Ферменты ультрафильтрацией

Регенерация слабо адсорбирующихся ферментов (ультрафильтрация в пористых волокнах или на мембранах) [c.196]

В промышленных масштабах ультрафильтрацией очищают сточные воды, отделяют культуральные жидкости от продуктов микробиологического синтеза, концентрируют биологически активные вещества белки, ферменты, антибиотики и т. д. [c.23]

Предназначены для разделения, концентрирования и очистки растворов методом обратного осмоса и ультрафильтрации. Применяются для деминерализации сточных вод и извлечения компонентов из промышленных стоков химических и других производств, а также для концентрирования ферментов, биологически активных веществ в микробиологической, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. [c.919]

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]

Для регенерации ферментов из раствора как правило применяют ультрафильтрацию через плоские мембраны (батареи мембран) или через полые полупроницаемые волокна, отделяя таким образом низкомолекулярные продукты реакции от ферментов. Используют также способность целлюлолитических ферментов адсорбироваться на целлюлозе. В этом случае гидролизат пропускают через слой свежего сырья, ферменты адсорбируются на нем, в то время как в растворе остаются продукты реакции [1]. [c.192]

Рис. 107 Схема процесса выделения Ь-аспарагиназы 1 5 17 — промежуточные емкости 2 6 15 18 26 — насосы 3 — теплообменник 4 — дисковая центрифуга 7 — аппарат для получения суспензии микробных клеток 8 — гомогенизатор 9 — аппарат для спиртового осаждения остатков клеток и белка 10— ротационный фильтр 11 — аппарат для осаждения фермента метанолом 12 — центрифуга 13 — аппарат для переосаждения фермента 14 — аппарат для растворения фермента 16 — аппарат для ультрафильтрации 19 — колонка с сефадексом 20 21 — емкости для буферных растворов 22 23 — насосы для подачи буферных растворов 24 25 — емкости для сбора фракций 31 — аппарат для осаждения фермента 28 — центрифуга 29 — аппарат для переосаждения 30 — стерилизующая мембрана 31 — осадитель 32 - кювета 33 - фасовочное устройство 34 — сублимационная сушилка

Ультрафильтрация (см.) применима для концентрирования и очистки молекул с диаметром от 1 до 100 нм (отдельных ферментов) от низкомолекулярных примесей. Растворитель при этом частично удаляется. [c.391]

Для выделения ферментов из материалов различного происхождения, их фракционирования и концентрирования разработано множество эффективных методов. К ним относятся кристаллизация [5—7], диализ, ультрафильтрация и концентрирование на полых волокнах (8—10], электрофорез [И—13, гл. 35], экстракция [14, 15], лиофилизация [16], преципитация и методы с использованием растворимых неионных полимеров [17, 18], зональное центрифугирование [19]. [c.9]

Получение высококачественных вакцин, сывороток, ферментов и антибиотиков невозможно без применения ультрафильтрации. Применение мембран дает возможность осуществлять очистку высокомолекулярных веществ от низкомолекулярных, в частности удаление электролитов, карбамида, лактозы и других веществ из растворов протеинов. С помощью ультрафильтрации удается одновременно осуществлять процессы концентрирования и очистки белков, гормонов, антибиотиков, ферментов и т. п. При использовании ультрафильтрации не только увеличивается выход готового продукта и улучшается его качество, но и резко сокращается число стадий технологического процесса при производстве медицинских и биологических препаратов. Так были созданы новые виды препаратов, не содержащих балластных веществ и обладающих высокой активностью при введении их в организм в малых объемах. [c.408]

Предназначена для отделения высокомолекулярных фракций из растворов биологически активных соединений, концентрирования и очистки растворов ферментов и полисахаридов, вирусных и бактериальных суспензий и т. д. методом ультрафильтрации и диафильтрации в промышленных и полупромышленных [c.412]

Ультрафильтрация представляет большой интерес для выделения декстринов из крахмала, спиртов из растворов, получающихся при брожении различных продуктов, аминокислот и многих других веществ из различных отходов пищевой промышленности [30]. При непрерывной ультрафильтрации через мембрану может проникать целевой продукт и низкомолекулярные вещества, которые при необходимости можно разделить последующей ультрафильтрацией через более микропористые ультрафильтры. Образующийся концентрат возвращается в реактор. Такой процесс не сложен, но позволяет получать чистый продукт и сохранять в реакторе оптимальную концентрацию микроорганизмов и ферментов. Количество отходов при этом мало. [c.21]

Для промывки установок после ультрафильтрации лакокрасочного материала предлагаются также промывные среды, содержащие в воде поверхностно-активные вещества, ферменты, органические растворители, кальцинированную соду и другие добавки [25]. Состав промывных вод определяется природой материала, из которого изготовлена мембрана, и связующего, используемого в лакокрасочном материале. Необходимо строго выдерживать режимы промывки и обработки мембран при перерывах в работе установки. [c.212]

Перед введением в колонный реактор с иммобилизованным ферментом сыворотку пастеризуют, подвергают ультрафильтрации и пропускают через ионообменник, чем добиваются ее деминерализации. Мощность установки составляет около 1000 л при степени конверсии лактозы 80%. Установка полностью автоматизирована. Получаемые при этом сахара (глюкоза и галактоза) по сладости в полтора раза превышают сладость пищевого сахара в расчете на одинаковые экономические затраты. [c.29]

Результатом неудовлетворительной проработки научных основ биотехнологии многих ферментов является то абсолютно нетерпимое в промышленности обстоятельство, что при осуществлении процесса строго по разработанному регламенту результаты на всех стадиях сильно изменяются не только от завода к заводу, но и на одном и том же предприятии в операциях, проведенных в разное время. Так, потери ферментативной активности на стадии фильтрации колеблются в пределах 14—40%, при осаждении — от 19 до 51, экстракции — 8—20, ультрафильтрации — 7—25, сушки — 7—40%. Конечно, такие колебания далеко выходят за пределы случайного разброса и могут объясняться как ошибками обслуживающего персонала, так и недостаточным знанием закономерностей осуществляемого технологического процесса. [c.134]

Ферментативное осахаривание целлюлозы может осуществляться в виде периодического или непрерывного процесса. Использование техники иммобилизованных ферментов, непрерывной подпитки раствора субстратом и удаление конечного продукта — глюкозы, ингибирующей гидролиз, с помощью ультрафильтрации повышают производительность процесса. [c.77]

Представляет интерес иммобилизация ферментов на мембранах аппаратов для ультрафильтрации. Соответствующие способы перевода ферментов в им мобилизованное состояние показаны на рис. 58. [c.142]

Можно указать на некоторые другие применения ультрафильтрации в промышленности и фармакологии очистка антибиотиков, концентрирование и диафильтрация альбумина, процесс непрерывного сбора продуктов ферментации, очистка кристаллизационных растворов и кондиционирование поверхности кристаллов, очистка сывороток диафильтрацией при получении диагностических реактивов концентрирование и очистка ферментов, фракционирование макромолекул, концентрирование гормональных препаратов, стерилизация растворов для внутривенного введения, удаление пирогенных веш,еств, концентрирование вирусов, регенерация масляно-эмульсионных смесей, очистка стоков и регенерация растворов гальванических производств. [c.366]

Покажем принцип метода на одном примере. Реакция окисления — восстановления NAD++ субстрат-> NADH + Н++ продукт может быть сопряжена с иммобилизованными ферментами. В такой модельной системе субстрат подается насосом в камеру, содержащую связанный с декстраном NAD+ и две NAD+-зависимые дегидрогеназы. С противоположной стороны продукт реакции удаляется с той же скоростью методом ультрафильтрации. Таким образом, процесс может быть непрерывным. [c.260]

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]

Предназначена для отделения высокомолекуляр- ных суспензий и т.д. методом ультрафильтрации и ных фракций из растворов биологически активных диафильтрации в лабораторных и полупромышлен-соединений, концентрирования и очистки растворов ных условиях, ферментов и полисахаридов, вирусных и бактериаль- [c.921]

Ямашита с соавторами [133] предложили применять ферментативный гидролиз и приготовление пластеинов для производства азотсодержащих продуктов питания, предназначаемых лицам, которые страдают фенилкетонурией. Гидролиз исходных белков сои или других культур с помощью ферментов, таких, как пепсин и проназа, приводит к высвобождению ароматических аминокислот. Вслед за ультрафильтрацией, которая удаляет эти аминокислоты, проводится реакция образования пластеина на гидролизате в присутствии этиловых эфиров тирозина и триптофана. Образующийся таким путем пластеин содержит лишь очень малую долю фенилаланина. Патенты на производство таких диетических продуктов выданы группе Фуйимаки [46] и фирме Fuji Oil o. Ltd. [15]. [c.618]

