Микроорганизмы иммобилизация клеток

Целые клетки микроорганизмов и клетки макроорганизмов (иммобилизация, стабилизация). [c.10]

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]

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]

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]

Известны и трудности при использовании иммобилизованных клеток наличие в некоторых случаях побочных нроцессов, а также дополнительного диффузионного барьера для субстрата и продукта, которым являются клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана. Однако эти трудности преодолимы, более того, именно при иммобилизации появляются новые возможности для направленного изменения ферментативной активности микроорганизмов и ее увеличения по сравнению со свободными клетками. [c.218]

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]

После иммобилизации микроорганизмы распределяются в толще геля равномерно. В дальнейшем как в ходе трансформаций в голодной среде, так и при инкубации геля с клетками в питательной среде образуется активный приповерхностный слой формирование последнего обусловлено доступом в гель [c.232]

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]

Продукты микробиологического синтеза, будь то клетки, споры или метаболиты, поступают из биореактора в виде водных суспензий или растворов в обоих случаях характерно невысокое содержание основного компонента и наличие многих примесных веществ. В большинстве промышленных производств, использующих клетки микроорганизмов без их предварительной иммобилизации, в качестве первого этапа переработки культуральной жидкости производят отделение биомассы продуцента от жидкой фазы, которая далее также подвергается переработке, если она содержит метаболиты, представляющие практическую ценность. [c.24]

Микроорганизмы могут использовать нитратный азот при образовании белка, происходит его иммобилизация, т. е. переход в недоступную для растений форму. После отмирания микробов их клетки минерализуются аммонификаторами с выделением аммиака, который в дальнейшем снова подвергается нитрификации. [c.316]

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]

Клетки естественным образом прикрепляются к поверхности и по мере роста образуют активную пленку. Толщина пленки может составлять один слой клеток, как в случае иммобилизации клеток тканей животных [320], или несколько миллиметров, как в случае микроорганизмов, применяемых для очистки сточных вод. Клетки, которые не способны к естественному прикреплению к поверхности, могут быть прикреплены с помощью химических способов, таких как сшивание с помощью глутарового альдегида, или прикрепление к кремнийсодержащим носителям с помощью силанизации, или хелатообразова-ние с оксидами металлов [315]. В этих случаях прочность прикрепления такая же, как и при естественной адгезии. [c.171]

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]

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]

ТОЧНОЙ вирулентности — способности вызвать инфекционную болезнь вместо того, чтобы предохранять от нее. К сожалению, пока остается проблема низкой иммуногенностн вакцин-антигенов. Одной из ее причин может быть то, что вакцина не включает всех компонентов возбудителя, необходимых для создания иммунитета к нему. Так, вирус, покидая клетку, часто одевается ее мембраной. Компоненты этой мембраны, отсутствующие в генно-инженерном белке, могут обладать нммуногеннымн свойствами. Повышению иммуногенностн вакцин-антигенов способствуют добавление адъювантов, иммобилизация вакцин на носителях или их включение в липосомы. Большинство экспериментальных подходов или направлений в биотехнологических исследованиях связаны с медициной и ветеринарией. Не ослабевает внимание ученых к поиску новых антибиотиков, что связано с токсичностью существующих препаратов, аллергическими реакциями, вызываемые ими, нарастанием устойчивости патогенных микроорганизмов к применяемым препаратам, а также с необходимостью изыскания средств борьбы с возбудителями, против которых недостаточно эффективны известные антибиотики. [c.250]

Аббот [6] рассматривает иммобилизацию клеток как физическую локализацию микроорганизмов, позволяющую повторно и экономно их использовать . Можно также определить ферментер с иммобилизованными клетками как устройство, обеспечивающее условия, в которых метаболизм поддержания достигает своего максимума, а рост сводится к минимуму. [c.425]

Для иммобилизации применяют микроорганизмы различных таксономических групп живые клетки, а также мертвые (ацетоновые препараты) и в различной степени повреждепш-)1е (замороженные, высушенные, обработанные органическими растворителями и др.). Иммобилизованными могут быть ие только вегетативные клетки, но и споры микроорганизмов. Выбор состояния клеток и способа иммобилизации обусловлен задачей исследователя, т. е. тем, какой процесс необходимо осуществить -- одностадийный или полиферментный, требующий наличия одного или нескольких кофакторов. Одностадийные процессы во многих случаях могут осуществлять поврежденные клетки. Часто при этом возникает необходимость увеличения проннца мости клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Именно это обусловливает необходимость воздействия на такие микроорганизмы токсичными органическими растворителями (толуолом, ацетоном) либо бифункциональными реагентами (например, глутаро-вым альдегидом). [c.218]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология