокислого ам1мония было найдено, что растворимость до некоторой степени зависит от количества твердой фазы [22]. На этом основании было сделано заключение, что молекулы этих белков можно рассматривать как системы обратимо диссоциирующих компонентов. Очень тщательные определения растворимости кристаллического химотрипсиногена [23] и рибонуклеазы [24] показали, что эти белки ведут себя как гомогенные соединения. В высшей степени важно, что эти гомогенные белки являются ферментами (см. гл. ХП). [c.15]