ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2019
Просмотров: 194
Скачиваний: 1
Іммобілізація ферментів
1.Іммобілізовані ферменти (лат. immоbilis — нерухомий) — штучно одержаний комплекс ферменту з нерозчинним у воді носієм. Іммобілізація здійснюється шляхом фізичної адсорбції ферментів на нерозчинному матеріалі, включенням ферментів до комірок гелю, а також ковалентним зв’язуванням ферменту з нерозчинним матеріалом або молекул ферменту між собою з утворенням нерозчинних поліферментних комплексів. Як адсорбенти використовують скло, силікагель, гідроксиапатити, целюлозу та її похідні, хітин, декстрани та ін. Для включення ферменту до комірок гелю використовують різноманітний гелеутворювальний матеріал, найчастіше поліакриламідний гель. Як матеріал для ковалентного зв’язування ферментів застосовують поліпептиди, білки, похідні стиролу, поліакриламід, нейлон, різні похідні целюлози, крохмаль, агар, агарозу, а також скло, силікагель тощо. При ковалентному зв’язуванні ферменти знаходяться на хімічному «поводку» біля нерозчинного носія.
При іммобілізації ферменти, як правило, втрачають частину ферментативної активності, оскільки зв’язування з носієм послаблює контакт із субстратом. Але І.ф. мають і деякі переваги перед звичайними — вони можуть легко видалятись із реакційної зони і використовуватися повторно. Застосовують їх у біотехнологічних процесах для добування різних сполук: амінокислот, гідроксикислот, стероїдів, порфіринів, алкалоїдів, простагландинів, антибіотиків. У медичній практиці застосовується дальцекс-трипсин, який є іммобілізованою на діальдегідцелюлозі формою трипсину і має пролонговану протеолітичну дію; його застосовують для очищення гнійних ран та поліпшення процесу їх регенерації; інші ЛП, напр. Пакс-трипсин є іммобілізованим трипсином на полотні трикотажного поліаміду, який використовується як матеріал для перев’язок; стрептодеказа (яка має тромболітичну активність), створена на основі іммобілізації стрептокінази на водорозчинній матриці полісахаридної природи, здатна до тривалого існування в системі кровообігу, забезпечуючи пролонговану фібринолітичну дію в крові протягом 48–72 год. Стрептодеказа з успіхом застосовується при тромбозах, інфаркті міокарда тощо. Препарат має перевагу перед стрептокіназою і фібринолізином, які швидко руйнуються після введення в організм. Після введення стрептодекази, якщо це зробити вчасно, тромб майже безслідно зникає.
2.Використання іммобілізованих ферментів - виробництво напівсинтетичних пеніцилінів з природних пеніцилінів. Іммобілізований фермент хімічно модифікує одну з бічних груп молекули пеніциліну, що призводить до підвищення антибіотичної активності пеніцилінів.
Комерційне використання ферментів обмежена рядом чинників. Найважливіші з них - нестабільність ферментів та їх висока вартість. Вартість можна істотно знизити за рахунок іммобілізації ферменту. Це означає, що фермент закріплюють на поверхні або всередині твердої підкладки, яку легко видаляють з реакційної суміші після завершення ферментації. Фермент може бути використаний повторно, що істотно знижує вартість процесу.
Іммобілізований фермент можна використовувати для безперервного (відкритого) виробництва, пропускаючи реагенти через фермент і збираючи продукт на кінцевому етапі.
Кращим прикладом процесу, в якому успішно використовуються іммобілізовані ферменти, є виробництво кукурудзяного сиропу з високим вмістом фруктози. Він широко використовується в США і Японії в якості підсолоджувача, наприклад, у фруктових напоях, так як він значно дешевше сахарози. Сироп готують з відносно дешевого джерела вуглеводів - крохмалю, що отримується з кочерижек кукурудзяних качанів. Процес здійснюється за участю трьох ферментів. Спочатку одержують крохмальну масу шляхом перемелювання (розтирання) кукурудзи, потім дві амілази перетворюють крохмаль у глкжозний сироп.Знебарвлений і сконцентрований сироп додають у різні харчові продукти та напої. За допомогою ферменту глкжозоізомерази можна перетворити цей сироп в суміш, що містить рівні кількості глюкози і фруктози. Для цього сироп пропускають через колонку, в якій міститься фермент, іммобілізований шляхом адсорбції на целлюлозном іонообмінників. Активність ферменту з часом поступово знижується, тому зазвичай використовують кілька колонок, що працюють одночасно. Фруктоза солодше глюкози, хоча обидві містять однакову кількість калорій на одиницю маси. Це означає, що, використовуючи кукурудзяний сироп з високим вмістом фруктози, можна отримати такий же солодкий продукт як з глюкозою, але з меншою кількістю калорій. Щорічно в США виробляється близько 4 млн. тонн сиропу.
