Иммобилизованные фермент

Иммобилизованные ферменты и ферментная технология [c.257]

Во второй части книги, посвященной ферментам, рассматриваются как традиционные вопросы биокинетики (уравнение Миха-элиса — Ментен, различные виды ингибирования, влияние pH на скорость ферментативных реакций и т, д.), так и новые, не нашедшие пока отражения в учебной литературе (новые методы нахождения элементарных констант из данных стационарной кинетики, влияние диффузии на кинетику действия иммобилизованных ферментов, использование интегральных форм кинетических уравнений, кинетический анализ систем со взаимным истощением, анализ нетривиальных типов ингибирования, применение теории графов в ферментативной кинетике и др.). Требования систематизации курса способствовали созданию новых методов обработки кинетических данных ферментативных реакций, описываемых в главах 5—8, 10, 11. [c.4]

Иммобилизованными ферментами называются ферменты, переведенные в нерастворимое состояние с сохранением (частичным или полным) их каталитической активности. Для иммобилизации ферментов применяют следующие методы [c.267]

Рабочей частью химического реактора является колонка заполненная гранулами фермента, иммобилизованного в геле полиакриламида [Е]о=1 10 М). Через колонку пропускают раствор субстрата в концентрации 1-10- М. Ферментативная реакция, в растворе характеризуется параметрами кат=Ю сек-, /Ст(каж)= = 0,1 М. Каков должен быть размер гранул иммобилизованного фермента, чтобы диффузия не играла существенной роли в ферментативной реакции, если коэффициент диффузии субстрата в геле равен 10- см сек. [c.275]

Иммобилизованные ферменты получили и другие применения в пищевой промышленности. Одно из них заключается в утилизации целлюлозы из макулатуры, древесных стружек, сахарного тростника, ее деградации до глюкозы и превращения глюкозы в крахмал — пищевой продукт. Все эти процессы проводятся с помощью ферментов и могут быть использованы ферментной технологией. [c.260]

К высшему достижению ферментной технологии будущего в области синтеза углеводов относится моделирование природного процесса фиксации СО2. Для этого необходимы кроме иммобилизованных ферментов еще и иммобилизованные коферменты. В этом направлении предпринимается много усилий [124]. [c.260]

Заканчивая рассмотрение аффинной хроматографии белков, необходимо отметить, что вне поля нашего зрения осталась родственная область приготовления и использования иммобилизованных ферментов. Многое из того, что было сказано о способах посадки лигандов на активированные матрицы, имеет к этой области прямое отношение. Однако к кругу физико-химических методов исследования белков и нуклеиновых кислот использование иммобилизованных ферментов имеет лишь косвенное отношение, так что за недостатком места мы на нем остановиться не сможем. [c.435]

ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИИ НА СКОРОСТЬ ГОМОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ И РЕАКЦИИ, КАТАЛИЗИРУЕМЫХ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ ФЕРМЕНТАМИ [c.262]

Роль диффузии в реакциях, катализируемых иммобилизованными ферментами [c.267]

Рассмотрение первых двух процессов входит в круг вопросов, решаемых не физической химией, а гидродинамикой. Мы проанализируем здесь третью проблему, а именно влияние диффузии субстрата в гранулу иммобилизованного фермента на кинетические параметры ферментативной реакции. [c.268]

Рассмотрим следующую модель. Имеется плоская мембрана, толщина которой равна I и площадь поверхности А, содержащая иммобилизованный фермент с концентрацией в мембране [Е]о. Мембрана погружена в раствор субстрата, концентрация которого равна [S]o. Коэффициент распределения субстрата между раствором и мембраной равен Р. Требуется найти зависимость между скоростью появления продукта в растворе и кинетическими параметрами ( кат И /Ст(каж)) ферментативной реакции. Подробный анализ этой модели приводится в работах [4, 5]. Если скорость ферментативной реакции мала по сравнению со скоростью диффузии и концентрация фермента мала по сравнению с концентрацией субстрата, начальная скорость ферментативной реакции на единицу объема мембраны будет равна [c.268]

