§ 6. Преимущества и недостатки адсорбционной иммобилизации
К числу основных преимуществ метода адсорбционной иммобилизации следует отнести доступность и дешевизну сорбентов, выступающих в роли носителей, которым к тому же можно придать любую конфигурацию и обеспечить требуемую пористость. Не менее важным фактором является также простота применяемых методик. Кроме того, при адсорбционной иммобилизации нередко удается одновременно решить и проблему очистки фермента, поскольку связывание белка с носителем во многих случаях достаточно специфическое. Действительно, многие из носителей для адсорбционной иммобилизации применяются также и при очистке ферментов.
Применение метода ограничивается недостаточно высокой прочностью связывания фермента с носителем. Как уже указывалось, при изменении внешних условий может происходить десорбция фермента с носителя, что ведет к потерям дорогостоящего бнокатализатора и загрязнению конечного продукта. К недостаткам метода адсорбционной иммобилизации следует отнести также отсутствие общих рекомендаций, позволяющих заранее сделать правильный выбор носителя к оптимальных условий проведения иммобилизации конкретного фермента. Эту задачу приходится каждый раз решать заново, используя метод проб и ошибок.
Некоторых из перечисленных затруднений удается избежать при иммобилизации ферментов путем включения в гели.
56
ИММОБИЛИЗАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ ПУТЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ В ГЕЛИ
Суть этого метода иммобилизации состоит в том, что молекулы фермента включаются в трехмерную сетку кз тесно переплетенных полимерных цепей, образующих гель (см. рис. 2,6). Среднее расстояние между соседними цепями в геле меньше размера молекулы включенного фермента, поэтому он не может покинуть полимерную матрицу и выйти в окружающий раствор, т. е, находится в иммобилизованном состоянии. Дополнительный вклад в удерживание фермента в сетке геля могут вносить также ионные и водородные связи между молекулой фермента и окружающими ее полимерными цепями.
Пространство между полимерными цепями в геле заполнено водой, на долю которой обычно приходится значительная часть общего объема геля. Например, широко применяемые гели полимеров производных акриловой кислоты в зависимости от концентрации полимера и его химической природы содержат от 50 до 90% воды.
Для иммобилизации ферментов в геле существует два основных способа. При одном из них фермент помещают в водный раствор мономера, а затем проводят полимеризацию, в результате которой образуется полимерный гель с включенными в него молекулами фермента. В реакционную смесь часто добавляют также бифункциональные (т. е. содержащие в молекуле две двойные связи) сшивающие агенты, которые придают образующемуся полимеру структуру трехмерной сетки (рис. 7,а).
мономер фермект
полимерная сэтиа дисфункциональный сшивающий агент
Впервые этот способ был использован П. Берифельдом и Дж. Уэном (1963), которые осуществляли иммобилизацию ряда ферментов (таких, как трипсин, рибонуклеаза и р-амилаза) в геле, полученном радикальной полимеризацией г^1М'-метилен-бис-ак-риламида.
Альтернативный способ состоит в том, что фермент вносят в раствор уже готового полимера, который затем каким-либо образом переводят в гелеобразное состояние (рис. 7,6). Рассмотрим эти подходы подробнее*.
- § 1. Природные носители
- § 2. Синтетические полимерные носители
- § 5. Природные носители (липиды)
- § 7. Макропористые кремнеземы
- § 8. Другие неорганические носители
- § 1. Носители для адсорбционной иммобилизации
- 2. Методика адсорбционной |м мобилизации
- § 3. Природа адсорбционных взаимодействий фермента с носителем
- § 5. Способы увеличения эффективности связывания фермента с носителем
- § 6. Преимущества и недостатки адсорбционной иммобилизации
- § 7. Иммобилизация ферментов в гелях, полученных полимеризацией мономеров
- § 8. Иммобилизация ферментов в гелях, полученных из готовых полимеров
- § 9. Влияние различных факторов
- §10. Преимущества и недостатки иммобилизации ферментов путем включения в гель
- § 11. Микрокапсулирование
- § 12. Двойное эмульгирование
- § 13. Включение в волокна
- § 14. Включение в лилосомы
- § 15. Преимущества и недостатки иммобилизации с использованием полупроницаемых оболочек
- § 16. Двухфазные системы типа
- § 17. Микромульемм
- § 1. Основные принципы конструирования препаратов ковалентно иммобилизованных ферментов
- § 2. Химическая структура ферментов и их функциональные группы
- § 3. Приемы химической (ковалентнон) им мобилизации белков
- § 4. Недостатки и преимущества получения
- § 1. Кинетические параметры ферментативных реакций
- § 2. Влияние иммобилизации на состояние фермента
- § 3. Эффекты распредепения реагентов в катализе иммобилизованными ферментами
- 2 Cosh of -- I
- 1. Распределение протонов- в качестве примера рассмотрим
- § 1. Воздействия и вещества, вызывающие инактивацию ферментов
- § 2. Молекулярные механизмы инактивации ферментов
- Лиэинояланин
- Op нйтиноаланн н
- § 3. Влияние иммобилизации на инактивацию ферментов
- § 4. Подавление с помощью иммобилизации первичных обратимых стадий денатурации и диссоциации матнвных белков
- § 5. Пучи стабилизации ферментов,
- § 1. Реактивация инактивированных ферментов
- § 2. Регенерация кофакторов (коферментов}
- V фермент б /
- 37, 41. 42, 44, 47, 79, 80 Фосфорилирование 124, 127