3. Існують різні способи іммобілізації ферментів. Вони включають або механічне включення (захоплення) ферменту, або його приєднання до певної структури, або матриці. Перевагою методу захоплення є те, що фермент зберігається в природному стані.Однак великим молекулам важко дістатися до ферменту.
Фізична іммобілізація ферментів являє собою включення ферменту в таке середовище, в якій для нього доступною є лише обмежена частина загального обсягу. При фізичної іммобілізації фермент не пов'язаний з носієм ковалентними зв'язками. Існує чотири типи зв'язування ферментів:
- Адсорбція на нерозчинних носіях;
- Включення до пори гелю;
- Просторове відділення ферменту від решти обсягу реакційної системи за допомогою напівпроникною перегородки (мембрани);
- Включення до двофазну середовище, де фермент розчинний і може знаходитися тільки в одній з фаз.
Для іммобілізації ферментів в гелі існує два основних способи. При одному з них фермент поміщають у водний розчин мономера, а потім проводять полімеризацію, в результаті чого утворюється полімерний гель з включеними в нього молекулами ферменту. У реакційну суміш часто додають також біфункціональних (що містять в молекулі два подвійні зв'язки) зшиваючі агенти, які надають образу полімеру структуру тривимірної сітки. В іншому випадку фермент вносять в розчин готового полімеру, який потім якимось чином переводять в гелевидний стан. Спосіб іммобілізації ферментів шляхом включення в полімерний гель дозволяє створювати препарати будь-якої геометричної конфігурації, забезпечуючи при цьому рівномірний розподіл біокаталізатора в обсязі носія. Метод універсальний, застосовний для іммобілізації практично будь-яких ферментів, Поліферментні систем, клітинних фрагментів і клітин. Фермент, включений в гель, стабільний, надійно захищений від інактивації внаслідок бактеріального зараження, тому що великі клітини бактерій не можуть проникнути в дрібнопористу полімерну матрицю. У той же час, ця матриця може створювати значні перешкоди для дифузії субстрату до ферменту, знижуючи каталітичну ефективність іммобілізованого препарату, тому для високомолекулярних субстратів даний метод іммобілізації не застосуємо взагалі.
Захоплення кульками альгіната легко продемонструвати на лабораторних заняттях; він є найбільш поширеним промисловим методом. Розчин, що містить фермент і альгінат натрію, по краплях вносять в розчин хлористого кальцію. Як тільки крапельки вступають в контакт з хлористим натрієм, вони негайно починають перетворюватися на гель, при цьому утворюються ідеальні за формою кульки гелю, що містять всередині захоплений фермент. Для тривалого використання гель можна стабілізувати поліакриламідом або приготувати його у вигляді пластин, якщо помістити його на тканинну основу.
4.Реферат http:/ua-referat.com/
1. Легкість сприйняття матеріалу
Матеріал сприймається легко.
2. Застосування наукових термінів
Наукові терміни присутні.
3. Наявність латинської термінології
Латинська термінологія відсутня, присутня англійська.
4. Наявність розгорнутого плану та його дотримання
Розгорнутий план присутній, автор його дотримується.
5. Чи є цікава інформація з наукових публікацій?
Ні, немає.
6. Викладена не вся інформація для повного засвоєння матеріалу.
7. Є посилання на джерела, з яких взята інформація.
8. Інформація є актуальною для спеціалістів ветеринарної медицини.
9. Використання джерел літератури останніх 3 років
Друкованих джерел останніх трьох років немає, є інтернет-джерела.
10. Не написаний автор роботи, та коли вона була виконана.
5.Ключові слова
Іммобілізовані ферменти, методи іммобілізації, застосування іммобілізованих ферментів, комерційне використання, способи іммобілізація ферментів, сироп, амінокислоти, ідроксикислоти, стероїди, порфірини, алкалоїди, простагландини, антибіотики.
6.Джерела
-http://ua-referat.com/(реферат)
-https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/3308/immobilizovani-fermenti
-https://knowledge.allbest.ru/biology/2c0b65625b3bd78a4c43a89421316d26_0.html