Encimas imobilizadas ea súa utilización

O concepto das encimas imobilizadas xurdiu durante a segunda metade do século 20. Mentres tanto, en 1916, verificouse que adsorvido en sacarosa carbono retido actividade catalítica. En 1953, D. N. e Shleyt Grubhofer realizada a pepsina primeira conexión, a amilase, a carboxipeptidase e RNase a un vehículo insoluble. O concepto da encima inmobilizada foi legalizado en 1971. Foi a primeira conferencia sobre enxeñaría enzimática. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. No presente, o concepto da encima inmobilizada nun sentido máis amplo do que era o final do século 20. Consideramos esta categoría con máis detalle.

visión global

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. E mmobilizovannye encimas - compostos que son artificialmente conectados co soporte insoluble. Á vez que manteñen as súas propiedades catalíticas. Na actualidade, este proceso é considerado en dous aspectos - dentro das limitacións de liberdade parcial e completa de movemento de moléculas de proteína.

dignidade

. Os científicos descubriron algúns beneficios de encimas imobilizadas. En calidade de catalizadores heteroxéneos, poden ser facilmente separados a partir do medio de reacción. может быть многократным. Os estudos verificaron que o uso de encimas imobilizadas poden repetirse. No proceso de conectarse compostos de cambiar as súas propiedades. Adquiren a especificidade de substrato, estabilidade. Con todo, a súa actividade comeza a depender das condicións ambientais. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. encimas imobilizadas son duradeiros e alto grao de estabilidade. É máis que, por exemplo, a da encima libre en miles, decenas de miles de veces. Todo isto proporciona unha elevada eficiencia, a competitividade ea rendibilidade da tecnoloxía, na cal son imobilizadas as encimas.

portadores

J .. Porath identificado propiedades fundamentais dos materiais ideais para ser utilizado para a inmobilización. Os transportistas deberán ter:

1. Insolubilidade.
2. estabilidade biolóxica e química alta.
3. Capacidade de activación rápida. Os transportistas deberán moverse facilmente nunha especie reactiva.
4. Gran hidrofílico.
5. A permeabilidade necesaria. O seu indicador debe ser igualmente aceptable para Enzimas e Coenzimas, produtos de reacción e substratos.

Actualmente, non hai ningún que poida cumprir integramente a estes requisitos. Con todo, na práctica, utilizados vehículos que son axeitados para a inmobilización de enzimas nunha determinada categoría de circunstancias específicas.

clasificación

, разделяются на неорганические и органические. Dependendo da natureza do seu material, en comunicación co cal os compostos son convertidas en encimas imobilizadas divídense en inorgánico e orgánico. A conexión de diversos compostos é levada a cabo con axentes de apoio poliméricos. Estes materiais orgánicos son divididos en dúas clases: natural e sintético. En cada un deles, á súa vez, reservar grupos en función da estrutura. vehículos inorgánicos son representados principalmente por materiais de vidro, cerámica, arxila, sílice, negro de carbono de grafito. Ao traballar con materiais populares métodos de química seca. encimas imobilizadas son obtidas por revestimento dunha película de soporte de óxido de titanio, a alúmina, o circonio, o háfnio ou procesamento de polímeros orgánicos. Unha vantaxe importante dos materiais é a facilidade de rexeneración.

transportistas proteicos

Os máis populares de lípidos, polisacarideos e proteínas materiais. Entre o último é o de proporcionar polímeros estruturais. Estes inclúen principalmente coláxeno, fibrina, queratina, e gelatina. Tales proteínas son comúns no ámbito. Están dispoñibles e económico. Ademais, eles teñen un gran número de grupos funcionais para a conexión. Proteínas difiren biodegradabilidade. . Isto permite que estender o uso de encimas imobilizadas medicina. Mentres tanto, ten proteínas e propiedades negativas. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. As desvantaxes do uso de encimas imobilizadas transportadores de proteína é a elevada inmunoxenicidade do pasado, así como a posibilidade de aplicar na súa reacción só determinados grupos.

polisacarideos aminosaharidy

Estes materiais son máis frecuentemente utilizados quitina, dextrano, celulosa, agarose e os seus derivados. Para polisacáridos foron máis resistentes ás reaccións de cadeas lineais epicloridrina reticulado transversais. A estrutura de malla de varios grupos iónicos son introducidos moi libremente. A quitina é acumulado en grandes cantidades como un produto residual no procesamento industrial de Camerún cangrexos e. Este material difire quimicamente resistente e ten unha estrutura de poros ben definido.

polímeros sintéticos

Este grupo ten unha gran diversidade de materiais e dispoñibilidade. Inclúe os polímeros a base de ácido acrílico, estireno, alcohol de polivinilo, poliuretano e polímeros de poliamida. A maioría deles ten resistencia mecánica diferente. Durante a conversión proporcionan a posibilidade de variar o tamaño dos poros ao longo dunha ampla gama, a introdución de varios grupos funcionais.

Métodos de conexión

Actualmente, existen dúas variantes fundamentalmente distintas inmobilización. O primeiro é a preparación de compostos sen conexións covalentes co soporte. Este método é física. Outra forma de realización implica a aparición de enlace covalente co material. Este método químico.

absorción

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Con el encimas inmobilizados obtidos por retención do fármaco na superficie do transportista, debido á súa dispersión, hidrofóbicas, interaccións electrostáticas e enlaces de hidróxeno. Adsorción é a primeira forma de limitar a mobilidade dos elementos. Con todo, actualmente esta opción non perdeu a súa relevancia. Ademais, a adsorção é considerado como o método máis común de inmobilización na industria.

especialmente a forma

A literatura científica describe máis de 70 encimas derivadas método de adsorção. Como vehículos realizados vantaxosamente, vidro poroso, varias arxilas, polisacáridos, alúmina, polímeros sintéticos, titanio e doutros metais. Neste caso, estes últimos son utilizados con máis frecuencia. A eficacia de adsorção do fármaco no material de soporte é determinado pola porosidade e superficie específica.

Mecanismo de acción

Adsorción de encima para os materiais insolubles é simple. É conseguida por contacto cunha solución acuosa do vehículo para fármacos. Pode levar un modo estático ou dinámico. A solución de encima é mesturada coa lama fresca, por exemplo, hidróxido de titanio. Entón, en condicións suaves, o composto é seco. A actividade da encima é mantida cando tal inmobilización son case o 100%. Cando esta alcanza unha concentración específica de 64 mg por gramo de vehículo.

aspectos negativos

As desvantaxes inclúen a baixa forza de adsorção da encima ea conexión do transportista. No proceso de cambio de condicións de reacción poden ser elementos perda marcada, a contaminación de produtos, dessorção de proteínas. Para aumentar a resistencia dos soportes de conexión foi modificado. En concreto, os materiais tratados con ións de metais, polímeros, e outros compostos hidrofóbicos con axentes polifuncionais. Nalgúns casos, a droga en si está suxeito a modificacións. Pero moitas veces, isto leva a unha diminución da súa actividade.

A inclusión no xel

Esta opción é moi común debido á súa singularidade e simplicidade. Este método é axeitado non só para os elementos individuais, senón tamén para os complexos de multiehnzimnyh. A inclusión no xel pode ser realizada por dous métodos. No primeiro caso, a droga é combinada cunha solución acuosa de monómero, e, a continuación, realizar a polimerización. Isto resulta na estrutura espacial do xel que conteñen as moléculas de enzima nas células. No segundo caso, o medicamento é introducido no polímero acabado. Foi, logo convertida nun estado de xel.

A introdución das estruturas translúcidas

A esencia deste método consiste en parar a solución de encima acuosa separada do substrato. Usa unha membrana semi-permeable. Pasa compoñentes de baixo peso molecular de co-factores e substratos e mantén as moléculas enzimáticas grandes.

microencapsulação

Existen varias opcións para a introdución na estrutura transparente. O máis interesante destes son microencapsulação de proteínas e inclusión en lipossomas. A primeira opción foi proposto en 1964, por T. Chang. Consiste en que a solución de encima é introducida dentro dunha cápsula pechada cuxas paredes son feitas dun polímero semi-permeable. A aparencia da superficie da membrana causada por reacción dos compostos de policondensação interfacial. Un deles é disolto na orgánico e outro -, na fase acuosa. Como un exemplo pode ser mencionada a formación dunha microcápsula obtida por policondensação de haleto ácido sebácico a lle (fase orgánica) e 1,6-Hexametilenodiamina (respectivamente, a fase acuosa). O espesor da membrana calcúlase en centésimos de micrómetros. O valor das cápsulas - centos ou decenas de micrómetros.

Inclusión en lipossomas

Este método de inmobilización está próximo a microencapsulação. Os lipossomas preséntanse en sistemas de bicamadas lipídicas lamelares ou esféricas. Este método foi utilizado por primeira vez en 1970 F. Para a separación dos lipossomas desde a solución de lípido se realiza a evaporación do disolvente orgánico. A película fina que permanece é disperso nunha solución acuosa, en que a encima está presente. Durante este proceso, a auto-montaxe de estruturas de bicapa lipídica. . Moi popular nos encimas imobilizadas medicina. Isto é debido ao feito de que a maioría das moléculas é situada na matriz de lípido de membranas biolóxicas. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Incluído en lipossomas encimas imobilizadas son importantes no material medicina investigación, permitindo estudar e describir patróns de procesos de vida.

A formación de novas conexións

Inmobilización a través da formación de novas cadeas covalentes e das enzimas nativos é considerado pola maioría dos biocatalisadores producción masiva para uso industrial. Ao contrario de formas físicas, esta opción proporciona unha conexión irreversible e forte da molécula e material. A súa educación é moitas veces acompañada por unha estabilización da droga. Con todo, a situación da encima a 1 minuto enlace covalente respecto ao apoio crea certas dificultades na realización do proceso catalítico. Molécula é separado do material polo inserido. Como moitas veces actuar como axentes poli- e difuncionais. Eles, en particular, son de hidracina bromuro de cianogénio, dialgedrid glutaraldeído, cloruro de sulfurilo e así por diante. Por exemplo, para derivar encima galactosiltransferase dos medios de comunicación ea seguinte secuencia inserida _{-CH2-NH- (CH2) 5-co-.} En tal situación está presente na estrutura do inserido, ea molécula portadora. Todos eles están conectados por enlaces covalentes. De importancia fundamental é a necesidade de introducir grupos funcionais na reacción, non é esencial para a función catalítica do elemento. Así, xeralmente, as glicoproteínas están asociadas coa proteína transportadora non é superior a, ea través da porción de hidratos de carbono. O resultado é unha máis estables e activas encimas imobilizadas.

células

Os métodos descritas son considerados universal para todo tipo de biocatalisadores. Estes inclúen, entre outras cousas, inclúen células, estruturas subcelulares, inmobilización que se fai pouco xeneralizada. Isto é debido ao seguinte. Cando a inmobilización de células non é necesario illar e purificar as preparacións de encimas para aplicar cofactores na reacción. Como resultado, tórnase posíbel obter sistemas que executan procesos de varias etapa que se producen continuamente.

O uso de encimas imobilizadas

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. En medicina veterinaria, industria e outras industrias son preparados domésticas moi popular obtidos polos métodos anteriores. enfoques prácticas empobrecido ofrecer unha solución aos problemas de implantación da entrega dirixida de drogas no corpo. encimas imobilizadas son autorizados a recibir unha droga de acción prolongada cun toxicidade mínima e alergenicidade. Agora os científicos resolver os problemas asociados coa bioconversão de masa e enerxía, utilizando enfoques microbiolóxicos. Mentres tanto, unha contribución significativa para o traballo de facer a tecnoloxía e enzimas imobilizadas. perspectivas de desenvolvemento son científicos suficientes prazas. Así, no futuro, un dos papeis principais no proceso de control sobre o ambiente debe pertencer aos novos tipos de análise. En particular, a cuestión de bioluminescente, e Imunoensaio encima. De particular importancia son os enfoques avanzadas no procesamento de materias primas lignocelulósicas. encimas imobilizadas poden ser utilizadas como amplificadores de sinais débiles. lugar activo pode estar baixo a influencia dos medios de comunicación, o cal está baixo ultrasóns, o estrés mecánico ou expostos a fitoquímicos transformacións.