Immobilisoidut entsyymit ja niiden käyttö

Käsite immobilisoidut entsyymit syntyi toisella puoliskolla 20. vuosisadalla. Samaan aikaan, takaisin vuonna 1916, havaittiin, että adsorboitiin hiilellä sakkaroosia säilytetään katalyyttinen aktiivisuus. Vuonna 1953, D. ja N. Shleyt Grubhofer suorittaa ensimmäinen sitova pepsiini, amylaasi, karboksipeptidaasi ja RNaasi liukenemattomaan kantajaan. Käsite immobilisoidun entsyymin laillistettiin vuonna 1971. Se oli ensimmäinen konferenssi Entsyymi Engineering. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Tällä hetkellä, käsite immobilisoidun entsyymin laajemmassa merkityksessä kuin se oli myöhään 20-luvulla. Pidämme tätä luokassa tarkemmin.

yleiskatsaus

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. Ja mmobilizovannye entsyymejä - yhdisteitä, jotka ovat keinotekoisesti liittyy liukenemattomaan kantajaan. Samalla ne säilyttävät katalyyttiset ominaisuudet. Nykyisin tämä prosessi pidetään kaksi puolta - rajoissa osa- ja liikkumisvapauden proteiinia molekyylejä.

arvokkuus

. Tutkijat ovat löytäneet joitakin etuja immobilisoituja entsyymejä. Toimivat heterogeenisiä katalyyttejä, ne voidaan helposti erottaa reaktioväliaineesta. может быть многократным. Tutkimuksissa havaittiin, että immobilisoitujen entsyymien voidaan toistaa. Tässä prosessissa sitovien yhdisteiden muuttaa niiden ominaisuuksia. He saavat substraattispesifisyys, vakautta. Kuitenkin niiden toiminta alkaa riippua ympäristöolosuhteisiin. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Immobilisoidut entsyymit ovat kestäviä ja erittäin vakaa. Se on enemmän kuin esimerkiksi että vapaan entsyymin tuhansia, kymmeniä tuhansia kertoja. Kaikki tämä takaa hyvän hyötysuhteen kilpailukykyä ja kannattavuutta tekniikkaa, johon on immobilisoituja entsyymejä.

harjoittajat

J .. Porath tunnistettu avainominaisuuksien ihanteellinen käytettävien materiaalien immobilisointiin. Kantoaalloilla on oltava:

1. Liukenemattomuus.
2. Suuri biologinen ja kemiallinen vakaus.
3. Kykyä nopeaan aktivointia. Harjoittajien tulee liikkua helposti reaktiivinen.
4. Suuri hydrofiilinen.
5. Tarvittava läpäisevyys. Sen indikaattori olisi yhtä hyväksyttävää entsyymien ja koentsyymit, reaktiotuotteiden ja substraatteja.

Tällä hetkellä ei ole olemassa materiaalia, joka täysin täytä näitä vaatimuksia. Kuitenkin käytännössä, käytetyt kantajista, jotka ovat sopivia entsyymien immobilisoimiseksi tiettyyn luokkaan erityiset olosuhteet.

luokitus

, разделяются на неорганические и органические. Luonteesta riippuen sen materiaalin, joka on yhteydessä, joiden kanssa yhdisteet muunnetaan immobilisoidut entsyymit on jaettu epäorgaanisia ja orgaanisia. Sitoutumisen monia yhdisteitä suoritetaan polymeeristen kantajien kanssa. Nämä orgaaniset materiaalit jaetaan kahteen luokkaan: luonnolliset ja synteettiset. Kussakin niistä puolestaan jakaa ryhmiin rakenteesta riippuen. Epäorgaanisten kantajien edustaa pääasiassa lasien, keramiikka, savi, piidioksidi, grafiitti hiilimustaa. Kun työskennellään aineiden suosittu 'kuivaan kemian menetelmiä. Immobilisoidut entsyymit saadaan päällystämällä kantaja-kalvo on titaanioksidia, alumiinioksidia, zirkonium-, hafnium tai käsittely orgaaniset polymeerit. Tärkeä etu materiaalien on helppous palautuminen.

proteiinikantajia

Suosituin rasva, polysakkaridi ja proteiini materiaaleja. Jälkimmäisten joukossa on saada aikaan rakenteellista polymeerejä. Nämä pääasiassa ovat kollageeni, fibriini, keratiini, ja gelatiinia. Sellaiset proteiinit ovat yleistä ympäristössä. Ne ovat saatavilla ja taloudellisesti. Lisäksi niillä on suuri määrä funktionaalisia ryhmiä linkittämistä. Proteiinit eroavat biohajoavuus. . Näin voit laajentaa immobilisoitujen entsyymien lääketieteessä. Samalla se on proteiini ja kielteisiä ominaisuuksia. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. Haitat käyttämällä immobilisoituja entsyymejä proteiinikantajiin on korkea immunogeenisyys ohi, samoin kuin mahdollisuus toteuttaa niiden reaktiossa vain tiettyjä ryhmiä.

polysakkaridit aminosaharidy

Nämä materiaalit ovat useimmiten käytetään kitiini, dekstraania, selluloosaa, agaroosia ja niiden johdannaiset. Polysakkaridit olivat resistenttejä reaktiot lineaarisista ketjuista silloitettu epikloorihydriinin rajat. Mesh rakenne eri ionisia ryhmiä liitetään melko vapaasti. Kitiini on kertynyt suuria määriä jätettä tuotteen teollinen käsittely katkarapujen ja rapujen. Tämä materiaali eroaa kemiallisesti kestävä ja on hyvin määritelty huokosrakenne.

synteettiset polymeerit

Tämä ryhmä on hyvin erilaisia materiaaleja ja saatavuutta. Se sisältää polymeerit, jotka perustuvat akryylihapon, styreenin, polyvinyylialkoholi, polyuretaani ja polyamidi polymeerit. Useimmat niistä ovat eri mekaaninen kestävyys. Muuntamisen aikana ne tarjoavat mahdollisuuden vaihtelevan huokoskoko laajalla alueella, käyttöönotto eri funktionaalisia ryhmiä.

sitova menetelmät

Tällä hetkellä on kaksi täysin erillistä variantteja liikkumattomuus. Ensimmäinen on mukaisten yhdisteiden valmistamiseksi ilman, kovalenttisten sidosten kantajan kanssa. Tämä menetelmä on fysikaalinen. Toisessa suoritusmuodossa liittyy esiintyminen kovalenttisen sidoksen materiaalin kanssa. Tämä kemiallinen menetelmä.

adsorptio

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Se immobilisoidut entsyymit on saatu pysyminen lääkkeen kantopinnan leviämisen takia, hydrofobisia, elektrostaattiset vuorovaikutukset ja vetysidokset. Adsorptio on ensimmäinen tapa rajoittaa liikkuvuutta elementtejä. Kuitenkin tällä hetkellä tätä vaihtoehtoa ei ole menettänyt merkityksensä. Lisäksi, adsorptio pidetään yleisin menetelmä immobilisaation alalla.

erityisesti tie

Tieteellisessä kirjallisuudessa on kuvattu yli 70 saatuja entsyymejä adsorptiomenetelmällä. Kantajina suoritetaan edullisesti, huokoinen lasi, erilaiset savet, polysakkaridit, alumiinioksidi, synteettiset polymeerit, titaania ja muita metalleja. Tällöin jälkimmäinen käytetään useammin. Tehokkuutta lääkkeen adsorptio pohjamateriaalille määräytyy huokoisuus ja ominaispinta-ala.

vaikutusmekanismi

Adsorptio entsyymin liukenematon aines on yksinkertainen. Saavutetaan se kosketukseen vesiliuoksen kanssa, joka on lääkeaineen kantaja-ainetta. Se voi kestää staattinen tai dynaamisesti. Entsyymiliuosta sekoitetaan tuoreen lietteen, esimerkiksi, titaanihydroksidin. Sitten, lievissä olosuhteissa, yhdiste kuivataan. Entsyymiaktiivisuus säilyy, ja kun tällaiset immobilisointi on lähes 100%. Kun tämä saavuttaa tietyn pitoisuuden 64 mg per gramma kantajaa.

negatiivisia puolia

Haittoja ovat kuitenkin alhainen adsorptio vahvuus sitovan entsyymin ja kantajan. Muutoksessa reaktio-olosuhteissa voi olla merkittävä menetys elementtejä, tuotteiden saastuminen, desorptio proteiinin. Lisätä sitoutumisen voimakkuutta tukien on muutettu. Tarkemmin, materiaalit käsitellään metalli-ionien, polymeerien ja muiden hydrofobisten yhdisteiden polyfunktionaalisten aineita. Joissakin tapauksissa lääkeaine itse altistetaan muutokseen. Mutta riittävän usein, tämä johtaa lasku toiminnassaan.

Sisällyttäminen geeli

Tämä vaihtoehto on melko yleinen, koska sen ainutlaatuisuus ja yksinkertaisuus. Tämä menetelmä sopii paitsi yksittäisiä osia, mutta myös multiehnzimnyh komplekseja. Sisällyttäminen geeli voidaan suorittaa kahdella tavalla. Ensimmäisessä tapauksessa lääkeaine yhdistetään vesipitoisen monomeerin liuos, ja sitten suorittaa polymerointi. Tämä johtaa tilarakenteen sisältävä geelin entsyymimolekyylit soluissa. Toisessa tapauksessa, lääkeaine lisätään valmiiseen polymeeriin. Sen jälkeen se muuntaa geeliksi tilaan.

Käyttöönotto läpikuultava rakenteita

Ydin koostuu tämä menetelmä immobilisoimalla erotettu vesipitoinen entsyymi, jossa substraatista. Se käyttää puoliläpäisevän kalvon. Se kulkee pienen molekyylipainon komponenttien kofaktoreita ja substraattien ja pitää suuri entsyymin molekyylejä.

mikrokapselointi

On olemassa useita vaihtoehtoja käyttöönotto läpikuultavan rakenteen. Mielenkiintoisin näistä on proteiini mikrokapselointi ja sisällyttämistä liposomeihin. Ensimmäinen vaihtoehto ehdotti vuonna 1964 T. Chang. Se koostuu siitä, että entsyymi liuos syötetään suljetun kapselin, jonka seinämät on valmistettu puoliläpäisevän polymeerin. Ulkonäön kalvon pinnan aiheuttama reaktio yhdisteiden rajapintapolykondensaatio-. Yksi niistä on liuennut orgaaniseen ja muut - vesifaasissa. Esimerkkinä voidaan mainita muodostumista mikrokapselin polykondensaatiossa saatua sebasiinihapon kanssa, jolloin-te (orgaaninen faasi) ja 1,6-heksametyleenidiamiini (vastaavasti, vesifaasi). Paksuus kalvon lasketaan sadasosa mikrometriä. Arvo kapseleiden - satoja tai kymmenien mikrometrien.

Sisällyttäminen liposomeihin

Tämä menetelmä immobilisaation on lähellä mikrokapselointia. Liposomeja esitetään lamelli- tai pallomaisia lipidikaksoiskerroksen järjestelmiä. Tätä menetelmää käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1970 F. erottaminen liposomien lipidien liuos on asennoltaan haihduttamalla orgaaninen liuotin. Jäljellä oleva ohut kalvo dispergoidaan vesipitoiseen liuokseen, jossa entsyymi on läsnä. Tämän prosessin aikana, itse-kokoonpano lipidikaksoiskerrosrakenteissa. . Varsin suosittuja immobilisoituja entsyymejä lääketieteessä. Tämä johtuu siitä, että suurin osa molekyylien on lokalisoitu lipidimatriksin biologisten kalvojen. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Liposomeihin sisällytettyä immobilisoidut entsyymit ovat tärkeitä lääketieteessä tutkimusmateriaalia, jolloin tutkimus ja kuvata malleja elintoimintoihin.

Muodostuu uusia yhteyksiä

Immobilisointi muodostamalla uusi kovalenttinen ketjuja ja välillä luontaisten entsyymien pidetään useimmissa massa tuottavat biokatalyyttien teolliseen käyttöön. Toisin kuin fyysinen tavalla, tämä vaihtoehto tarjoaa peruuttamaton ja vahvan sidoksen molekyylin ja materiaali. Hänen opetus liittyy usein vakauttaminen lääkkeen. Kuitenkin, sijainti entsyymin 1 minuuttia kovalenttisidoksella kantajamatriisin suhteen aiheuttaa tiettyjä vaikeuksia suorittamiseksi katalyyttisessä prosessissa. Molekyyli on erotettu materiaalista insertti. Kuten usein toimimaan monityydyttymättömiä ja difunktionaalisten aineita. Ne, erityisesti, ovat hydratsiini, syanogeenibromidilla, glutaraldehydi dialgedrid, sulfuryylikloridia ja niin edelleen. Esimerkiksi, johtamiseksi galaktosyylitransferaasia entsyymiä median ja seuraava sekvenssi lisätään -CH _2-NH- (CH _{2) 5-CO-.} Tällaisessa tilanteessa on läsnä rakenteen insertin, ja kantaja-molekyyli. Kaikki ne on yhdistetty kovalenttisidoksellisia. Olennaisen tärkeää on tarve ottaa käyttöön funktionaalisia ryhmiä reaktiossa, ei ole välttämätöntä, että katalyyttisen elementin toimintaa. Niin, yleensä, glykoproteiinit on kiinnitetty kantaja-proteiini ei ole ohi, ja läpi hiilihydraattiosan. Tuloksena on vakaampi ja aktiivisen immobilisoituja entsyymejä.

solut

Edellä kuvatut menetelmät katsotaan olevan yleinen kaikentyyppisille biokatalyyttien. Näitä ovat muun muassa, sisältyvät solut, subsellulaarisia rakenteita, immobilisointi joka tulee viime aikoina laajalti. Tämä johtuu siitä, että seuraavaa. Kun solujen immobilisoimiseksi ei ole tarpeen eristää ja puhdistaa entsyymivalmisteita toteuttaa kofaktoreita reaktiossa. Tämän seurauksena, on mahdollista saada järjestelmiin, jotka suorittavat monivaiheista tapahtuvista prosesseista jatkuvasti.

Immobilisoitujen entsyymien

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Eläinlääketieteen, ja muilla teollisuudenaloilla ovat varsin suosittuja kotitalouksien valmisteita saadaan edellä mainittuja menetelmiä. Köyhdytettyä harjoituslähestymisissä tarjota ratkaisun ongelmiin täytäntöönpanossa kohdennettujen lääkeaineiden kehossa. Immobilisoidut entsyymit voivat saada pitkävaikutteinen lääkkeitä vähäinen myrkyllisyys ja allergeenisuuden. Nyt tutkijat ratkaista ongelmat, jotka liittyvät biokonversio massan ja energian avulla mikrobiologisia menetelmiä. Samalla merkittävästi työtä tekevät teknologiaan ja immobilisoituja entsyymejä. Kehitysnäkymät ovat riittävän laaja tutkijoita. Niin, että tulevaisuudessa yksi tärkeimmistä rooleista prosessissa valvoa ympäristöä pitäisi kuulua uudentyyppisiä analyysin. Erityisesti kysymys bioluminesoivista, ja entsyymi-immunomääritys. Erityisen tärkeitä ovat kehittyneet lähestymistapoja käsittelyssä lignoselluloosasyöttöjä. Immobilisoituja entsyymejä voidaan käyttää vahvistimet heikkojen signaalien. Aktiivinen kohta voi olla vaikutuksen alaisena median, joka on alle sonikaatiolla, mekaanista rasitusta tai altistunut phytochemicals muutoksia.