固定化酶及其使用

固定化酶的概念在20世纪下半叶出现了。 与此同时，早在1916年，人们发现，吸附在碳蔗糖保留的催化活性。 在1953年，D。和N. Shleyt Grubhofer进行的第一结合胃蛋白酶，淀粉酶，羧肽酶和RNA酶于不溶性载体。 固定化酶的概念在1971年被合法化正是在酶工程的第一次会议。 рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. 目前 ， 固定化酶在更广泛意义上的概念，比它在20世纪末期。 我们认为此类别中更多的细节。

概观

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. 和mmobilizovannye酶 -其被人为地与不溶性载体连接的化合物。 与此同时，他们保留其催化性能。 目前，这种方法在两个方面来考虑 - 蛋白质分子的运动的部分和完全自由的限制范围内。

尊严

. 科学家们发现固定化酶的一些好处。 作为非均相催化剂，它们可以容易地从反应介质中分离。 может быть многократным. 该研究发现， 使用固定化酶可以重复。 在结合的过程的化合物改变它们的性质。 他们获得的底物特异性，稳定性。 然而，他们的活动开始依赖于环境条件。 отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. 固定化酶的稳定性和耐用程度高。 它不止，例如，在几千，几万次游离酶。 所有这一切提供了高效率，竞争力和盈利能力的技术，其中有固定化酶。

运营商

Ĵ..波拉斯确定要被用于固定化的理想材料的关键性质。 该运营商必须具备：

1. 不溶性。
2. 高生物和化学稳定性。
3. 产能快速激活。 运营商需要轻松地进入反应性物质。
4. 大型亲水性。
5. 所需的渗透性。 其指标应为酶和辅酶，反应产物和底物同样可以接受。

目前，没有任何的材料，它们完全符合这些要求。 然而，在实践中，使用的是合适的酶的根据具体情况某一类的固定化载体。

分类

, разделяются на неорганические и органические. 根据其材料，其与该化合物被转化成固定的酶的性质分为无机和有机的。 许多化合物的结合与聚合物载体进行。 这些有机材料可分为两类：天然和合成的。 在它们中的每依次分配取决于结构的基团。 无机载体是由玻璃材料，陶瓷，粘土，硅石，石墨炭黑主要表示。 当材料流行的干化学法工作。 固定化的酶被涂覆载体膜而获得 的二氧化钛中， 氧化铝，锆，铪或加工有机聚合物。 该材料的一个重要优点是易于再生。

蛋白质载体

最流行的脂质，多糖和蛋白质原料。 在后者中是以提供结构的聚合物。 这些主要包括胶原，纤维蛋白，角蛋白和明胶。 这种蛋白质在环境中广泛存在。 他们是可用的和经济的。 此外，他们有用于连接大量的官能团。 蛋白质不同的生物降解性。 . 这使您可以延长使用中医药固定化酶。 同时，它具有蛋白质和消极性。 на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. 使用固定酶蛋白载体的缺点是对过去的高免疫原性，以及在只有他们的反应某些群体实现的机会。

多糖aminosaharidy

这些材料是最经常使用的几丁质，葡聚糖，纤维素，琼脂糖及其衍生物。 多糖是到线性链的交联表氯醇交的反应更有抵抗力。 各种离子基团的网状结构非常自由地引入。 甲壳素是大量积累，如虾和蟹的工业加工的废料。 这种材料不同的耐化学性，并具有良好限定的孔结构。

合成聚合物

该集团拥有的材料和可用性的巨大差异。 它包括基于丙烯酸，苯乙烯，聚合物 聚乙烯醇， 聚氨酯和聚酰胺的聚合物。 他们大多有不同的机械强度。 在转换过程中它们提供在宽范围内，引入各种官能团的不同孔尺寸的可能性。

结合方法

目前，有两种不同的基础变种固定。 首先是化合物不与载体共价键的制备。 这种方法是物理。 另一个实施方案涉及与该材料共价键的发生。 这种化学物质的方法。

吸附

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. 与它固定 ，由于分散的，疏水的，静电相互作用和氢键通过在载体表面上的药物保持获得的酶 。 吸附是限制元件的迁移率的第一种方式。 然而，目前该选项并没有失去其意义。 此外，吸附被认为是固定的在行业中最常用的方法。

特别是路

科学文献中描述过衍生吸附方法70点的酶。 作为有利地进行载体，多孔玻璃，各种粘土，多糖，氧化铝，合成的聚合物，钛和其他金属。 在这种情况下，后者更经常使用。 在载体材料上的药物吸附的有效性是由孔隙度和比表面积来确定。

