Методы иммобилизации

Химические методы иммобилизации ферментов. Иммобилизация ферментов путем образования новых ковалентных связей между ферментом и носителем — наиболее массовый способ получения промышленных биокатализаторов. [c.90]

В последние 10—15 лет были разработаны различные химические и физико-химические методы иммобилизации ферментов, что открыло широкие возможности использования их во многих технологических процессах. Многочисленные работы по этому вопросу опубликованы в самых разнообразных изданиях — от специальных академических журналов до массовых газет [19, [c.176]

Рис. 4.4. Методы иммобилизации ферментов ф-фермент

Химическая иммобилизация проходит как ковалентное связывание с нерастворимым носителем за счет ионной и координационных связей, вводимого в реакционную смесь фермента. При выборе метода иммобилизации основным критерием является достаточное количество реакци- [c.167]

Существует пять методов иммобилизации адсорбция на крупнопористом носителе, ковалентное связывание, адсорбция, поперечная сшивка, включение в полиакрила-мидный гель [165]. [c.163]

Существуют два принципиально различных метода иммобилизации ферментов без возникновения ковалентных связей между ферментом и носителем (физические методы иммобилизации) и с образованием ковалентной связи между ними (химические методы иммобилизации). Каждый из этих методов осуществляется разными способами (рис. 4.4). [c.87]

Физические методы иммобилизации ферментов реализуются посредством адсорбции фермента на нерастворимом носителе, путем включения энзимов в поры поперечносшитого геля, в полупроницаемые структуры или двухфазные системы. [c.88]

Методы иммобилизации ферментов I [c.88]

Методы иммобилизации ферментов [c.87]

Предложено большое число разнообразных методов иммобилизации, основанных как на физической сорбции, так и на ковалентном присоединении белков к носителям. Одним из наиболее полулярных химических приемов является обработка глутаровым альдегидом смеои фермента и полимерного носителя, содержащего аминогруппы. При этом молекулы глутарового альдегида образуют основания Шиффа с аминогруппами белка (в первую очередь е-аминогруппами остатков лизина) и носителя, которые далее могут быть восстановлены до соответствующих аминов [c.159]

Сравнительная характеристика методов иммобилизации [c.166]

Весьма эффективен метод иммобилизации ферментов на нерастворимом носителе. Фермент выделяют из природного источника, очищают, фиксируют на неорганическом или полимерном носителе с помощью привязки ковалентной связью или путем адсорбции. Раствор вещества пропускают через колонку, заполненную таким иммобилизованным ферментом. На выходе из колонки продукт отделяют обычными методами. Таким образом можно осуществлять многостадийные процессы, пропуская раствор последовательно через несколько колонок с разными ферментами. [c.28]

Сорбционный метод иммобилизации клеток микроорганизмов является вполне конкурентоспособным по отношению к новейшим методам, основанным ка механическом включении и химическом связывании клеток. В то же время он дешевый, стабильный, универсальный и прост в осуществлении [9]. [c.168]

В обычной аффинной хроматографии для иммобилизации субстратов в качестве носителей используются агароза и сшитая сефароза. В качестве сшивающего агента обычно выступает ВгСМ, а мостик образован а,о)-диамином. Эти полисахаридные носители подвержены биодеградации, и, следовательно, органические полимерные гели более удобны в качестве матрицы и допускают более широкий набор химических модификаций. Именно эти причины побудили Уайт-сайдса и сотр. разработать новый метод иммобилизации ферментов в сшитых органических полимерных гелях [126]. По своей простоте и универсальности этот метод превосходит ранее предложенные. Особенно ценен он при иммобилизации относительно лабильных ферментов для использования в ферментерах большого размера при проведении реакций органического синтеза, катализируемых ферментами. [c.257]

Методы иммобилизации подразделяются на несколько категорий, и выбор наилучшего метода не всегда очевиден. Участки внутри макромолекул не должны быть затронуты при иммобилизации. Однако предсказать направле- [c.521]