Таким образом, роль диффузии в кинетике реакций, катализируемых иммобилизованными ферментами, сводится к увеличению кажущейся константы Михаэлиса [c.270]

До сих пор в качестве модели иммобилизованного фермента мы рассматривали мембрану, помещенную в раствор субстрата. Разумеется носитель фермента может иметь любую другую форму шарика, цилиндра, эллипсоида и т. д. Рассмотрим общий критерий, позволяющий оценить вклад диф( )узии в любой гетерогенный процесс [6—8]. [c.270]

Пусть для осуществления химической реакции веществу необходимо продиффундировать в некоторую частицу, которой может быть гранула с иммобилизованным ферментом, клетка растительного или животного происхождения, клеточная органелла, зерно гетерогенного катализатора и т. д. В этом случае э( фективная скорость химической реакции равна произведению истинной скорости на диффузионный фактор т). В свою очередь т] есть функция модуля Тиле (Ф), который определяется соотношением [c.270]

Химический реактор состоит из колонки, заполненной гранулами иммобилизованного фермента. Исследование показало что осуществляемый ферментативный процесс лимитируется диф фузией. Что в общем случае более предпочтительно для увеличе ния эффективности ферментативного процесса — измельчение гра нул иммобилизованного фермента или уменьшение начальной кон центрации фермента Ответ пояснить. [c.274]

Имеется сосуд, разделенный надвое полимерной мембраной, содержащей иммобилизованный фермент. Найти выражение-для общей скорости образования продукта, если субстрат находится только по одну сторону мембраны и начальная концентрация субстрата меньще константы Михаэлиса ферментативной реакции. [c.275]

Наконец, в последние годы интенсивно развиваются исследования свойств иммобилизованных ферментов, т. е. ферментов, закрепленных на твердых носителях, что дает возможность легко отделять катализатор от продуктов реакции и использовать его многократно. [c.304]

Круг использования ферментов расширяют иммобилизованные ферменты. В качестве носителя чаще всего применяют природные или синтетические высокомолекулярные вещества, используют и неорганические носители (силикагели, керамику, пористое стекло и др.). Иммобилизованные ферменты практически нерастворимы. Это новый тип катализаторов с повышенной устойчивостью, использование которых становится экономически эффективным. [c.187]

Важным применением иммобилизованных ферментов и ингибиторов ферментов, а также иммобилизованных антител и антигенов [c.342]

Активность иммобилизованных ферментов можно определить практически всеми известными методами (непрерывными и периодическими, спектрофотометрическими, рН-метрическим, флуоресцентными, химическими и др.). При работе с иммобилизованными ферментами не-> обходимо постоянно перемешивать реакционную смесь в процессе из--мерения активности, так как в противном случае по мере оседания частиц носителя активность будет уменьшаться. При определении активности ферментов методом отбора проб обычное осаждение белка (например, трихлоруксусной кислотой) в случае иммобилизованных препаратов можно заменить отделением фермента фильтрованием или центрифугированием. [c.298]

Несмотря на то, что основная масса работ в области химии иммобилизованных систем появилась относительно недавно, в этой области в значительной степени благодаря систематическим исследованиям И. В. Березина и его сотрудников достигнуты большие успехи. Решены вопросы использования иммобилизованных ферментов в тонком органическом синтезе, в трансформации стероидов, в модификации малостабильных соединений, в разделении рацематов на оптически активные формы. Некоторые из названных процессов реализованы в промышленных масштабах. Намечаются пути применения иммобилизованных оксидаз, выделенных микроорганизмами, для тяжелого органического синтеза, в частности, для получения на основе парафинов и ароматических углеводородов спиртов, альдегидов, кетонов, кислот, оксидов. Изучаются перспективы ферментативного обезвреживания сточных вод. Подробно о достижениях химии иммобилизованных систем см. в книге, посвященной истории моделирования опыта живой природы, Биокатализ (М., 1984). [c.185]

Другой метод препаративного синтеза АТР разработан недавно Уайтсадсом используется ацетилфосфат в качестве донора фосфатной группы н иммобилизованный фермент (разд. 4.7) в качестве катализатора [30]. Реакция проходит в мягких условиях (при pH, близких к нейтральной среде, и комнатной температуре) относительные (к субстрату) количества нерастворимого полимерного катализатора незначительны катализатор легко удаляется (центрифугированием), а реакция проходит более специфично, чем при неэнзиматическом синтезе (наиример, аденозинтетрафосфат в качестве побочного продукта не образуется). Суммарная реакция сводится к следующему [c.138]

Практически все реакции в биохимических системах ускоряются биологическими катализаторами — ферментами. Их поразительная специфичность, разнообразие функций, высокая активность, связь с витаминами и металлами сделали этот класс веществ особенно привлекательным и для биохимиков и для исследователей в области биологической технологии, где свойства иммобилизованных ферментов нашли себе полезное применение. [c.347]

Инертный носитель может быть полиуретаном или полимером другого типа либо природным полимером (например, коллаген, легко выделяемый из шкур животных). Подвижный мостик присоединен к функциональной группе на полимерном геле. Длина мостика — важный параметр, так как свободный конец должен быть способен образовать ковалентную связь с функциональной группой фермента, не влияя на ферментативную активность. Такой фермент, пришитый к матрице, обычно называют иммобилизованным, ферментом [122—125]. В отличие от широко распространенного метода аффинной хроматографии в данном случае фермент, а не субстрат ковалентно сшпт с твердым носителем. Однако принцип биоспецифического узнавания тот же. [c.257]

Производство мальтозы в нашей стране сдерживается из-за отсутствия некоторых иммобилизованных ферментов. Не определена потребность пищевых отраслей в мальтозе. А между тем мальтоза усваивается организмом без инсулина, не повышает содержание сахара в крови, что важно для страдающих диабетом, не вызывает кариес зубов. [c.150]

Особый и важный раздел биохимии, особенно в прикладном аспекте, составляет получение иммобилизованных ферментов и даже целых ферментных систем, позволяющих проводить катализ в условиях, когда продукты реакции легко отделяются от ферментов, вытекая из [c.361]

Практическая работа в лаборатории сопровождается проведением семинаров, где рассматриваются теоретические вопросы, связанные со способами очистки ферментов, оптимизацией методов определения активности, а также вопросы ферментативной кинетики растворимых и иммобилизованных ферментов. Обсуждаются и основные экспериментальные результаты, полученные студентами. [c.196]

Перед использованием иммобилизованных ферментов в дальнейшей работе (а также для определения белка и активности в препаратах) готовят исходную суспензию. Для этого гель сефарозы промывают нужным буфером, центрифугируют в мерных цилиндрах при 1000 g в течение 1 мин и к осевшему гелю добавляют буфер из расчета 1 мл на 1 мл геля. Перед отбором проб из суспензии ее каждый раз тщательно перемещивают. При хранении суспензии к ней добавляют дитиотреитол в конечной концентрации 1—2 мМ. [c.298]

Исключительно важное значение химия поверхности адсорбентов и носителей имеет в газовой и жидкостной хроматографии для анализа сложных смесей, препаративного выделения чистых веществ и управления технологическими процессами. Химия поверхности играет важную роль и в процессах, протекающих в биологических системах. К ним относится, в частности, взаимодействие биологически активных веществ, в том числе лекарственных препаратов, с рецепторами — местами их фиксации в организме. Изучение модифицирования поверхности необходимо для решения вопросов совместимости искусственных материалов с биологическими. Химическое модифицирование адсорбентов применяется при разработке эффективных методов вывода из крови разного рода токсинов (гемосорбция). Прививка к поверхности крупнопористых адсорбентов и носителей соединений с определенными химическими свойствами необходима для иммобилизации ферментов, их хроматографического выделения и очистки, а также для иммобилизации клеток. Иммобилизованные ферменты и клетки эффективно используются в промышленном биокатализе, обеспечивая высокую избирательность сложных реакций в мягких условиях. Очистка и концентрирование вирусов гриппа, ящура, клещевого энцефалита и других для получения эффективных вакцин требует применения крупнопористых адсорбентов с химически модифицированной поверхностью. [c.6]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ФЕРМЕНТОВ [c.298]

Такая техника иммобилизованных ферментов соединяет уникальные возможности двух видов катализаторов специфичность ферментов со стабильностью, простотой в обращении н хранении гетерогенных катализаторов на подложке, более того, иммобилизованные ферменты можно использовать повторно, а также применять для синтеза в потоке. Поэтому они находят все более широкое прнме-нёние в различных областях анализа и в медицине. [c.259]

В т. н. безреагентных методах Ф. а. примен. иммобилизованные ферменты (см. Ферментативный катализ). Использ., напр., ферментные электроды — электрохим. датчики, на чувствит. элемент к-рых нанесен иммобилизов. фермент. Такие электроды обладают высокой избирательностью и позволяют проводить быстрый (десятки анализов в час) автоматич. анализ многокомпонентных систем. С пх помО[цью определяют i-люкозу, холестерин, мочевину, мочевую к ту, сиирты, аминокислоты, ионы Си + и др. в-ва, концентрации к-рых варьируют от 0,05 мкг/мл до 1 мг/мл. ф Б е р е 3 и и И. В., К л е с о в А. А., Журнал аналитической химии , 1976, т, 31, в. 4, с. 786 — 800 их же, Успехи химии , 1976, т. 45, в, 2, с. 180-201. А. А. Клесов. [c.617]

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]

Настоящее пособие — первое в мировой литературе учебное руководство по анализу и обработке кинетических данных ферментативных реакций. В первой части курса наложены методы анализа кинетических закономерностей простых химических реакций, изуче-иие их необходимо для дальнейшего понимания кинетики и механизма действия ферментов. Во второй части книги рассмотрены методы обработки кинетических данных ферментативных реакций-Особое внимание здесь уделено новым- подходам, не нашедшим до последнего времени отражения в учебной литературе (новые методы нахождения элементарных констант, влияние диффузии на кинетику действия иммобилизованных ферментов, использование интегральных форм кинетических уравнений и др.). Каждая глава сопровождается О ригинальными задачами с подробными решениями. [c.2]

Рассмотрим гранулу иммобилизованного фермента, помещенную в раствор субстрата. Для осуществления ферментативной реакции субстрату необходимо, во-первых, подойти к грануле. Это перемещение молекулы субстрата происходит обычно не за счет молекулярной диффузии, а за счет конвективного движения, скорость которого намного выше скорости диффузии. Во-вторых, молекуле субстрата необходимо продиффундировать через неперемешиваю-щийся слой жидкости (слой Нернста), прилегающий к поверхности в любой гетерогенной системе. В этом слое происходит лишь молекулярная диффузия при отсутствии конвективного движения, что значительно замедляет общий процесс. Толщина слоя Нернста [c.267]

В спектрофотометрическую кювету с длиной оптического пути 1 см вносят 0,1 мл суспензии иммобилизованного на сефарозе белка, добавляют 2 мл раствора кумасси, перемешивают при комнатной температуре 2—3 мин и быстро измеряют оптическую плотность смеси при 595 нм, используя в качестве контроля кювету, содержащую 0,1 мл суспензии неактивированной сефарозы и 2 мл красителя. Для построения калибровочного графика к 0,1 мл суспензии неактивированной се-<фарозЫ добавляют от 2 до 20 мкг исходного препарата белка и 2 мл раствора красителя, а затем измеряют оптическую плотность. С помощью данного метода можно определить содержание белка в препаратах иммобилизованных ферментов, содержащих более 10 мкг белка в [c.85]

Препараты олигомерных ферментов, связанных с матрицей через одну из субъединиц, могут быть использованы для получения иммобилизованных форм ферментов разной степени олигомерности. Сравнение каталитических свойств этих форм и их стабильности позволяет сделать выводы о роли четвертичной структуры в функционировании ферментов-олигомеров. Диссоциация олигомерного иммобилизованного фермента может быть индуцирована специфическими воздействиями (например, диссоциация иммобилизованной глицеральдегид-З-фосфат-дегидрогеназы из дрожжей на димеры) или обработкой денатурирующими реагентами (например, мочевиной). [c.300]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология