Эргэлтэд фермент, тэдгээрийн хэрэглээ

эргэлтэд ферментийн үзэл баримтлал нь 20-р зууны хоёрдугаар хагаст босож. Үүний зэрэгцээ, эргэж 1916 онд энэ нь нүүрстөрөгчийн сахароз дээр шингэсэн катализатор үйл ажиллагааг үлдээсэн гэж байжээ. 1953 онд Д. болон Н. Shleyt Grubhofer анх удаа заавал pepsin, амилаза нь уусдаггүй тээвэрлэгчид карбоксипептидаза болон RNase гүйцэтгэнэ. эргэлтэд ферментийн тухай ойлголт 1971 онд хуульчилсан байна Энэ фермент инженерийн анхны бага хурал байсан юм. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Одоогийн байдлаар, өргөн утгаар нь эргэлтэд ферментийн тухай ойлголт нь энэ оны сүүлээр 20-р зуунд байснаасаа. Бид илүү дэлгэрэнгүй энэ ангилалд авч үзье.

Тойм

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. хиймлээр уусдаггүй тээвэрлэгч нь холбоотой нэгдлүүд - Мөн фермент mmobilizovannye. Үүний зэрэгцээ тэд катализаторын шинж хадгална. Одоогийн байдлаар, энэ үйл явц нь хоёр талаас нь авч үзэх юм - уураг молекулуудын хөдөлгөөнийг хэсэгчлэн болон бүрэн эрх чөлөөний хязгаарлалтын дотор.

нэр төр

. Эрдэмтэд эргэлтэд фермент зарим ашиг олсон байна. нэг төрлийн бус хурдасгуур гэж үүрэг гүйцэтгэгч, тэдгээр нь амархан урвалын дунд салж болно. может быть многократным. судалгаа эргэлтэд ферментийн ашиглах нь давтаж болно болохыг тогтоосон байна. заавал явцад нэгдлүүд тэдгээрийн шинж чанарыг өөрчлөх. Тэд субстрат онцлог, тогтвортой байдал олж авах юм. Гэсэн хэдий ч, тэдний үйл ажиллагаа хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдал шалтгаална эхэлдэг. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Эргэлтэд фермент тогтвортой, бат бөх, өндөр зэрэг юм. Энэ нь илүү, тэр мянга мянган мянган удаа, хэдэн арван чөлөөт ферментийг, жишээ нь юм. Энэ бүхэн нь технологийн өндөр үр ашиг, өрсөлдөх чадварыг болон ашигт, ямар фермент байдаг эргэлтэд хангана.

тээгч

J .. Porath хамгийн тохиромжтой материалын гол шинж чанар immobilization ашиглах тодорхойлсон. тээгч байх ёстой:

1. Insolubility.
2. Өндөр биологийн болон химийн тогтвортой байдал.
3. хурдан идэвхжүүлэх чадавхийг. тээгч нь реактив зүйл болгон амархан шилжих ёстой.
4. Том усанд.
5. шаардлагатай ус нэвтрүүлэх чанар. Уг үзүүлэлт нь фермент болон coenzymes урвалын бүтээгдэхүүн, ёроолд нь адил хүлээн зөвшөөрөгдсөн байх ёстой.

Одоогийн байдлаар эдгээр шаардлагыг бүрэн хангахгүй гэж ямар ч материал байхгүй байна. Гэсэн хэдий ч, бодит байдал дээр тодорхой нөхцөлд тодорхой ангилалд ферментийн immobilization тохиромжтой тээгч байсан.

ангилал

, разделяются на неорганические и органические. харилцаа холбоо түүний материал, аль нь нэгдлүүд эргэлтэд ферментийн руу хөрвүүлнэ шинж чанараас хамаарч органик бус болон органик хуваагддаг. Олон нэгдлүүдийг заавал полимер тээвэрлэгчдийн явуулж байна. Эдгээр нь органик материал нь хоёр ангилалд хуваагддаг: байгалийн болон синтетик. Тэдний бүрт нь эргээд, бүтэц хамааран бүлгийг хуваарилдаг. Органик бус тээгч ихэвчлэн шилэн материал, шаазан, шавар, цахиурын, бал нүүрстөрөгчийн хар төлөөлж байна. материал, алдартай, хуурай химийн аргаар ажиллаж байхдаа. Эргэлтэд фермент нь зөөгч кино бүрэх авсан байна титан исэл,-ийн хөнгөн цагаан, циркон, hafnium буюу органик полимер боловсруулах. материалын нэг чухал давуу тал нь нөхөн сэргээх хялбар юм.

уураг тээгч

Хамгийн алдартай липидийн, полисахарид, уургийн материал. Сүүлийнх дунд бүтцийн полимер хангах явдал юм. Эдгээр нь гол төлөв коллаген, фибрин, кератины болон желатин зэрэг орно. Ийм уураг орчинд өргөн тархсан байдаг. Тэд боломжтой, эдийн засгийн байна. Үүнээс гадна, тэд холбох функциональ бүлгүүд нь олон тооны байна. Уураг задрах ялгаатай байна. . Энэ нь та анагаах ухаанд эргэлтэд ферментийн хэрэглээг өргөтгөх боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ, энэ нь уураг болон сөрөг шинж чанартай байдаг. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. уураг тээвэрлэгчдийн нь эргэлтэд фермент ашиглан сул тал өнгөрсөн хугацаанд өндөр immunogenicity, түүнчлэн зөвхөн урвал тодорхой бүлэгт хэрэгжүүлэх боломж юм.

aminosaharidy полисахарид

Эдгээр материал нь ихэвчлэн түүний Chitin, dextran, целлюлоз, үүнийгээ агарос ба дериватив ашиглаж байна. полисахарид тулд шугаман гинж crosslinked epichlorohydrin хөндлөн дагавраас илүү тэсвэртэй байсан. төрөл бүрийн ионы бүлгийн торон бүтэц нь маш чөлөөтэй танилцуулсан байна. Chitin сам хорхой болон Хавчны аж үйлдвэрийн боловсруулах хаягдал бүтээгдэхүүн их хэмжээгээр хуримтлагдсан байна. Энэ материал нь химийн тэсвэртэй ялгаатай ба сайн тодорхойлсон нүхэн бүтцийг байна.

синтетик полимер

Энэ бүлэг материал, боломж маш их олон янз байдаг. Энэ нь нийлэг хүчил, styrene үндэслэн полимер орно поливинил архи, согтууруулах ундаа, полиуретан ба полиамид полимер. Тэдний ихэнх нь өөр өөр механик бат бэх байна. хөрвүүлэх үед тэд өргөн хүрээний янз бүрийн үйл ажиллагааны бүлгийн танилцуулахаас гаруй нүхэн хэмжээ нь янз бүрийн боломжийг олгодог.

холбохыг арга

Одоогоор хоёр үндсээр нь ялгаатай хувилбарууд immobilization байдаг. Эхний тээгч нь covalent бонд ямар нэгдлийг бэлтгэх юм. Энэ арга нь биеийн юм. Өөр нэг биелэл материалаар covalent бондын илрэл явдал юм. Энэ нь химийн арга.

шингээх

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Энэ улмаас тархалтын, hydrophobic, цахилгаан харилцаа, устөрөгчийн бондын тулд тээвэрлэгч нь гадарга дээр мансууруулах бодис хадгалах замаар олж авсан фермент эргэлтэд нь. Шингээх элементийн хөдөлгөөнийг хязгаарлах эхний арга зам юм. Гэсэн хэдий ч, одоо энэ сонголт нь түүний ач холбогдлыг алдсан байна. Түүнээс гадна, шингээх салбарт immobilization хамгийн түгээмэл арга гэж үзэж байна.

ялангуяа арга зам

шинжлэх ухаан, уран зохиол гаралтай шингээх арга 70 ферментийн гаруй тайлбарлах болно. advantageously гүйцэтгэсэн тээгч, нүх сүвэрхэг шил, янз бүрийн шавар, чулуу, полисахарид, хөнгөн цагаан, синтетик полимер, титан болон бусад металлын байна. Энэ тохиолдолд, Сүүлийнх нь ихэвчлэн ашигладаг. тээвэрлэгч материал дээр мансууруулах бодис шингээх нь үр дүнтэй сүвэрхэг бүтэц, онцлог гадаргуу тодорхойлогдоно.

