الإنزيمات ثبتوا واستخدامها

نشأ مفهوم الإنزيمات ثبتوا خلال النصف الثاني من القرن ال20. وفي الوقت نفسه، مرة أخرى في عام 1916، وجد أن كثف على السكروز الكربون الاحتفاظ النشاط التحفيزي. وفي عام 1953، قام د. وN. Shleyt Grubhofer خارج البيبسين الربط الأول، الأميليز، وكربوكسي ببتيداز وريبونوكلياز إلى الناقل غير قابلة للذوبان. تم تقنين مفهوم الإنزيم يجمد في عام 1971. وكان المؤتمر الأول للهندسة أنزيم. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. في الوقت الحاضر، ومفهوم الإنزيم يجمد بمعنى أوسع مما كان عليه في أواخر القرن 20th. ونحن نعتبر هذه الفئة في مزيد من التفاصيل.

نظرة عامة

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. وmmobilizovannye الانزيمات - المركبات التي ترتبط بشكل مصطنع مع الناقل غير قابلة للذوبان. في الوقت نفسه أنها تحتفظ ممتلكاتهم الحفازة. حاليا، تعتبر هذه العملية في جانبين - في حدود الحرية الجزئية والكاملة لحركة جزيئات البروتين.

كرامة

. لقد وجد العلماء بعض الفوائد من الانزيمات يجمد. بوصفها محفزات غير متجانسة، فإنها يمكن بسهولة فصل من وسط التفاعل. может быть многократным. وجدت الدراسات أن استخدام الإنزيمات ثبتوا يمكن أن تتكرر. في عملية ملزمة المركبات تتغير خصائصها. يكتسبون الركيزة خصوصية والاستقرار. ومع ذلك، يبدأ نشاطهم تعتمد على الظروف البيئية. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. الإنزيمات ثبتوا هي درجة عالية ودائمة من الاستقرار. هو أكثر من، على سبيل المثال، أن الإنزيم مجانا في الآلاف، وعشرات الآلاف من المرات. كل هذا يوفر كفاءة عالية، والقدرة التنافسية والربحية للتكنولوجيا، حيث يتم هناك يجمد الانزيمات.

شركات

حددت J .. Porath الخصائص الرئيسية لمواد مثالية لاستخدامها في تجميد. يجب أن يكون لدى الناقلين:

1. الصلابة.
2. استقرار البيولوجية والكيميائية عالية.
3. القدرة على تفعيل السريع. يجب أن الناقلين تتحرك بسهولة إلى نوع رد الفعل.
4. محبة للماء كبير.
5. نفاذية المطلوبة. وينبغي أن يكون مؤشره مقبول على حد سواء لالإنزيمات والإنزيمات المساعدة، منتجات التفاعل وركائز.

حاليا، لا توجد المواد التي من شأنها أن تمتثل امتثالا تاما لهذه المتطلبات. ومع ذلك، من الناحية العملية، وتستخدم ناقلات التي هي مناسبة لتجميد الانزيمات في فئة معينة من ظروف معينة.

تصنيف

, разделяются на неорганические и органические. تبعا لطبيعة موادها، في الاتصالات التي يتم تحويل المركبات إلى الإنزيمات ثبتوا تنقسم إلى غير العضوية والعضوية. ربط العديد من المركبات والتي أجريت مع شركات البوليمرية. وتنقسم هذه المواد العضوية إلى فئتين: الطبيعية والاصطناعية. في كل واحد منهم بدوره، وتخصيص مجموعات اعتمادا على هيكل. وتمثل ناقلات غير العضوية أساسا من المواد الزجاجية والسيراميك والطين، والسليكا، أسود جرافيت الكربون. عند العمل مع المواد الشعبية طرق الكيمياء الجافة. ويتم الحصول على الأنزيمات يجمد بواسطة طلاء فيلم الناقل من أكسيد التيتانيوم، والألومينا والزركونيوم، الهافنيوم أو معالجة البوليمرات العضوية. ميزة هامة من المواد هو سهولة تجديد.