作用机制

酶吸附到不溶性物质是简单的。 它通过与药物载体的水溶液接触来实现。 它可以采取静态或动态的方式。 酶溶液与新鲜污泥混合，例如，氢氧化钛。 然后，在温和条件下，该化合物干燥。 当这样的固定化是几乎100％的酶活性被保留。 当此达到64毫克每克载体的具体浓度。

消极的方面

缺点包括结合酶和载体的低吸附强度。 在变化过程中的反应条件可以是显着的损失内容，产品污染，蛋白质的解吸。 为了增加绑定支持的实力已被修改。 具体而言，材料与金属离子，聚合物，和与多官能剂其它疏水化合物处理。 在一些情况下，药物本身进行修饰。 但往往不够，这导致其活性下降。

列入凝胶

这个选项是很常见的，由于其独特性和简单性。 此方法不仅适用于单个元件，同时也为multiehnzimnyh络合物。 包含在凝胶可以通过两种方法来进行。 在第一种情况下，该药物与单体水溶液混合，然后进行聚合。 这导致含有在细胞中的酶分子凝胶的空间结构。 在第二种情况下，将药物引入到最终聚合物。 然后将其转化成凝胶状态。

引入半透明结构

这种方法的实质在于固定从基板分离的水酶溶液。 它使用一个半渗透膜。 它通过辅因子和底物的低分子量组分和保持大的酶分子。

微胶囊化

有在半透明结构，引进几个选项。 最有趣的是，这些微胶囊化的蛋白质和包容在脂质体中。 第一个选项是由T·张于1964年提出的。 它包括在酶溶液被引入到封闭的胶囊，其壁由半透性聚合物的。 引起的界面缩聚的化合物的反应在膜表面的外观。 其中之一是溶解在有机和另 - 在水相中。 作为一个例子，可以提到由癸二酸卤化物对您（有机相）和1,6-六亚甲基二胺（分别为水相）的缩聚而得到的微胶囊的形成。 所述膜的厚度是在千分尺，以百分之计算。 数百或数十微米 - 胶囊的价值。

纳入脂质体

固定化的这种方法已经接近微胶囊。 脂质体为层状或球形脂质双层系统介绍。 该方法首先在1970 F.用于从脂质溶液的脂质体的分离进行蒸发有机溶剂。 将剩余的薄膜被分散在水溶液中，其中所述酶是存在的。 在此过程中，脂质双层结构的自组装。 . 颇为流行的药物 ，这些固定化酶。 这是由于大部分分子在生物膜的脂质矩阵本地化。 являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. 包括在脂质体固定化酶在医学研究的重要材料，使研究和描述生命过程的模式。

新连接的形成

通过形成新的共价链和天然酶之间的固定是通过最大量生产的生物催化剂用于工业用途考虑。 不同于物理方式，这个选项提供的分子和材料的不可逆和牢固的结合。 她的教育往往伴随着药物的稳定性。 然而，酶的在相对于载体1分钟共价键合的位置创建在执行所述催化过程一定的困难。 分子从材料通过所述插入件分离。 因为它往往充当聚和双官能剂。 它们，特别是，是肼，溴化氰，戊二醛dialgedrid，磺酰氯等。例如，对于从介质导出半乳糖基转移酶和下列序列插入-CH ₂ -NH-（CH _2）5 -CO-。 在这种情况下存在于所述插入件的结构，和载体分子。 所有这些都通过共价键连接。 具有根本的重要性是引进的官能团反应的需要，不是为元素的催化功能是必不可少的。 所以，平时，糖蛋白附着于载体蛋白还没有结束，并且通过碳水化合物部分。 其结果是一个更加稳定的和活性的固定化的酶。

细胞

上文描述的方法被认为是通用于所有类型的生物催化剂。 这些措施包括，除其他外，包括细胞，亚细胞结构，固定成为近期普遍。 这是由于以下。 当细胞的固定化是没有必要的分离和纯化的酶制剂以实现反应的辅因子。 其结果，变得能够获得执行连续发生的多步骤方法的系统。

使用固定化酶的

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. 在兽药行业和其他行业是通过上述方法获得相当受欢迎的家庭准备。 耗尽实践方法提供了一个解决方案，药物在体内的靶向递送的执行问题。 固定化酶被允许获得长效药物以最小的毒性和过敏。 现在，科学家们解决质量和能量的生物转化有关的问题，利用微生物的方法。 同时，为使技术和固定化酶的工作显著的贡献。 发展前景广阔足够的科学家。 因此，在未来对环境控制的过程中的关键角色之一应该属于新类型的分析。 特别地，生物发光，并问题 酶免疫测定法。 特别重要的是在木质纤维素原料处理过程中先进的方法。 固定化酶可以作为弱信号的放大器。 活性位点可以是媒体，它是下超声处理，机械应力或暴露于植物化学物质的转化的影响下。