үйл ажиллагааны механизм

уусдаггүй материал ферментийг шингээх хялбар юм. Энэ нь мансууруулах бодис тээвэрлэгч нь усан уусмал холбоо хүрч байна. Энэ нь статик болон динамик арга замыг авч болно. фермент шийдэл жишээ нь, титан гидроксид нь шинэ лаг хольсон байна. Дараа нь бага зэргийн нөхцөлд нийлмэл хатаасан байна. Ийм immobilization бараг 100% байх үед ферментийн үйл ажиллагаа нь хэвээр байна. Үед, хэрэв энэ тээвэрлэгчийн грамм тутамд 64 мг тодорхой төвлөрөл хүрдэг.

сөрөг асуудлууд

Сул тал нь ферментийн болон тээвэрлэгч холбохыг бага шингээх хүч орно. өөрчлөлт явцад урвал нөхцөл байдал эрс алдагдал элементүүд, бүтээгдэхүүний бохирдол, уураг авсаны байж болно. заавал тулгуур хүч чадлыг нэмэгдүүлэх өөрчилсөн байна. Тодруулбал, материал металлын ионууд, полимер ба polyfunctional бодис бусад hydrophobic нэгдлийг эмчилсэн. Зарим тохиолдолд, мансууруулах бодис нь өөрөө өөрчлөлт оруулна байна. Гэвч ихэнх тохиолдолд хангалттай, энэ нь үйл ажиллагаанд нь буурна.

гель оруулах

Энэ тохируулга нь улмаас түүний хосгүй бөгөөд хялбар нь маш элбэг байдаг. Энэ арга нь зөвхөн тухайн элементэд ч мөн multiehnzimnyh цогцолбор нь тохиромжтой юм. гель оруулах хоёр аргаар хийж болно. Эхний тохиолдолд, эмийн усан мономер уусмалаар нэгтгэж, дараа нь полимержилтод гүйцэтгэнэ. Энэ нь эсийн ферментийн молекул агуулсан гель нь орон зайн бүтэц нь үр дүн байдаг. Хоёр дахь тохиолдолд, эмийн эцсийн полимер болгон танилцуулж байна. Энэ нь дараа нь гель улсын болон хувирах юм.

тунгалаг бүтцийн танилцуулга

Энэ аргын мөн чанар нь субстратын тусгаарлагдсан усан фермент уусмал хөдөлгөөнгүй нь бүрдэнэ. Энэ нь хагас нэвтрүүлэгч мембран ашигладаг. Энэ нь нөлөөлөх хүчин зүйлсүүд болон ёроолд бага молекул жин бүрэлдэхүүн өнгөрдөг, том фермент молекулуудыг эзэмшдэг.

microencapsulation

тунгалаг бүтцэд нэвтрүүлэх хэд хэдэн тохируулгууд байдаг. Эдгээрээс хамгийн сонирхолтой liposomes нь уураг microencapsulation ба оруулах юм. Эхний тохиргоо Т. Чан аас 1964 онд санал болгож байна. Энэ фермент шийдэл нь хана нь semipermeable полимер хийсэн байна хаалттай капсул болгон танилцуулж байгаа нь бүрдэнэ. interfacial polycondensation-ын нэгдлийн урвалын улмаас мембран гадаргуугийн харагдах байдал. Тэдний нэг нь органик болон бусад ууссан байна - усан шатанд байна. Жишээ нь, та (органик үе шат) болон 1,6-hexamethylenediamine (тус тус усан үе шат) sebacic хүчил галидийн нэгдэлт нь polycondensation гаргаж авсан нь microcapsule үүсэх дурдаж болох юм байна. мембраны зузаан нь микрометр зууны тооцсон байна. микрометр нь хэдэн зуун, эсвэл хэдэн арван - капсул үнэ цэнэ.

liposomes оруулах

immobilization энэ арга microencapsulation ойрхон байна. Liposomes lamellar буюу бөмбөрцөг липидийн bilayers системд танилцуулж байна. Энэ арга нь анх удаа органик уусгагч ууршуулах явуулдаг липидийн уусмалаас liposomes ялгах нь 1970 Е-д хэрэглэж байсан. Үлдсэн нимгэн хальсан усан уусмал, үүгээр фермент байх юм тархан суурьшсан байдаг. Энэ үйл явцын үед липидийн bilayer байгууламжийн өөрийгөө угсралт. . Харин ч анагаах ухаанд эдгээр эргэлтэд фермент алдартай. Энэ нь молекулын хамгийн биологийн мембраны липидийн матриц физик байгаа байгаатай холбоотой юм. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. liposomes орсон эргэлтэд фермент судлах боломж олгож, эм судалгааны материалын чухал ач холбогдолтой, амьдралын үйл явц хэв маягийг тодорхойлох.

шинэ холболтуудыг үүсэх

Шинэ covalent сүлжээ байгуулах болон уугуул ферментийн хооронд Immobilization аж үйлдвэрийн хэрэгцээнд хамгийн их масс олборлогч biocatalysts үзэж байна. физик аргаар ялгаатай нь, энэ сонголт нь молекул, материал нь эргэлт буцалтгүй, хүчтэй бонд өгдөг. Түүний боловсрол нь ихэвчлэн мансууруулах бодис нь тогтворжуулах дагалдаж байна. Гэсэн хэдий ч, тээвэрлэгч 1 минут covalent бонд харьцуулахад үед ферментийн байршил катализаторын үйл явцыг гүйцэтгэх тодорхой хүндрэл бий болгож байна. Молекул ялтасны өөр материалаар тусгаарлагдсан байна. энэ нь ихэвчлэн поли болон difunctional бодис ажиллаж байна. Тэд, ялангуяа Гидразин, cyanogen бромид, Глутаральдегид dialgedrid, sulfuryl хлорид байна гэх мэт. Жишээ нь, хэвлэл мэдээллийн galactosyltransferase ферментийг олдог бөгөөд дараах дарааллыг оруулах -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO- байна. Ийм нөхцөлд хавчуулсан бүтэц болон тээвэрлэгч молекул байх юм. Эдгээр нь бүгд covalent бондын холбогдсон байна. үндсэн ач холбогдол урвал дахь үйл ажиллагааны бүлгийг нэвтрүүлэх хэрэгтэй байгаа, элементийн катализаторын үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой юм. Тиймээс ихэвчлэн уураг сэртэн зөөгч уураг хавсаргасан байна гаруй биш, нүүрс усны moiety дамжин. үр дүн нь илүү тогтвортой, идэвхтэй эргэлтэд фермент юм.

эсүүд нь

Дээр дурдсан аргууд biocatalysts бүх төрлийн түгээмэл гэж үзэж байна. Эдгээр нь дараахь зүйлүүд багтана, эс, subcellular бүтэц, immobilization саяхан өргөн хүрээтэй болж орно. Энэ нь дараах холбоотой юм. тусгаарлаж, хариу үйлдэл нь нөлөөлөх хүчин зүйлсүүд хэрэгжүүлэх фермент бэлтгэл цэвэршүүлэхийн тулд эсийн immobilization шаардлагатай биш бол. Үүний үр дүнд энэ нь тасралтгүй гарч олон алхам үйл явцыг гүйцэтгэх системийг олж авах боломжтой болж байна.

эргэлтэд ферментийн ашиглах

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. мал эмнэлгийн анагаах ухаанд, аж үйлдвэрийн болон бусад салбар дээр дурдсан аргаар олж авсан нь маш алдартай гэр бэлдмэл юм. Шавхагдсан практик арга биед эм зорилтот хүргэх хэрэгжилтийн асуудлыг шийдлийг өгдөг. Эргэлтэд фермент бага хоруу чанар ба allergenicity нь урт ажиллаж эм авах эрхтэй. Одоо эрдэмтэд микробиологийн арга ашиглан, масс, эрчим хүчний bioconversion холбоотой асуудлыг шийдвэрлэх. Үүний зэрэгцээ, технологи, эргэлтэд фермент хийх ажилд ихээхэн хувь нэмэр оруулах. Хөгжлийн хэтийн төлөв өргөн хангалттай эрдэмтэд байдаг. Тиймээс цаашид байгаль орчинд хяналт тавих явцад гол үүрэг нь нэг шинжилгээний шинэ төрлийн хамаарах ёстой. Тухайлбал, bioluminescent, болон асуулт фермент холбоот урвалын арга. онцгой ач холбогдолтой lignocellulosic материалаас боловсруулах дэвшилтэт арга юм. Эргэлтэд фермент сул дохио өсгөгч болгон ашиглаж болно. Идэвхтэй сайт хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл, sonication, механик стрессийн дор байдаг буюу phytochemicals өөрчлөлтийн ил нөлөөн дор байж болох юм.