Иммобилизация путем отделения фермента от остальной среды полупроницаемой перегородкой (мембраной)

Способы:

· Микрокапсулирование. Изготавливаются микрокапсулы размером от нескольких десятков до нескольких сотен микрометров, толщина мембран – составляет десятые-сотые доли мкм, диаметр пор – несколько нм. Внутри этих микрокапсул находятся ферменты, например, аспарагиназа.

· Двойное эмульгирование. Получают эмульсию водного раствора фермента в органическом растворе полимера. Ёе вновь диспергируют, но в воде. В результате получается водная эмульсия из капель органического раствора полимера, которые содержат еще более мелкие включенные капли водного раствора фермента. Через некоторое время органический раствор затвердевает, и образуются полимерные сферические частицы с включенным в них ферментом.

· Включение в волокна. Водный раствор фермента в органическом растворе волокнообразующего полимера (целлюлоза, поливинилхлорид и др.) продавливают через фильтры в жидкость (толуол), которая вызывает коагуляцию полимера. Так, например, изготавливают хирургические салфетки с иммобилизованным трипсином.

· Включение в липосомы. Ферменты, иммобилизованные этим методом, применяются, главным образом, в медицинских целях, а также для проведения фундаментальных исследований, ибо липосомы по своей природе близки природным биомембранам.

Преимущества метода – простота и универсальность, высокое содержание включенного фермента, сохранение его каталитической активности. Недостатки метода – затруднено ферментативное превращение ВМС.

4. Иммобилизация путем включения в двухфазную реакционную среду – при этом субстрат под действием фермента перерабатывается в водной фазе, а продукт экстрагируется в фазу органического растворителя. Так можно гидролизовать крахмал под действием смеси α-амилазы и амилоглюкозидазы в двухфазной системе из водных растворов крахмала и полиэтиленгликоля. Недостатки метода – низкая скорость процесса, инактивация фермента при его адсорбции на границе раздела фаз, загрязнение продукта и др.

Вопросы для самоконтроля

1) Приведите примеры ферментов растительного и животного происхождения.

2) Понятие «иммобилизованные ферменты».

3) Особенности и преимущества иммобилизованных ферментов.

4) От какий факторов зависит кинетика ферментативных реакций с использованием иммобилизовнных ферментов?

5) Требования, предъявляемые к носителям для иммобилизации ферментов.

6) Природные полимерные органические носители.

7) Синтетические полимерные органические носители:

8) Неорганические носители.

9) Принцип физической иммобилизации ферментов.

10) Иммобилизация путем адсорбции на нерастворимых носителях.

11) Иммобилизация путем включения в поры геля.

12) Иммобилизация путем отделения фермента от остальной среды полупроницаемой перегородкой (мембраной).

13) Иммобилизация путем включения в двухфазную реакционную среду.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Биотехнология: учебное пособие для вузов, в 8 кн., под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д. – М., 1987.

2. Блинов, В.А. Общая биотехнология: курс лекций. В 2-х частях. Ч. 1 / В.А. Блинов. – Саратов, 2003.

3. Тарантул, В.З. Толковый биотехнологический словарь русско-английский: справочное издание / В.З. Тарантул. – М.: Языки славянских культур, 2009. – 936 с. – ISBN: 978-5-95-51-0342-6

Дополнительная

1. Журналы: Биотехнология, Вестник СГАУ, Прикладная биохимия и микробиология, Журнал микробиологии, эпидемиологии, иммунологии, Фармацевтическая промышленность, Кондитерское и хлебопекарное производство, Масложировая промышленность, Молочная промышленность, Переработка молока, Мясные технологии, Сыроделие и маслоделие, Пиво и напитки, Пищевая технология.

2. http://www.biotechnolog.ru

3. Биотехнологический портат Bio-X (ссылка доступа - http://bio-x.ru)

4. Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» (ссылка доступа – http://cbio.ru)

5. Оn-line-журнал «Биотехнология. Теория и практика» (ссылка доступа – http://www.biotechlink.org)

Лекция 10