Материал: Инженерная энзимология_лекция
Физические методы иммобилизации ферментов
адсорбция на нерастворимом носителе
включение в поры поперечносшитого геля
включение в полупроницаемые структуры
включение в двухфазные системы
Адсорбция ферментов на нерастворимых носителях
электростатические, гидрофобные, дисперсионные взаимодействия; водородные связи
носители: кремнезем, активированный уголь, графитовая сажа, глина, пористое стекло, полисахариды, синтетические полимеры, оксиды алюминия, титана и других металлов
недостаток - невысокая прочность связывания фермента с носителем
Иммобилизация ферментов путем включения в гель
фермент вводят в водный раствор мономера, а затем проводят полимеризацию, в результате которой возникает пространственная структура полимерного геля с включенными в его ячейки молекулами фермента.
Во втором случае фермент вносят в раствор уже готового полимера, который впоследствии переводят в гелеобразное состояние.
метод непригоден для иммобилизации ферментов, действующих на водонерастворимые субстраты.
Многие субстраты с большим размером молекул не проникают в поры такого геля
Иммобилизация ферментов в полупроницаемые структуры
Отделение водного раствора фермента от водного раствора субстрата с помощью полупроницаемой мембраны, пропускающей низкомолекулярные молекулы субстратов и кофакторов, но задерживающей большие молекулы фермента.
Разработано несколько модификаций этого метода, из которых интерес представляет микрокапсулирование и включение ферментов в липосомы.
Микрокапсулирование было предложено Т.Чангом в 1964 г. и состоит в том, что водный раствор фермента включается внутрь замкнутой микрокапсулы, стенки которой образованы полупроницаемым полимером.
Достоинства метода микрокапсулирования - простота, универсальность, возможность многократного использования нативного фермента (фермент может быть отделен от непрореагировавшего субстрата и продуктов реакции процедурой простого фильтрования).
Могут быть иммобилизованы не только индивидуальные ферменты, но и мультиэнзимные комплексы, целые клетки и отдельные фрагменты клеток.
К недостаткам метода следует отнести невозможность инкапсулированных ферментов осуществлять превращения высокомолекулярных субстратов.
Ферменты, иммобилизованные путем включения в структуру липосом, используют преимущественно в медицинских и научных целях.