ناقلات البروتين

الأكثر شعبية الدهون، والبروتين السكاريد المواد. بين هذا الأخير هو توفير البوليمرات الهيكلية. وتشمل هذه في المقام الأول الكولاجين، الفيبرين، الكيراتين، والجيلاتين. هذه البروتينات على نطاق واسع في البيئة. فهي متوفرة واقتصادية. وبالإضافة إلى ذلك، لديهم عدد كبير من المجموعات الوظيفية لربط. البروتينات تختلف التحلل البيولوجي. . وهذا يسمح لك لتوسيع استخدام الإنزيمات ثبتوا في الطب. وفي الوقت نفسه، فقد البروتين وخصائص سلبية. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. مساوئ استخدام الإنزيمات ثبتوا لشركات البروتين هي المناعية عالية من الماضي، فضلا عن فرصة لتنفيذ في رد فعلهم فقط مجموعات معينة.

السكريات aminosaharidy

وغالبا ما تستخدم هذه المواد كيتين، ديكستران، السليلوز، الاغاروز ومشتقاتها. إلى السكريات كانوا أكثر مقاومة للتفاعلات سلاسل خطية epichlorohydrin عبر ربط الصليب. وقدم هيكل شبكة من مختلف المجموعات الأيونية بحرية تامة. وتراكمت كيتين بكميات كبيرة كمنتج النفايات في التجهيز الصناعي من الروبيان وسرطان البحر. هذه المواد تختلف مقاومة كيميائيا ولديها بنية المسام واضحة المعالم.

البوليمرات الاصطناعية

هذه المجموعة لديها تنوع كبير من المواد ومدى توافرها. ويشمل البوليمرات على أساس حمض الاكريليك، والستايرين، كحول البولي فينيل، البولي يوريثين والبوليمرات البولياميد. معظمهم لديهم القوة الميكانيكية المختلفة. أثناء عملية التحويل لأنها توفر إمكانية متفاوتة حجم المسام على نطاق واسع، وإدخال المجموعات الوظيفية المختلفة.

طرق ملزمة

حاليا، هناك نوعان من المتغيرات متميزة في الأساس الشلل. الأول هو إعداد المركبات دون روابط تساهمية مع الناقل. هذا الأسلوب هو مادي. يتضمن تجسيد آخر وقوع الرابطة التساهمية مع المواد. هذه الطريقة الكيميائية.

الامتزاز

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. مع أنه يجمد الانزيمات التي حصلت عليها الإبقاء على المخدرات على سطح حاملة بسبب تشتت، مسعور، والتفاعلات كهرباء والسندات الهيدروجين. الامتزاز هو الطريقة الأولى للحد من التنقل من العناصر. ومع ذلك، في هذا الخيار لم تفقد أهميتها. وعلاوة على ذلك، يعتبر الامتزاز أن يكون الأسلوب الأكثر شيوعا من الشلل في هذه الصناعة.

خصوصا الطريق

يصف الأدب العلمي أكثر من 70 الإنزيمات المشتقة طريقة الامتزاز. كما ناقلات تنفيذ مفيد والزجاج التي يسهل اختراقها، ومختلف الطين، السكريات، والألومينا، والبوليمرات الاصطناعية، والتيتانيوم والمعادن الأخرى. في هذه الحالة، يتم استخدام هذه الأخيرة في كثير من الأحيان. يتم تحديد فعالية امتصاص الدواء على المواد الناقل من المسامية وسطح معين.

آلية العمل

امتصاص الانزيم للمواد غير قابلة للذوبان بسيط. ويتحقق ذلك عن طريق الاتصال مع محلول مائي من الناقل المخدرات. يمكن أن يستغرق وسيلة ثابتة أو متغيرة. يتم خلط حل الانزيم مع الحمأة جديدة، على سبيل المثال، وهيدروكسيد التيتانيوم. ثم، تحت ظروف معتدلة، تجفف المجمع. يتم الاحتفاظ نشاط انزيم عند هذا الشلل ما يقرب من 100٪. عندما تصل إلى هذه تركيز معين من 64 ملغ في كل غرام من الناقل.

