МЕТОДЫ ИММОБИЛИЗАЦИИ Лекция 4

МЕТОДЫ
ИММОБИЛИЗАЦИИ
Лекция 4
План лекции
1. Ковалентное связывание биокатализатора с
поверхностью носителя.
2. Ковалентная поперечная сшивка.
3. Иммобилизация металлохелатным способом.
4. Сравнительная характеристика разных
способов иммобилизации (адсорбция,
ковалентное связывание, включение в гели, на
основе мембранной технологии).
Химические методы
иммобилизации
ПРЕИМУЩЕСТВА:
1. Обеспечение высокой прочности связи объекта с
носителем.
При достаточно широком варьировании условий (рН,
температура и т.д.) фермент, клетка не десорбируется с
носителя и не загрязняет целевых продуктов.
2. Благодаря химическим методам многоточечного
ковалентного закрепления белковой структуры удается
достигнуть наибольших эффектов стабилизации
ферментов.
Ковалентное связывание с
поверхностью носителя
Включает создание конструкций из трех
элементов:
1) собственно молекула биокатализатора,
2) носитель,
3) сшивающий би- или полифункциональный
глутаровый
реагент (сшивка, вставка, спейсер)
альдегид,
бромциан и др.
Реже конструкция состоит из двух элементов:
биокатализатор и носитель
Методы химической иммобилизации классифицируют в
зависимости от природы реакционной группы носителя,
вступающей во взаимодействие с молекулой фермента
Ковалентная поперечная сшивка
Суть метода: при введении в раствор фермента
бифункционального сшивающего агента отдельные
молекулы фермента сшиваются друг с другом и
образуют агрегаты сетчатой структуры, в которой
узлами служат сами молекулы фермента
Получают нерастворимые агрегаты ферментов –
более эффективные гетерогенные катализаторы
Cшивающие агенты:
•глутаровый альдегид ,
•диизоцианат,
•хлорпроизводные триазина
Сшивка ферментов преимущественно
осуществляется за счет аминогрупп
Метод отличается простотой реализации и
позволяет производить сшивку различных по
структуре ферментов, а также ферментов с
целыми клетками
Иммобилизация металлохелатным
способом
Носители: гидроксиды переходных
металлов (титан, цирконий) в комплексе с
полисахаридами (целлюлоза)
Суть метода: лиганды, входящие в
состав биокатализатора,
взаимодействуют с
гидроксильными группами на
поверхности гидроксида с
образованием хелатов
(связывание аналогично
ковалентному)
Сферы применения разных типов
иммобилизации
Химические методы
иммобилизации
Занимают доминирующее
положение в лабораторной
практике
Физические методы
иммобилизации
Успешно используются в
крупномасштабных
промышленных процессах
Примеры сочетания методов иммобилизации:
- адсорбция на носителе + инкапсулирование;
- включение в гель + адсорбция;
- адсорбция + поперечная сшивка
Ни один из методов иммобилизации не является
универсальным, и для каждого типа
биокатализаторов существуют свои
предпочтительные методы.
Чаще всего ферменты
иммобилизуют различными
адсорбционными методами
или методом поперечных
сшивок, лучшим методом для
иммобилизации целых клеток
является включение в
полимерные структуры