Идея применения ферментов в качестве лекарственных средств (фармакологии ферментов) всегда казалась заманчивой. Однако их нестабильность, короткий период полураспада, нежелательные антигенные свойства, связанные с белковой природой ферментов и опасностью развития аллергических реакций, трудности доставки к пораженным органам и тканям (мишеням) существенно ограничивали возможности использования ферментных препаратов. В разработке методов иммобилизации ферментов (см. ранее) наметились конкретные пути преодоления указанных трудностей применение водорастворимых, биосовместимых носителей, например полимолочной кислоты (легко разлагается в организме), использование методов химической модификации и микрокапсулирования, приготовление MOHO- и поликлональных антител и ферментсодержащих липосом и т.д. [c.168]

Адсорбция ферментов на нерастворимых носителях. При адсорбционной иммобилизации белковая молекула удерживается на поверхности носителя за счет электростатических, гидрофобных, дисперсионных взаимодействий и водородных связей. Адсорбция была первым методом иммобилизации ферментов (Дж. Нельсон, [c.88]

Все известные методы иммобилизации принято разделять на физические и химические. Из методов первой группы наиболее щироко применяются адсорбция на нерастворимых носителях и включение в структуру геля. Они особенно эффективны при разработке новых перевязочных материалов, мазей и кремов различной направленности действия. Метод иммобилизации ферментов в полупроницаемые оболочки часто называют методом микрокапсулирования, механизм которого заключается в фиксировании водных растворов ферментов в замкнутых сферических коацерватах, имеющих тонкую полимерную оболочку, способную удерживать изнутри высокомолекулярный субстрат и в то же время дающую возможность свободно диффундировать через нее низкомолекулярному. Это позволяет сохранить фермент одновременно в нативном и в иммобилизованном состоянии, многократно вводить и выводить его из реакционной смеси [34, 35]. Представляет интерес метод включения ферментов в липосомы, которые имеют большие возможности применения в медицине, так как по своему составу приближаются к клеточным мембранам [36]. [c.206]

Таблица 22 Известные методы иммобилизации некоторых ферментов

Методам иммобилизации ферментов, физико-химическим каталитическим свойствам иммобилизованных ферментов посе щены многочисленные публикации как научного, так и учебно характера. Мы не будем останавливаться на этих вопросах, и задачей в данный момент является общая характеристика мет дов применения иммобилизованных ферментов в аналитическ] целях. [c.324]

Существуют два основных метода получения полимерных краун-соединений 1) полимеризация или сополимеризация краун-соединений, имеющих ви-нильные группы 2) поликонденсация, полиприсоединение или аддитивная конденсация краун-соединений, имеющих две или более функциональные группы. Метод иммобилизации краун-соединения включает взаимодействие функциональной группы краун-соединения с функциональной группой на носителе, таком, как силикагель или хлорметилированный полистирол. Детали приведены в гл. 6. [c.84]

Методы иммобилизации лигандов на носителях. ...........233 [c.219]

Непосредственное npi-геязынание клеток друг к друг с помощью бифункциональных или полифункциональных реагентов типа альдегидов или аминов относится к химическому поперечному связыванию . Метод ковалентного связывания и поперечной сшивки живых клеток используется реже остальных методов иммобилизации [c.165]

Ферментные (энзимные) электроды представляют собой электродные устройства (ионометрические датчики), позволяющие определять концентрации веществ, участвующих в ферментативных реакциях. Для этой цепи на чувствительный элемент ионоселективного электрода или на специальный носитель, расположенный на некотором расстоянии от него, наносят спой, содержащий фермент. Обычно фермент применяют в иммобилизированном состоянии, используя один иэ методов иммобилизации ковалентное связывание с поверхностью электрода, внедрение фермента в сетку геля или полимера, ковалентную сшИвку молекул фермента между собой с помощью соответствующего полифунк-ционального реагента, [c.57]

Для использования в пищевых отраслях наиболее перспективным методом иммобилизации, обеспечивающим получение биологически активного материала (БАМ), является ковалентное присоединение БАД к полимеру, основанное на образовании химической связи между функциональными группами молекулы БАД, не определяющими его каталитическую активность, и реакционно-способными группами полимерного носителя. Ковалентное связывание БАД с полимером предотвращает миграцию БАД в пищевую среду и обеспечивает возможность многократного использования БАМ. Однако образование ковалентной связи осуществляется, как правило, с применением токсичных растворителей, активаторов и высоких температур, что приводит к инактивации многих БАД и образованию побочных продуктов реакции. ГГоследнее недопустимо при получении БАМ, предназначенных для пищевых отраслей промышленности. [c.215]