الجوانب السلبية

وتشمل مساوئ انخفاض قوة امتصاص الربط الانزيم والناقل. في عملية التغيير ظروف التفاعل يمكن أن يكون عناصر خسارة ملحوظة، وتلوث المنتجات، الامتزاز من البروتين. لزيادة قوة الدعم ملزم تم تعديله. على وجه التحديد، المواد تعامل مع ايونات المعادن، والبوليمرات، وغيرها من المركبات مسعور مع وكلاء polyfunctional. في بعض الحالات، يخضع العقار نفسه للتعديل. ولكن في كثير من الأحيان بما فيه الكفاية، وهذا يؤدي إلى انخفاض في نشاطه.

إدراجها في هلام

هذا الخيار هو أمر شائع جدا بسبب تفرده والبساطة. هذا الأسلوب هو مناسبة ليس فقط للعناصر الفردية، ولكن أيضا للمجمعات multiehnzimnyh. ويمكن تنفيذ إدراجها في هلام من قبل اثنين من الأساليب. في الحالة الأولى، يتم الجمع بين الدواء مع محلول مائي مونومر، ثم قم بإجراء البلمرة. هذه النتائج في الهيكل المكاني من هلام يحتوي على جزيئات الإنزيم في الخلايا. في الحالة الثانية، يتم إدخال المخدرات إلى البوليمر النهائي. ثم تم تحويله إلى دولة هلام.

إدخال الهياكل شفافة

جوهر هذه الطريقة يتمثل في شل حركة الحل انزيم مائي يفصل من الركيزة. ويستخدم غشاء شبه منفذ. يمر انخفاض مكونات الوزن الجزيئي من العوامل المساعدة وركائز ويحمل جزيئات الإنزيم كبيرة.

الكبسلة

هناك عدة خيارات لإدخال في بنية شفافة. الأكثر إثارة للاهتمام من هذه الكبسلة البروتين وإدراجها في الجسيمات الشحمية. واقترح الخيار الأول في عام 1964 من قبل T. تشانغ. وهو يتألف في أن يتم تقديم الحل الانزيم في كبسولة مغلقة التي هي مصنوعة من البوليمر نصف نافذ الجدران. مظهر سطح الغشاء الناجمة عن رد فعل من المركبات من التكثيف المتعدد بينية. يذوب أحدهما في العضوية والآخر - في المرحلة المائية. وكمثال على ذلك يمكن ذكر تشكيل ميكروكابسولي التي حصلت عليها التكثيف المتعدد من هاليد حمض sebacic إلى لك (المرحلة العضوية) و1،6-hexamethylenediamine (على التوالي، المرحلة المائية). يتم احتساب سمك الغشاء في المئات من ميكرون. قيمة كبسولات - مئات أو عشرات ميكرومتر.

إدراجها في الجسيمات الشحمية

هذا الأسلوب من الشلل بالقرب الكبسلة. يتم عرض الجسيمات الشحمية في أنظمة طبقات ثنائية الدهون رقائقي أو كروية. وقد استخدمت هذه الطريقة لأول مرة في عام 1970 F. لفصل الجسيمات الشحمية من الحل الدهون ويتم تبخير المذيبات العضوية. وفرقت رقيقة المتبقية في محلول مائي، حيث الإنزيم موجود. وخلال هذه العملية، والتجميع الذاتي للهياكل طبقة ثنائية الدهون. . شعبية كبيرة هذه الإنزيمات ثبتوا في الطب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن معظم الجزيئات المترجمة في المصفوفة الدهون الأغشية البيولوجية هذه. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. وشملت في الجسيمات الشحمية الإنزيمات ثبتوا مهمة في مادة بحوث الطب، مما يسمح للدراسة وتصف أنماط من العمليات الحيوية.

تشكيل اتصالات جديدة

يعتبر الشلل من خلال تشكيل سلاسل التساهمية الجديدة وبين الإنزيمات الأم من قبل معظم البيولوجية الحفازة المنتجة الجماعية للاستخدام الصناعي. على عكس الطرق الفيزيائية، ويوفر هذا الخيار السندات لا رجعة فيه وقوية للجزيء والمادية. وغالبا ما يترافق تعليمها عن طريق تحقيق الاستقرار في المخدرات. ومع ذلك، فإن موقع الانزيم في الرابطة 1 دقيقة التساهمية بالنسبة إلى الناقل يخلق بعض الصعوبات في أداء عملية الحفازة. يتم فصل جزيء من المواد التي إدراج. كما أنه غالبا ما تتصرف وكلاء بولي وdifunctional. وهي، على وجه الخصوص، الهيدرازين، بروميد السيانوجين، dialgedrid غلوتارالدهيد، كلوريد سلفوريل وهلم جرا. على سبيل المثال، لاشتقاق انزيم galactosyltransferase من وسائل الإعلام والتسلسل التالي إدخال -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO-. في مثل هذا الوضع موجود في بنية إدراج، والجزيء الناقل. وترتبط كل منها عن طريق روابط تساهمية. أهمية أساسية هي الحاجة إلى إدخال مجموعات وظيفية في رد الفعل، ليست ضرورية لوظيفة تحفيزية للعنصر. لذلك، عادة، هي التي تعلق بروتينات سكرية إلى البروتين الناقل لم تنته، وذلك من خلال شاردة الكربوهيدرات. والنتيجة هي أكثر استقرارا ونشاطا الانزيمات يجمد.

خلايا

تعتبر الطرق المذكورة أعلاه أن تكون عالمية لجميع أنواع البيولوجية الحفازة. وتشمل هذه، في جملة أمور، وتشمل الخلايا والهياكل التحت خلوية، الشلل التي تصبح على نطاق واسع في الآونة الأخيرة. ويرجع ذلك إلى ما يلي هذا. عندما تجميد الخلايا ليست ضرورية لعزل وتنقية الاستعدادات أنزيم لتنفيذ العوامل المساعدة في رد الفعل. ونتيجة لذلك، يصبح من الممكن الحصول على الأنظمة التي تؤدي العمليات متعددة الخطوات التي تحدث بشكل مستمر.

استخدام الإنزيمات ثبتوا

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. في الطب البيطري، والصناعة وغيرها من الصناعات هي الاستعدادات المنزلية شعبية كبيرة حصلت عليها الأساليب المذكورة أعلاه. توفر نهج الممارسة المنضب حل للمشاكل في تنفيذ تسليم المستهدفة من الأدوية في الجسم. يسمح الإنزيمات ثبتوا للحصول على الأدوية طويلة المفعول مع الحد الأدنى من سمية والحساسية. الآن العلماء حل المشاكل المرتبطة التحويل البيولوجي الكتلة والطاقة، وذلك باستخدام نهج الميكروبيولوجية. وفي الوقت نفسه، مساهمة كبيرة في العمل لجعل التكنولوجيا والانزيمات يجمد. آفاق التنمية والعلماء واسعة بما فيه الكفاية. لذلك، في المستقبل أحد الأدوار الرئيسية في عملية السيطرة على البيئة يجب أن تنتمي إلى أنواع جديدة من التحليل. على وجه الخصوص، مسألة إضاءة الحيوية، و المناعية الانزيم. أهمية خاصة هي النهج المتقدمة في تجهيز المواد الأولية lignocellulosic. الإنزيمات ثبتوا يمكن استخدام مكبرات الصوت من الإشارات الضعيفة. قد يكون موقع نشط تحت تأثير وسائل الإعلام، والتي هي تحت صوتنة، إجهاد أو تتعرض لتحولات المواد الكيميائية النباتية.