В качестве примера иммобилизации ферментов и использования их в промышленности приводим схему непрерывного процесса получения аминокислоты аланина и регенерации кофермента (в частности, НАД) в модельной системе. В этой системе исходный субстрат (молочная кислота) подается при помощи насоса в камеру-реактор, содержащий иммобилизованные на декстране НАД и две НАД-зависимые дегидрогеназы лактат- и аланиндегидрогеназы с противоположного конца реактора продукт реакции —аланин—удаляется с заданной скоростью методом ультрафильтрации. [c.164]

Наиболее часто используется реактор периодического действия с перемешиванием, в который помещают субстрат и раствор целлюлазного препарата, а процесс гидролиза ведется в течение определенного времени с одной и той же исходной порцией субстрата и фермента. При такой конструкции реакторов возникает проблема отделения продуктов реакции от ферментов, а также отделения непрогидролизованного остатка сырья. Кроме того, скорость реакции значительно уменьшается со временем из-за ингибирования продуктами — глюкозой и целлобиозой — и инактивации ферментов при перемешивании. Для отвода продуктов из зоны реакции предложено использовать ультрафильтрацию и добавлять в реактор по мере гидролиза свежие порции субстрата [2, 3]. При этом ферменты задерживаются ультрафильтрационной мембраной и остаются в реакторе, что позволяет продлить срок их действия. Ультрафильтрационные мембраны бывают встро-еьшого типа (т.е. находятся в зоне реактора, где осуществляется гидролиз), а также могут быть выполнены в виде выносного модуля (рис. 7.1). Использование реакторов мембранного типа целесообразно осуществлять в режиме с подпиткой сырья. [c.187]

Анализ возможностей различных методов регенерации ферментов из растворов позволяет сделать табл. 7.2. Большинство из обсуждаемых методов пpивoji ит к высокой степени регенерации, однако они не лишены определенных недостатков относительной сложности реализации (проточный колонный реактор), неселективной адсорбции белков помимо целлюлаз (электроудерживание), относительной недолговечности мембран или волокон (ультрафильтрация). [c.194]

Многие исследователи работали над вопросами спиртового брожения. Л. А. Иванов впервые установил в 1903 г. участие фосфорной кислоты в процессах брожения и показал, что стимулирующее действие фосфата сводится к тому, что образуется промежуточное соединение фосфорной кислоты (фосфорные эфиры), способное к дальнейшим превращениям. Этот процесс, получивший название фосфорилирования, является промежуточной стадией брожения. Кроме того, в присутствии неорганических соединений фосфора скорость брожения быстро возрастает. В дальнейшем было установлено, что независимо от того, какой гексозный сахар был взят для брожения, в результате фосфорилирования образуется дифосфат фруктозы. Роль фосфора в этих процессах изучали также английские ученые А. Гарден и Т. Юнг (1905). Они разработали схему спиртового брожения, включающую образование фосфорных эфиров. А. И. Лебедев (1881 — 1938) открыл многие основные этапы спиртового брожения, используя дрожжевой сок, полученный по его методу. Для разделения смеси ферментов А. И. Лебедев применял ультрафильтрацию через желатиновые фильтры. Он совершенно верно определил роль кофермента как передатчика водорода при процессах брожения. В настоящее время установлено, что коферменты состоят из комплекса различных веществ. В результате своих исследований [c.534]

Для осуществления ФГ гемицеллюлоз, отделения продуктов и иммобилизации ферментов перспективным является применение мембранных процессов [12], однако для этого требуется создание новых прочных, биоустойчивых мембран. По сравнению с кислотным гидролизом применение реакторов, снабженных полупроницаемыми мембранами, для ФГ является более перспективным из-за почти нейтральной реакционной среды (pH 4—5), низкой температуры (30—60°С), большой разницы между молекулярной массой биокатализаторов и продуктов реакции скорость ФГ гемнцеллюлоз сравнима со скоростью проникновения продуктов реакции через мембрану. Применение для ФГ реакторов, снабженных мембранами (диализ, ультрафильтрация), позволяет получать ферментные гидролизаты, содержащие сахар, в том числе и ксилозу, маннозу, арабинозу и др., высокой степени чистоты, что важно особенно для их дальнейшей микробиологической переработки [7]. [c.242]

Перед завершением ферментации культуральную жидкость быстро охлаждают до -Ь5°С, при необходимости доводят pH до требуемого показателя предварительная обработка жидкости может заключаться в добавлении флокулянтов при последующих центрифугировании и вакуум-упаривании (при температуре ниже 35°С). После этого к упаренному центрифзггату добавляют раствор электролита, чтобы освободиться от возможных загрязнителей (часть клеток продуцента, крупные частицы из среды, не отделившиеся при центрифзтаровании). Раствор затем фильтруют на вакуум-барабанном фильтре с намывным слоем, фильтрат поступает в рефрижератор, из которого в одном случае (для получения жидкого концентрата фермента) его подвергают ультрафильтрации, консервируют, пропускают через мембранный фильтр и собирают в накопителе, откуда он поступает на фасовку (на схеме [c.462]

Одним из наиболее перспективных направлений в использовании обратного осмоса и ультрафильтрации является производство и выделение биологически активных веществ, вакцин, вирусов, ферментов, нуклеокислот и т. д. [8, 11, 13-16, 23-25]. [c.17]

Многие из общих подходов к исследованию механизма действия ферментов также применимы и к изучению роли ионов металлов в ферментативном катализе. Схемы координации, описывающие взаимодействие фермента, металла и лиганда, могут быть изучены методами, применяемыми при определении стехиометрии и сродства связывания белками небольших молекул. Эти методы включают гель-фильтрацию в присутствии или в отсутствие небольших молекул [49], метод скоростного диализа [50], ультрафильтрацию, метод ультрацентрифугирования по Хейесу — Велику [52], равновесный диализ [53], а также методы для измерения только сродства взаимодействия [54—58]. Выбор схемы координации ионов металлов и лигандов с ферментами с помощью этих методов возможен только при отсутствии влияния других факторов. Например, если образуется комплекс Е — лиганд — М +, фермент должен проявлять значительное сродство к иону металла только в присутствии лиганда. И, наоборот, если образуется комплекс Е — М + — лиганд, то не должно происходить значительного связывания лиганда в отсутствие иона металла. Однако практически ферменты часто проявляют склонность к связыванию обоих компонентов комплекса, невзирая на выбранную схему координации. Следовательно, важны данные, полученные с учетом стехиометрических и кинетических критериев. Такие важные типы комплексов, как Е — лиганд — М + и Е — М + — лиганд, обычно содержат все три компонента в эквимолярных количествах. Более [c.449]

Ультрафильтрация (от лат. — ultra — сверх, filtrum — войлок) применяется для очистки систем, содержащих частицы коллоидных размеров (золи, растворы ВМС, взвеси бактерий и вирусов). В основе метода лежит продавливание разделяемой смеси через фильтры с порами, пропускающими только молекулы и ионы низкомолекулярных веществ. В определенной степени ультрафильтрацию можно рассматривать как диализ под давлением. Ультрфильтрацию широко используют для очистки воды, белков, нуклеиновых кислот, ферментов, витаминов, а также в микробиологии при определении размеров вирусов и бактериофагов. [c.498]

Ренин вырабатывается в почках при снижении кровяного давления. Уменьшение давления крови отрицательно сказывается на почечной фильтрации, так как этот процесс, как уже отмечалось, протекает при наличии в капиллярах сосудистого клубочка нефрона повышенного давления крови (ультрафильтрация прекращается при снижении систолического давления крови ниже 70 мм рт. ст.). По механизму действия ренин является протеолитическим ферментом, превращающим один из белков плазмы крови в биологически активное вещество - ангиотен-зин. Образовавшийся ангиотензин стимулирует продукцию корой надпочечников альдостерона, что приводит к увеличению реабсорбции [c.118]

Ультрафильтрация. В отличие от других способов концентрирования ультрафильтрация позволяет одновременно удалить из растворов все низкомолекуляриые балластные примеси, т. е. она одновременно выполняет функции и концентрирования, и очистки. Поскольку процесс основан на разделении веществ по молекулярной массе, он является идеальным именно в применении к очистке ферментов не требует изменения температуры и фазового состояния, проводится без добавления химических реагентов, позволяет получить теоретически любую необходимую концентрацию белка и достичь любой заданной степени очистки от примесей. [c.129]

Теоретически процесс ультрафильтрации можно процодить без потерь фермента, на практике же потери достигают 20—30% в основном из-за неправильного выбора мембран, несовершенства конструкции мембранных аппаратов, допускающих протечки исходного раствора в пермеат, минуя мембрану, потерь фермента с регенерирующими растворами и несоблюдения температурного режима в установке. [c.130]

В процессе выделения ферментов, других белков и нуклеиновых кислот биополимеры нередко получают в виде сильно разбавленных растворов, которые для дальнейшей работы необходимо концентрировать. Среди известных методов концентрирования биополимеров — высаливанием, осаждением органическим растворителями, испарением в мешочках для диализа, диализом против гипертонических растворов полимеров и др. — одним из наиболее удобных является метод ультрафильтрации. Этот метод 110з.воля т проводить концентрирование при очень мягких условиях низкой температуре, широких значениях pH, любой ионной силе раствора. Существенно, что концентрирование биополимеров происходит без концентрирования растворителя. Таким образом, денатурирующие воздействия самой процедуры сведены к минимуму. [c.231]

При анализе белковых фракций, смываемых с колонки при ионообменной хроматографии НАД-киназы из печени кролика, был обнаружен фактор, способный изменять активность фермента. Этот фактор не связывается с ионообменником и выходит при нанесении образца фермента на колонку в первой белковой фракции. Вопрос о том, какова его природа и не является ли он кальмодулином, будет рассмотрен ниже. Фактор не обладает ферментативной активностью, термостабилен (его эффект сохраняется после прогревания в течение 5—7 мин при 10(Г ), не проходиг через мембрану при диализе или ультрафильтрации. При исследовании действия фактора на НАД-киназу из печени кролика мы не всегда наблюдали однозначный эффект, что выражалось в следующем. Во-первых, степень активации варьировала в широких пределах (от 30 до 150%). а при большом избытке фактора наблюдали даже десятикратную активацию. Причина неодинаковой активации, по-видимому, кроется в различном содержании самого активатора в разных частично очищенных препаратах, используемых в опыте. Во-вторых, фактор оказывал влияние не на все препараты фермента. Степень активации зависела также от типа НАД-киназы (а или р). Было выяснено, что более выражено активирующее действие фактора на а-форму НАД-киназы [17]. При этом из двух форм фермента а-типа с молекулярным весом 150 000 и 180000 в большей степени активируется первая, наименее активная форма. На первый взгляд эти данные трудно объяснить действием одного активатора. Для интерпретации получен ных результатов проще всего было бы допустить присутствие в использованных частично очищенных препаратах, помимо активатора, еще и ингибитора фермента. Для многих ферментов показана возможность регуляции каталитической активности пра участии как активатора, так и ингибитора. Очевидно, что конечный эффект будет зависеть только от соотношения активатор/ин-. гибитор в используемых препаратах. Активация может наблюдаться, когда действие активатора преобладает над действием ингибитора. В противном случае выявляется ингибирование фер-мента. Эффект отсутствует, когда действие активатора уравнобе-шивается действием ингибитора. [c.150]

Термин кофермент впервые появился в 1897 г., когда Т. Бертран, изучая свойства лактазы ( -галактозидаза, отщепляющая концевые нередуцирующие остатки в В-галактозидах), обозначил этим термином активатор этого фермента—Следующей важной вехой в развитии учения о коферменте было исследование английских биохимиков А. Т рдена и В. Юнга, которые в 1906 г. доказали наличие в ферментном препарате дрожжей—зимазе термостабильного отделяемого ультрафильтрацией фактора—козимазы. [c.147]

В тех случаях, когда из биомассы или центрифугата (культуральная жидкость) необходимо вьщелить активную субстанцию — витамин, аминокислоту, антиген, антитело, фермент и пр., применяют физические или физико-химические методы очистки. Выбор их определяется свойствами вьщеляемого вещества (природа, молекулярная масса, лабильность к внешним воздействиям, химическое сродство и т.д.). Из физических методов чаще всего применяют на первичных стадиях сепарирование, центрифугирование (ультрацентрифугирование), а из физико-химических — осаждение нейтральными солями, спиртом, ацетоном, а также ультрафильтрацию, хроматографию, электрофорез. Методы вьщеления и очистки, как правило, многоступенчатые. Чистоту получаемого продукта характеризуют наличием в нем примесей и выражают коэффициентом очистки, который представляет отношение числа активных единиц продуктов на 1 мг белка или азота (так называемая удельная активность) в очищенном препарате к удельной активности исходного (неочищенного) продукта. [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология