آنزیم بی حرکت و استفاده از آنها

مفهوم آنزیم بی حرکت در نیمه دوم قرن 20 به وجود آمد. همین حال، در سال 1916، مشخص شد که جذب در ساکارز کربن حفظ فعالیت کاتالیزی. در سال 1953، D. و N. Shleyt Grubhofer پپسین اول اتصال، آمیلاز، به carboxypeptidase و گروه RNase به یک ناو نامحلول انجام شده است. مفهوم آنزیم در سال 1971. قانونی شد این اولین کنفرانس مهندسی آنزیم بود. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. در حال حاضر، مفهوم آنزیم در یک مفهوم گسترده تر از آن در اواخر قرن 20 بود. ما این دسته در با جزئیات بیشتر در نظر بگیرید.

نمای کلی

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. و mmobilizovannye آنزیم - آلیاژهای که به طور مصنوعی با حامل نامحلول مرتبط است. در همان زمان آنها ویژگیهای کاتالیزوری خود را حفظ کنید. در حال حاضر، این پروسه در دو جنبه در نظر گرفته - در درون محدودیت آزادی جزئی و حرکت مولکول پروتئین است.

وقار

. دانشمندان برخی از مزایای آنزیم بی حرکت پیدا کرده اند. اقدام به عنوان کاتالیزور ناهمگن، آنها به راحتی می توانید از محیط واکنش هم جدا شوند. может быть многократным. مطالعات نشان داده است که استفاده از آنزیم بی حرکت می تواند تکرار شود. در این روند از اتصال ترکیبات خواص آنها را تغییر دهید. آنها به دست آوردن بستر ویژگی، ثبات. با این حال، و فعالیت آنها را شروع به بستگی دارد به شرایط محیطی. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. آنزیم بی حرکت هستند درجه با دوام بالا و ثبات. این است که بیش، برای مثال، که از آنزیم رایگان در هزار، ده ها هزار بار. همه این راندمان بالا، رقابت و سودآوری فن آوری، که در آن آنزیم وجود دارد بی حرکت فراهم می کند.

حمل

J .. Porath شناسایی خواص کلیدی از مواد ایده آل برای برای بیحرکتی استفاده می شود. حامل باید:

1. ماندگاری.
2. بیولوژیکی و شیمیایی پایداری بالا.
3. ظرفیت برای فعال سازی سریع. حامل باید به راحتی به یک گونه واکنشی است.
4. آبدوست بزرگ است.
5. نفوذپذیری مورد نیاز است. شاخص آن باید به همان اندازه برای آنزیم ها و کوآنزیم، محصولات واکنش و بسترهای قابل قبول باشد.

در حال حاضر هیچ ماده ای است که به طور کامل با این شرایط انطباق دارند. با این حال، در عمل، حامل است که مناسب برای بیحرکتی آنزیم ها در یک دسته خاص از شرایط خاص استفاده می شود.

طبقه بندی

, разделяются на неорганические и органические. بسته به ماهیت از مواد آن، در ارتباط با که ترکیبات به آنزیم بی حرکت تبدیل به غیر آلی و آلی تقسیم شده است. اتصال بسیاری از ترکیبات است که با حامل پلیمری انجام شده است. این مواد آلی به دو دسته تقسیم می شوند: طبیعی و مصنوعی. در هر یک از آنها، به نوبه خود، گروه بسته به ساختار اختصاص دهند. حمل معدنی عمدتا توسط مواد شیشه ای، سرامیک، خاک رس، سیلیس، گرافیت کربن سیاه و سفید ارائه شده است. هنگام کار کردن با مواد محبوب روش شیمی خشک است. آنزیم بی حرکت توسط پوشش یک فیلم حامل به دست آمده از اکسید تیتانیوم، آلومینا، زیرکونیوم، هافنیم و یا پردازش پلیمرهای آلی. یک مزیت مهم از مواد سهولت بازسازی است.

حامل پروتئین

محبوب ترین چربی، پروتئین پلی ساکارید و مواد. در دسته اخیر این است که برای پلیمرهای ساختاری است. این در درجه اول شامل کلاژن، فیبرین، کراتین، و ژلاتین. این پروتئین ها در محیط گسترده است. آنها در دسترس و مقرون به صرفه می باشد. علاوه بر این، آنها تعداد زیادی از گروه های عاملی برای ایجاد ارتباط. پروتئین ها متفاوت زیست تخریب پذیری. . این اجازه می دهد تا شما را به گسترش و استفاده از آنزیم بی حرکت در پزشکی است. در همین حال، آن را تا پروتئین و خواص منفی است. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. معایب استفاده از آنزیم بی حرکت به حامل پروتئین ایمنی زایی بالا از گذشته، و همچنین این فرصت را به پیاده سازی آن در تنها واکنش گروه های خاصی است.

پلی ساکاریدها aminosaharidy

این مواد اغلب استفاده می شود کیتین، دکستران، سلولز، آگارز و مشتقات آن. برای پلی ساکارید به واکنش های زنجیره ای خطی متقابل اپی کلرو هیدرین شبکه ای مقاوم تر بودند. ساختار مش از گروه های مختلف یونی کاملا آزادانه معرفی شده است. کیتین است در مقادیر زیاد به عنوان یک محصول زائد در پردازش صنعتی میگو و خرچنگ انباشته شده است. این مواد شیمیایی مقاوم در برابر متفاوت است و دارای یک ساختار منافذ به خوبی تعریف شده.

پلیمرهای مصنوعی

این گروه دارای تنوع زیادی از مواد و در دسترس. این شامل پلیمرهای بر اساس اکریلیک اسید، استایرن، پلی وینیل الکل، پلی اورتان و پلیمرهای پلی آمید. بسیاری از آنها دارای مقاومت مکانیکی متفاوت است. در هنگام تبدیل آنها امکان مختلف اندازه منافذ بیش از یک طیف گسترده ای، معرفی گروه های مختلف کاربردی فراهم می کند.

روش اتصال

در حال حاضر، دو نوع اساسا، بیحرکتی است. اولین تهیه ترکیبات بدون پیوندهای کووالانسی با حامل است. این روش فیزیکی است. تجسم یکی دیگر شامل وقوع پیوند کووالانسی با مواد. این روش شیمیایی.

جذب سطحی

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. با آن آنزیم به دست آمده توسط احتباس از مواد مخدر در سطح حامل با توجه به پراکندگی، آبگریز، اثرات متقابل الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی حرکت. جذب اولین راه محدود کردن تحرک عناصر است. با این حال، در حال حاضر این گزینه ارتباط خود را از دست داده است. علاوه بر این، جذب نظر گرفته می شود رایج ترین روش از بیحرکتی در صنعت است.

به خصوص راه

ادبیات علمی توصیف بیش از 70 آنزیم مشتق شده روش جذب. به عنوان حامل سودمندانه انجام، شیشه متخلخل خاک رس های مختلف، پلی ساکاریدها، آلومینا، پلیمر مصنوعی، تیتانیم و سایر فلزات. در این مورد، دومی اغلب استفاده می شود. اثربخشی جذب این دارو بر روی مواد حامل توسط تخلخل و سطح مخصوص تعیین می شود.

مکانیسم عمل

جذب سطحی از آنزیم ها به مواد نامحلول ساده است. این است که توسط تماس با یک محلول آبی از حامل دارو به دست آورد. این می تواند یک راه استاتیک و یا پویا است. راه حل آنزیم با لجن تازه مخلوط، برای مثال، هیدروکسید تیتانیوم. سپس، تحت شرایط خفیف، ترکیب خشک شده است. فعالیت آنزیم حفظ شده است زمانی که چنین بیحرکتی تقریبا 100٪. وقتی این غلظت خاص از 64 میلی گرم در هر گرم از حامل می رسد.

جنبه های منفی

معایب عبارتند قدرت جذب کم از اتصال آنزیم و حامل. در فرایند تغییر شرایط واکنش می تواند عناصر از دست دادن مشخص شده، آلودگی محصولات، دفع از پروتئین است. برای افزایش قدرت از حمایت اتصال اصلاح شده است. به طور خاص، مصالح با یونهای فلزی، پلیمرها و دیگر ترکیبات آبگریز با عوامل polyfunctional درمان می شود. در برخی موارد، خود دارو به اصلاح قرار گیرد. اما کافی نیست و این منجر به کاهش در فعالیت های آن است.

ورود در ژل

این گزینه منحصر به فرد با توجه به و سادگی آن کاملا معمول است. این روش مناسب نه تنها برای عناصر منحصر به فرد، بلکه برای مجتمع multiehnzimnyh است. گنجاندن در ژل ممکن است به دو روش انجام می شود. در مورد اول، این دارو با یک راه حل مونومر آبی ترکیب شود، و پس از آن انجام پلیمریزاسیون. این نتایج در ساختار فضایی از ژل حاوی مولکول آنزیم در سلول است. در مورد دوم، این دارو را به پلیمر به پایان رسید معرفی شده است. سپس آن را به یک حالت ژل تبدیل شد.

معرفی ساختارهای شفاف

جوهر از این روش شامل مچ راه حل جدا آنزیم های آب از بستر. با استفاده از یک غشاء نیمه تراوا. عبور از آن قطعات با وزن مولکولی کم از عنوان کوفاکتور و بسترهای و دارای مولکول آنزیم بزرگ است.

