固定化酶及其使用

固定化酶的概念在20世紀下半葉出現了。 與此同時，早在1916年，人們發現，吸附在碳蔗糖保留的催化活性。 在1953年，D。和N. Shleyt Grubhofer進行的第一結合胃蛋白酶，澱粉酶，羧肽酶和RNA酶於不溶性載體。 固定化酶的概念在1971年被合法化正是在酶工程的第一次會議。 рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. 目前 ， 固定化酶在更廣泛意義上的概念，比它在20世紀末期。 我們認為此類別中更多的細節。

概觀

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. 和mmobilizovannye酶 -其被人為地與不溶性載體連接的化合物。 與此同時，他們保留其催化性能。 目前，這種方法在兩個方面來考慮 - 蛋白質分子的運動的部分和完全自由的限制範圍內。

尊嚴

. 科學家們發現固定化酶的一些好處。 作為非均相催化劑，它們可以容易地從反應介質中分離。 может быть многократным. 該研究發現， 使用固定化酶可以重複。 在結合的過程的化合物改變它們的性質。 他們獲得的底物特異性，穩定性。 然而，他們的活動開始依賴於環境條件。 отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. 固定化酶的穩定性和耐用程度高。 它不止，例如，在幾千，幾萬次游離酶。 所有這一切提供了高效率，競爭力和盈利能力的技術，其中有固定化酶。

運營商

Ĵ..波拉斯確定要被用於固定化的理想材料的關鍵性質。 該運營商必須具備：

1. 不溶性。
2. 高生物和化學穩定性。
3. 產能快速激活。 運營商需要輕鬆地進入反應性物質。
4. 大型親水性。
5. 所需的滲透性。 其指標應為酶和輔酶，反應產物和底物同樣可以接受。

目前，沒有任何的材料，它們完全符合這些要求。 然而，在實踐中，使用的是合適的酶的根據具體情況某一類的固定化載體。

分類

, разделяются на неорганические и органические. 根據其材料，其與該化合物被轉化成固定的酶的性質分為無機和有機的。 許多化合物的結合與聚合物載體進行。 這些有機材料可分為兩類：天然和合成的。 在它們中的每依次分配取決於結構的基團。 無機載體是由玻璃材料，陶瓷，粘土，矽石，石墨炭黑主要表示。 當材料流行的幹化學法工作。 固定化的酶被塗覆載體膜而獲得 的二氧化鈦中， 氧化鋁，鋯，鉿或加工有機聚合物。 該材料的一個重要優點是易於再生。

蛋白質載體

最流行的脂質，多醣和蛋白質原料。 在後者中是以提供結構的聚合物。 這些主要包括膠原，纖維蛋白，角蛋白和明膠。 這種蛋白質在環境中廣泛存在。 他們是可用的和經濟的。 此外，他們有用於連接大量的官能團。 蛋白質不同的生物降解性。 . 這使您可以延長使用中醫藥固定化酶。 同時，它具有蛋白質和消極性。 на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. 使用固定酶蛋白載體的缺點是對過去的高免疫原性，以及在只有他們的反應某些群體實現的機會。

多醣aminosaharidy

這些材料是最經常使用的幾丁質，葡聚醣，纖維素，瓊脂糖及其衍生物。 多醣是到線性鏈的交聯表氯醇交的反應更有抵抗力。 各種離子基團的網狀結構非常自由地引入。 甲殼素是大量積累，如蝦和蟹的工業加工的廢料。 這種材料不同的耐化學性，並具有良好限定的孔結構。

合成聚合物

該集團擁有的材料和可用性的巨大差異。 它包括基於丙烯酸，苯乙烯，聚合物 聚乙烯醇， 聚氨酯和聚酰胺的聚合物。 他們大多有不同的機械強度。 在轉換過程中它們提供在寬範圍內，引入各種官能團的不同孔尺寸的可能性。

結合方法

目前，有兩種不同的基礎變種固定。 首先是化合物不與載體共價鍵的製備。 這種方法是物理。 另一個實施方案涉及與該材料共價鍵的發生。 這種化學物質的方法。

吸附

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. 與它固定 ，由於分散的，疏水的，靜電相互作用和氫鍵通過在載體表面上的藥物保持獲得的酶 。 吸附是限制元件的遷移率的第一種方式。 然而，目前該選項並沒有失去其意義。 此外，吸附被認為是固定的在行業中最常用的方法。

特別是路

科學文獻中描述過衍生吸附方法70的酶。 作為有利地進行載體，多孔玻璃，各種粘土，多醣，氧化鋁，合成的聚合物，鈦和其他金屬。 在這種情況下，後者更經常使用。 在載體材料上的藥物吸附的有效性是由孔隙度和比表面積來確定。

作用機制

酶吸附到不溶性物質是簡單的。 它通過與藥物載體的水溶液接觸來實現。 它可以採取靜態或動態的方式。 酶溶液與新鮮污泥混合，例如，氫氧化鈦。 然後，在溫和條件下，該化合物乾燥。 當這樣的固定化是幾乎100％的酶活性被保留。 當此達到64毫克每克載體的具體濃度。

消極的方面

缺點包括結合酶和載體的低吸附強度。 在變化過程中的反應條件可以是顯著的損失內容，產品污染，蛋白質的解吸。 為了增加綁定支持的實力已被修改。 具體而言，材料與金屬離子，聚合物，和與多官能劑其它疏水化合物處理。 在一些情況下，藥物本身進行修飾。 但往往不夠，這導致其活性下降。

列入凝膠

這個選項是很常見的，由於其獨特性和簡單性。 此方法不僅適用於單個元件，同時也為multiehnzimnyh絡合物。 包含在凝膠可以通過兩種方法來進行。 在第一種情況下，該藥物與單體水溶液混合，然後進行聚合。 這導致含有在細胞中的酶分子凝膠的空間結構。 在第二種情況下，將藥物引入到最終聚合物。 然後將其轉化成凝膠狀態。

引入半透明結構

這種方法的實質在於固定從基板分離的水酶溶液。 它使用一個半滲透膜。 它通過輔因子和底物的低分子量組分和保持大的酶分子。

微膠囊化

有在半透明結構，引進幾個選項。 最有趣的是，這些微膠囊化的蛋白質和包容在脂質體中。 第一個選項是由T.昌於1964年提出的。 它包括在酶溶液被引入到封閉的膠囊，其壁由半透性聚合物的。 引起的界面縮聚的化合物的反應在膜表面的外觀。 其中之一是溶解在有機和另 - 在水相中。 作為一個例子，可以提到由癸二酸鹵化物對您（有機相）和1,6-六亞甲基二胺（分別為水相）的縮聚而得到的微膠囊的形成。 所述膜的厚度是在千分尺，以百分之計算。 數百或數十微米 - 膠囊的價值。

納入脂質體

固定化的這種方法已經接近微膠囊。 脂質體為層狀或球形脂質雙層系統介紹。 該方法首先在1970 F.用於從脂質溶液的脂質體的分離進行蒸發有機溶劑。 將剩餘的薄膜被分散在水溶液中，其中所述酶是存在的。 在此過程中，脂質雙層結構的自組裝。 . 頗為流行的藥物 ，這些固定化酶。 這是由於大部分分子在生物膜的脂質矩陣本地化。 являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. 包括在脂質體固定化酶在醫學研究的重要材料，使研究和描述生命過程的模式。

新連接的形成

通過形成新的共價鏈和天然酶之間的固定是通過最大量生產的生物催化劑用於工業用途考慮。 不同於物理方式，這個選項提供的分子和材料的不可逆和牢固的結合。 她的教育往往伴隨著藥物的穩定性。 然而，酶的在相對於載體1分鐘共價鍵合的位置創建在執行所述催化過程一定的困難。 分子從材料通過所述插入件分離。 因為它往往充當聚和雙官能劑。 它們，特別是，是肼，溴化氰，戊二醛dialgedrid，磺酰氯等。例如，對於從介質導出半乳糖基轉移酶和下列序列插入-CH ₂ -NH-（CH _2）5 -CO-。 在這種情況下存在於所述插入件的結構，和載體分子。 所有這些都通過共價鍵連接。 具有根本的重要性是引進的官能團反應的需要，不是為元素的催化功能是必不可少的。 所以，平時，糖蛋白附著於載體蛋白還沒有結束，並且通過碳水化合物部分。 其結果是一個更加穩定的和活性的固定化的酶。

細胞

上文描述的方法被認為是通用於所有類型的生物催化劑。 這些措施包括，除其他外，包括細胞，亞細胞結構，固定成為近期普遍。 這是由於以下。 當細胞的固定化是沒有必要的分離和純化的酶製劑以實現反應的輔因子。 其結果，變得能夠獲得執行連續發生的多步驟方法的系統。

使用固定化酶的

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. 在獸藥行業和其他行業是通過上述方法獲得相當受歡迎的家庭準備。 耗盡實踐方法提供了一個解決方案，藥物在體內的靶向遞送的執行問題。 固定化酶被允許獲得長效藥物以最小的毒性和過敏。 現在，科學家們解決質量和能量的生物轉化有關的問題，利用微生物的方法。 同時，為使技術和固定化酶的工作顯著的貢獻。 發展前景廣闊足夠的科學家。 因此，在未來對環境控制的過程中的關鍵角色之一應該屬於新類型的分析。 特別地，生物發光，並問題 酶免疫測定法。 特別重要的是在木質纖維素原料處理過程中先進的方法。 固定化酶可以作為弱信號的放大器。 活性位點可以是媒體，它是下超聲處理，機械應力或暴露於植物化學物質的轉化的影響下。