Близким к инкапсулированию методом иммобилизации можно считать включение водных растворов ферментов в липосомы, представляющие собой сферические или ламеллярные системы двойных липидных бислоев. Впервые данный способ был применен для иммобилизации ферментов Дж. Вайсманом и Дж. Сессом в 1970 г. Для получения липосом из растворов липида (чаще всего лецитина) упаривают органический растворитель. Оставшуюся тонкую пленку липидов диспергируют в водном растворе, содержащем фермент. В процессе диспергирования происходит самосборка бислойных липидных структур липосомы, содержащих включенный раствор фермента. [c.90]

Методы иммобилизации универсальны для всех видов иммобилизованных биокатализаторов — индивидуальных ферментов, клеток, субклеточных структур, комбршированных препаратов. [c.93]

Степень замещения (количество лиганда, иммобилизованного в 1 мл геля) выражаются в наномолях на 1 мл геля, когда лиганд состоит из небольших молекул, и в миллиграммах на 1 мл геля в случае макромолекул. Эта степень замещения зависит от активации носителя и методов иммобилизации лиганда. Реакция активации зависит от физических условий (температура, pH), времени реакции и количества активирующих агентов. Иммобилизация лиганда обусловливается теми же физическими факторами, временем и концентрацией лиганда. Требуемые условия указываются изготовителями носителей в соответствии с используемыми лигандами и фиксирующими плечами. [c.83]

В настоящее время разработаны методы иммобилизации множества ферментов. Некоторые из них приведены в табл. 22. Как видно из таблицы, один и тот же фермент можно иммобилизовать несколькими методами. Так, лактатдегидрогеназу можно включить в гель, прикрепив к носителю поперечной сшивкой аспара-гиназу — прикрепить к носителю сорбционным путем или химической (ковалентной) связью и т. д. [c.205]

Этот метод иммобилизации чрезвычайно прост, но применимость его ограничена из-за отсутствия связи между краун-соединением и твердым носителем. Краун-соединения могут вымываться из пор либо выносятся за счет механических сил. Несмотря на этот недостаток, пропитывание может использоваться как очень простой метод при исследовании газафазного катализа краун-соединениями с низкой упругостью паров. Пористые тела, пропитанные малорастворимыми краун-соединениями, могут применяться при разделении ионов. [c.332]

Очень перспективным методом очистки воды от всевозможных загрязняющих ее веществ, особенно синтетических, является использование иммобилизованных (закрепленных, нерастворимых) ферментов — ферментов второго поколения . Идея закрепления ферментов на нерастворимом в воде носителе и применения таких мощных катализаторов в технологических процессах и медицине возникла давно. Еще в 1916 г. осуществлена адсорбция инвертазы на активированном угле в свежевыделенной гидроокиси алюминия. С 1951 г. для фракционирования антител и выделения антигенов используют конъюгацию белков с целлюлозой. До недавнего времени существовал единственный метод закрепления ферментов — обыкновенная физическая адсорбция. Однако адсорбционная емкость известных материалов относительно белков явно недостаточна, а силы адгезии невелики, и разрыв связи между ферментом и поверхностью адсорбента может наступать от малейших изменений условий процесса. Поэтому такой метод иммобилизации не нашел широкого применения, но, поскольку он прост и может, по-видимому, способствовать выяснению механизма действия ферментов в живых системах, илах и почве, а в некоторых случаях применяться на практике, некоторые исследователи занимаются изучением адсорбции ферментов, поиском новых, эффективных носителей и т. д. [104, 206]. [c.176]

В обзоре [165] подробно рассмотрены адсорбционные методы иммобилизации на различных типах дисперсных и компактных углеродных материалах биополимеров — белков и ферментов. В этом случае существенную роль могут играть гидрофобногидрофильные взаимодействия белковой глобулы с поверхностными группами углеродных материалов (рис. 88). [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология