Иммобилизация клеток микроорганизмов и ферментов

Включение в альгинатные гели относится к мягким методам иммобилизации — клетки остаются живыми и могут осуществлять полиферментные процессы. Положительным качеством геля является возможность клеток размножаться в нем, а также его способность к растворению при изменении pH и температуры. Это позволяет выделять жизнеспособные клетки и облегчает изучение их свойств. Большим преимуществом Са-альгинатного геля являются его хорошие диффузионные качества. В этот гель могут быть включены лишь микроорганизмы и ферменты с очень большой молекулярной массой Кислород, глюкоза, альбумин диффундируют в гель с той же скоростью, что и в водной среде. [c.227]

Наряду с успешной иммобилизацией многих ферментов и применением этого метода в промышленности исследователи столкнулись с рядом трудностей, характерных для работы с ферментами, зависимыми от кофакторов, а также в тех случаях, когда трансформации осуществляются несколькими ферментами. Были предприняты попытки использовать активность сложных ферментов и ферментных комплексов путем иммобилизации клеток. Иммобилизация клеток позволяет эксплуатировать отдельные ферменты, а также их системы, что затруднительно при работе с иммобилизованными ферментами. Обмен иммобилизованных клеток отличается от метаболизма интактных микроорганизмов, что может быть использовано в целях регуляции трансформации. Эффективность процессов, осун1.ествляемых иммобилизованными клетками, в ряде случаев выше их эффективности как у свободных микроорганизмов, так и у иммобилизованных ферментов. Для иммобилизации клеток используются почти все методы, применяемые для иммобилизации ферментов, но наиболее распространенным в настоящее время является включение в полиакриламидный (ПААГ) и каррагенановый гели (см. гл. Ю). [c.539]

Наряду с иммобилизацией отдельных ферментов оказалось возможным иммобилизовать и живые клетки микроорганизмов, которые в этом состоянии способны относительно долго осуществлять характерные для них биохимические процессы. Свойство микроорганизмов функционировать в иммобилизованном состоянии присуще многим видам, находящимся в естественных местах их обитания в почве, илах, водоемах. [c.94]

Выбор метода иммобилизации также зависит от реакции или процессов, которые будут осуществлять клетки. В целом для иммобилизации клеток микроорганизмов используют те же методы, что и для иммобилизации ферментов — адсорбцию, ковалентное и поперечное связывание, включение в гели (рис. 10.1). Ковалентное и поперечное связывание применяют чаще для мертвых или поврежденных клеток. Носители используют природные и синтетические, способные обеспечивать необходимые процессы и параметры. [c.219]

Процессы биотрансформации органических продуктов, занимающие важное место в биотехнологии, успешно реализуются с использованием иммобилизованных бйокатализаторов. Иммобилизованными считают ферменты или клетки микроорганизмов, движение которых в пространстве частично или полностью ограничено. Иммобилизация представляет большой практический интерес, поскольку позволяет обеспечить легкое отделение биокатализатора от реакционной среды, способствует повьппе-нию устойчивости и увеличению времени его активной работы. На практике для этой цели применяются два основных метода включение биокатализатора в ограниченное пространство геля или капсулы либо его ковалентное связывание или физическая сорбция на инертных адсорбентах. [c.124]

С целью адаптации разработанных ранее методов кинетического разделения рацемических смесей с помощью коммерческих липаз микроорганизмов к промышленным условиям в последние годы получило развитие новое направление улучшения свойств таких биокатализаторов - генетическая иммобилизация ферментов в клетках подходящих микроорганизмов или на их поверхности [78, 79]. [c.294]

В последнее время получило достаточно широкое распространение применение иммобилизованных клеток микроорганизмов, содержащих естественный набор ферментов. Преимущества их по сравнению с иммобилизованными ферментами заключаются главным образом в том, что при использовании иммобилизованных клеток отпадают стадии выделения, очистки и иммобилизации ферментов, которые, как правило, являются наиболее дорогостоящими при осуществлении полного технологического процесса. Далее, ферменты в микроорганизме находятся в наиболее естественном окружении, что положительно сказывается на их термостабильности, а также так называемой операционной стабильности (продолжительности работы в условиях опыта). Известно много примеров, когда после выделения из организма ферменты быстро теряли активность, а иногда их вообще не удавалось выделить в активной форме, в составе же клеток микроорганизмов они сохраняли каталитические свойства достаточно долго. В этих случаях применение целых клеток, а не отдельных ферментов становится единственно приемлемым вариантом. Наконец, иммобилизованные клетки, как и иммобилизованные ферменты, представляют собой гетерогенные биокатализаторы со всеми преимуществами их использования в технологических целях. Иммобилизация клеток обычно проводится их адсорбцией на водонерастворимых носителях (часто на ионообменных смолах), ковалентной сшивкой с помощью бифункциональных реагентов (например, глутарового альдегида) или захвата их в полимер, как правило, с последующим формованием в виде частиц определенного размера и конфигурации. Иммобилизация целых клеток микроорганизмов предотвращает их размножение и обычно увеличивает сохранность и срок работы в качестве катализатора по сравнению с необработанными клетками. [c.12]

Помимо единичных иммобилизованных ферментов, в хим. анализе используют соиммобилизованные ферментные системы, позволяющие повышать чувствительность и селективность определения. При этом все чаще применяют иммобилизованные клетки микроорганизмов, содержащие естественный набор ферментов. Преимущество такой иммобилизации состоит в том, что исключаются стадии вьщеления, очистки и иммобилизации ферментов, увеличивается их стабильность. Иммобилизацию используют не только для ферментов, но и для субстратов, коферментов и эффекторов. [c.79]

Адсорбция на поверхности инертных носителей является наиболее простым и дешевым способом иммобилизации микроорганизмов. В гл. 1,5 было показано, что клетки и ферменты могут адсорбироваться на глинах, опилках, полимерах и других материалах. Степень иммобилизации зависит от многих факторов, в том числе от природы носителя и способа иммобилизации на нем. Одним из условий применения иммобилизованных биокатализаторов является прочность их удерживания на поверхности носителей. Клетки микроорганизмов, имеющих отрицательный избыточный заряд, лучше всего адсорбируются и прочнее удерживаются на положительно заряженных материалах. В случае одноименно заряженных носителей и клетки перезарядка поверхности одного из них позволяет существенно сократить время формирования и повысить прочность прикрепления биослоя на поверхности. Часто для увеличения сорбируемости клеток на носителях проводят предварительную обработку коагулянтами, солями Al , Однако такая обработка не всегда приемлема, особенно в случае лабильных форм микроорганизмов. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология