형성, 과학

고정화 효소의 사용

고정화 효소의 개념은 20 세기 후반 일어났다. 한편, 다시 1916에서, 카본 크로스에 흡착이 촉매 활성을 유지하는 것이 밝혀졌다. 1953, 및 D. N. Shleyt Grubhofer는 제 1 바인딩 펩신, 아밀라아제, 불용성 담체에 카르복시과의 RNase를 실시했다. 고정화 효소의 개념은 1971 년에 합법화 된이 효소 공학의 첫 번째 회의였다. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. 현재,이 20 세기 후반보다 넓은 의미에서 고정화 효소의 개념. 우리는 더 많은 세부에서이 범주를 고려하십시오.

개요

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. 인위적 불용성 담체에 결합되는 화합물 - 효소를 mmobilizovannye. 동시에 그들은 자신의 촉매 특성을 유지합니다. 현재,이 과정은 두 가지 측면에서 고려된다 - 단백질 분자의 이동 부분 및 완전 자유 한계 내.

존엄

. 과학자들은 고정화 효소의 몇 가지 장점을 발견했다. 불균일 촉매로서 작용들은 쉽게 반응 매질로부터 분리 될 수있다. может быть многократным. 연구는 고정화 효소의 사용이 반복 될 수 있음을 발견했다. 결합 과정에서 화합물은 그 특성을 변경. 이들은 기질 특이성 및 안정성을 획득. 그러나, 그들의 활동은 환경 조건에 의존하기 시작합니다. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. 고정화 효소는 안정성 내구성과 높은 수준이다. 그것은 그 수천, 수만 배의 수천을에서 무료 효소, 예를 들어, 이상입니다. 이 모든 효소가 고정되는 기술의 높은 효율, 경쟁력과 수익성을 제공합니다.

항공사

J .. Porath 이상적인 물질이 고정화 키 등록에 사용될 것으로 확인. 캐리어는 있어야합니다 :

불용성.
높은 생물학적 및 화학적 안정성.
빠른 활성화를위한 용량. 캐리어는 반응성 종으로 쉽게 이동해야합니다.
큰 친수성.
필요한 투과성. 그 indicator 효소 및 효소 반응의 제품 및 기판을 동등하게 허용 될 것이다.

현재, 완전히 이러한 요구 사항을 준수 할 아무런 자료가 없다. 그러나 실제로, 특정 상황의 특정 카테고리에서 효소의 고정화에 적합한 사업자를 사용했다.

분류

, разделяются на неорганические и органические. 화합물이 고정화 효소로 변환되는 통신에서의 물질의 성질에 따라서는 무기 및 유기으로 분할된다. 많은 화합물의 결합 고분자 사업자로 수행된다. 이들 유기 재료는 두 부류로 나누어진다 : 천연 및 합성. 그들 각각에 차례로, 구조에 따라 그룹을 할당합니다. 무기 담체는 주로 유리 재료, 세라믹, 점토, 실리카, 그래파이트 카본 블랙으로 표현된다. 자료 인기 건조 화학 방법으로 작업 할 때. 고정화 효소를 캐리어 필름에 도포하여 얻어지는 산화 티탄의 알루미나, 지르코늄, 하프늄, 또는 유기 중합체를 처리하는 단계를 포함한다. 재료의 중요한 장점은 재생의 용이성이다.

단백질 캐리어

가장 인기있는 지질, 다당류 및 단백질 소재. 후자 중에서 중합체 구조를 제공하는 것이다. 이들은 주로 콜라겐, 섬유소, 각질, 젤라틴을 포함한다. 이러한 단백질은 환경에 널리 퍼져 있습니다. 그들은 가능하고 경제적입니다. 또한, 그들은 연결하기위한 작용기의 수가 많다. 단백질은 생분해 성을 다릅니다. . 이것은 당신이 의학 고정화 효소의 사용을 확장 할 수 있습니다. 한편, 단백질과 부정적인 속성을 갖는다. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. 단백질 캐리어에 고정 효소를 사용하는 단점은 과거의 높은 면역 원성뿐만 아니라, 자신의 반응을 특정 그룹으로 구현할 수있는 기회입니다.

aminosaharidy 다당류

이들 물질은 대개 그 키틴, 덱스 트란, 셀룰로스, 아가 로스 및 이들의 유도체를 사용한다. 다당류에 선형 체인 가교 에피 클로로 히 드린 십자가의 반응에 더 저항했다. 다양한 이온 그룹의 메쉬 구조는 매우 자유롭게 소개합니다. 키틴은 새우, 게 등의 산업 공정에서 폐기물로서 대량으로 축적된다. 이 물질은 화학적 내성 상이하고 잘 정의 된 공극 구조를 갖는다.

합성 고분자

이 그룹은 재료 및 가용성의 큰 다양성을 가지고 있습니다. 이 아크릴산, 스티렌,에 기초 폴리머를 포함하는 폴리 비닐 알콜, 폴리 아미드 중합체. 그들 대부분은 다른 기계적 강도를 가지고있다. 변환하는 동안 그들은 넓은 범위의 다양한 작용기의 도입을 통해 다양한 기공 크기의 가능성을 제공합니다.

바인딩 방법

현재, 두 개의 근본적으로 서로 다른 변종 고정화있다. 첫번째는 캐리어와 공유 결합이없는 화합물의 제조 방법이다. 이 방법은 실제입니다. 다른 실시 예는 재료와 공유 결합의 발생을 수반한다. 이 화학적 방법.

흡착

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. 인한 분산 소수성, 정전 기적 상호 작용 및 수소 결합을 담체 표면에 약물을 보유하여 얻어지는 효소를 고정화하여. 흡착 요소의 이동성을 제한하는 첫 번째 방법입니다. 그러나 현재이 옵션의 관련성을 상실하지 않았다. 또한, 흡착 고정화 업계의 가장 일반적인 방법으로 간주된다.

특히 방법

과학 문헌은 흡착법 유래 효소 70 위에 설명한다. 바람직하게 수행 담체, 다공질 유리, 각종 점토, 폴리 사카 라이드, 알루미나, 합성 중합체, 티타늄 등의 금속 등. 이 경우, 후자는 더 자주 사용된다. 담체 물질의 약물 흡착의 유효성은 다공성 및 비 표면적에 의해 결정된다.

행동의 메커니즘

불용성 물질 효소의 흡착은 간단하다. 이것은 약물 담체의 수용액과의 접촉에 의해 달성된다. 그것은 정적 또는 동적 인 방법을 취할 수 있습니다. 효소 용액은 예컨대, 수산화 티탄에 대해, 신선한 슬러지와 혼합된다. 다음으로, 온화한 조건 하에서, 상기 화합물은 건조된다. 이러한 고정은 거의 100 % 인 경우 효소 활성이 유지된다. 이 때, 캐리어의 그램 당 64 mg의 특정한 농도에 도달한다.

부정적인 측면

단점은 효소 및 캐리어의 결합 낮은 흡착 강도를 포함한다. 상기 변경 공정에서의 반응 조건은 현저한 손실 소자, 제품의 오염 단백질의 탈착 될 수있다. 바인딩 지원의 강도를 증가시키기 위해하는 수정되었습니다. 특히, 물질은 금속 이온, 중합체 및 관능 제와 다른 소수성 화합물로 처리 하였다. 어떤 경우에는, 약물 자체가 수정을 받는다. 그러나 너무 자주,이 활성의 감소로 이어집니다.

겔에 포함

이 옵션은 인해 고유성과 단순함에 매우 일반적입니다. 이 방법은 각각의 요소뿐만 아니라, 복합체 multiehnzimnyh 용뿐만 적합하다. 겔에 포함은 두 가지 방법으로 수행 될 수있다. 첫 번째 경우, 상기 약물은 단량체 수용액과 조합하고, 중합을 수행한다. 이는 세포 내 효소 분자를 함유하는 겔의 공간 구조를 초래한다. 두 번째 경우, 상기 약물은 최종 중합체에 도입된다. 그 다음, 겔 상태로 전환시켰다.

반투명 구조의 도입

이 방법의 핵심은 기판으로부터 분리 된 수성 효소 용액을 고정화하는 것으로 이루어진다. 이 반투막을 사용한다. 이는 보조 인자 및 기판의 저 분자량 성분을 통과 효소 큰 분자를 유지한다.

미세 캡슐화

반투명 구조의 도입을위한 몇 가지 옵션이 있습니다. 이들 중 가장 흥미로운 리포좀 단백질 마이크로 캡슐 및 포함됩니다. 첫 번째 옵션은 T. 장에 의해 1964 년에 제안되었다. 이 효소 용액은 그 벽 반투과성 폴리머로 만들어진 밀폐 된 캡슐에 도입되는 것으로 이루어진다. 계면 중축의 화합물의 반응에 의한 막 표면의 외관. 그 중 하나는 유기 및 다른 용해 - 수 성상에. 일례로 - 당신 (유기상)와 1,6- 헥사 메틸렌 디아민 (각각 성상) 세바 산 할라이드의 중축 합에 의해 얻어진 마이크로 캡슐의 형성을들 수있다. 멤브레인의 두께는 마이크로 미터 백분 계산된다. 수백 마이크로 미터 또는 수십 - 캡슐의 값.

리포좀에 포함

고정화이 방법은 마이크로 캡슐에 가깝습니다. 리포좀은 층상 또는 구형 지질 이중층 시스템에 표시됩니다. 이 방법은 먼저, 유기 용매를 증발 행한다 지질 리포좀 용액으로부터의 분리 1970 F.에 사용 하였다. 나머지 박막 효소가 존재하는 수용액에서 분산된다. 이 과정에서 지질 이중층 구조의 자기 조립 (self-assembly). . 의학이 고정 된 효소는 꽤 인기. 이것은 대부분의 분자 생물학적 막의 지질 매트릭스에 편재되어 있다는 사실에 기인한다. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. 리포좀에 포함 된 고정 된 효소는 연구를 허용, 의학 연구 자료에 중요하고 생명 과정의 패턴을 설명합니다.

새로운 연결의 형성

새로운 공유 체인을 형성함으로써 및 네이티브 효소 사이의 고정화는 산업용 대부분의 물질 인 생성 생체 촉매로 간주됩니다. 물리적 인 방법과는 달리,이 옵션은 분자와 물질의 돌이킬 수없는 강력한 결합을 제공한다. 그녀의 교육은 종종 약물의 안정화 동반한다. 그러나, 캐리어 일분 공유 결합에 대하여 효소의 위치는 촉매 처리를 행하는 소정의 어려움을 생성한다. 분자 삽입하여 물질로부터 분리된다. 그것은 종종 폴리과 관능 요원의 역할을한다. 이들은 특히, 하이드라진, 시아 노겐 브로마이드, 글루 타르 알데히드 dialgedrid, 푸릴 염화물 등. 예를 들어, 매체로부터 갈 락토 효소를 유도하고 다음 시퀀스가 -CH _2-NH- _(CH2) ₅ -CO- 삽입 용. 이러한 상황에서 삽입물의 구조 및 캐리어 분자 내에 존재한다. 그들 모두가 공유 결합으로 연결되어있다. 근본적인 중요성 반응에 작용기를 도입 할 필요가 중, 요소의 촉매 기능에 필수적인 것은 아니다. 따라서, 일반적으로, 당 단백질은 캐리어 단백질에 부착하는 것은 이상하지 않고, 탄수화물 부분을 통해. 그 결과,보다 안정하고 활성 고정화 효소이다.

세포

상기 방법은 생체 촉매의 모든 유형을위한 보편적 인 것으로 간주된다. 이들은 특히이 포함 세포, 세포 내 구조, 최근 확산되고 고정을 포함한다. 이것은 다음 때문이다. 세포의 고정화가 필요하지 않은 경우 분리하고, 반응의 보조 인자를 구현하는 효소 제제를 정제한다. 결과적으로, 지속적으로 발생하는 다단계 프로세스를 수행하는 시스템을 얻는 것이 가능해진다.