میکروانکپسولاسیون

چندین گزینه برای معرفی در ساختار شفاف وجود دارد. جالب ترین از این میکروانکپسولاسیون پروتئین و گنجاندن در لیپوزوم. اولین گزینه در سال 1964 توسط T. چانگ پیشنهاد شد. این شامل در آن محلول آنزیم است را به یک کپسول بسته که دیوارها از یک پلیمر نیمه تراوا ساخته شده معرفی شده است. ظاهر سطح غشا ناشی از واکنش ترکیبات از بسپارش سطحی. یکی از آنها در آلی و دیگر حل شده - در فاز آبی. به عنوان مثال ممکن است به ذکر تشکیل یک میکروکپسول به دست آمده توسط بسپارش هالید اسید سبکیک به شما (فاز آلی) و 1،6-هگزا متیلن دی آمین (به ترتیب، فاز آبی). ضخامت غشاء است در صدم یک میکرومتر محاسبه می شود. ارزش کپسول - صدها یا ده میکرومتر.

ورود به لیپوزوم

این روش بی حرکتی نزدیک به میکروانکپسولاسیون است. لیپوزوم در چربی سیستم دو لایه ای از نقاشی های یا کروی است. این روش اولین بار در سال 1970 اف برای جدایی از لیپوزومها از محلول چربی مورد استفاده قرار گرفت انجام شده است تبخیر حلال های آلی. فیلم نازک باقی مانده است در یک محلول آبی، که در آن آنزیم موجود است پراکنده. در طی این فرایند، خود مونتاژ سازه دو لایه ای چربی. . بسیار محبوب این آنزیم بی حرکت در پزشکی است. این است با توجه به این واقعیت است که بسیاری از مولکولهای در ماتریس چربی غشاهای زیستی ترجمه شده است. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. از جمله در لیپوزوم آنزیم بی حرکت در مواد تحقیقات طب مهم هستند، اجازه می دهد مطالعه و توصیف الگوهای فرایندهای زندگی است.

تشکیل ارتباطات جدید

بیحرکتی را با تشکیل زنجیره کووالانسی جدید و بین آنزیم های بومی است که توسط بسیاری کاتالیزورهای حیاتی تولید انبوه برای استفاده های صنعتی در نظر گرفته. بر خلاف روش های فیزیکی، این گزینه را غیر قابل برگشت یک پیوند قوی و مولکول و مواد فراهم می کند. آموزش و پرورش او است که اغلب توسط یک ثبات از مواد مخدر همراه است. با این حال، محل آنزیم در پیوند کووالانسی 1 دقیقه نسبت به حامل برخی از مشکلات در انجام فرآیند کاتالیزوری ایجاد میکند. مولکول از ماده های درج جدا شده است. همانطور که اغلب عوامل پلی و difunctional عمل می کنند. آنها، به طور خاص، هیدرازین، سیانوژن برمید، dialgedrid گلوتارآلدئید، سولفوریل کلرید و غیره. به عنوان مثال، برای استخراج آنزیم galactosyltransferase از رسانه ها و رشته های زیر قرار داده شده -CH ₂ -NH- (CH _{2) 5} -CO-. در چنین وضعیتی در حال حاضر در ساختار درج، و مولکول حامل است. همه از آنها پیوند کووالانسی متصل می شود. از اهمیت اساسی نیاز به معرفی گروه های عاملی در واکنش است، برای تابع کاتالیزوری از عنصر ضروری نیست. بنابراین، معمولا، گلیکوپروتئین به پروتئین حامل متصل نشده است، و از طریق نصفه کربوهیدرات. نتیجه یک با ثبات تر و آنزیم فعال بی حرکت است.

سلول

روش بالا توضیح در نظر گرفته شود جهانی برای تمام انواع از کاتالیزورهای حیاتی. این خدمات عبارتند از، از جمله، شامل سلول، سازه جایگاه درون سلولی، بیحرکتی که به تازگی گسترده می شود. این به خاطر موارد زیر است. هنگامی که بیحرکتی از سلول است که لازم نیست برای منزوی کردن و پاک کردن آماده سازی آنزیم است که به اجرای عامل کمکی در واکنش. در نتیجه، آن را ممکن است به دست آوردن سیستم هایی که انجام فرایندهای چند مرحله اتفاق می افتد به طور مداوم.

استفاده از آنزیم بی حرکت

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. در دامپزشکی، صنعت و سایر صنایع آماده سازی خانگی بسیار محبوب به دست آمده توسط روش های فوق می باشد. روش عمل تخلیه یک راه حل به مشکلات اجرای تحویل هدفمند دارو در بدن است. آنزیم بی حرکت مجاز به دریافت یک داروهای طولانی اثر با حداقل سمیت و حساسیتزایی. در حال حاضر دانشمندان حل مشکلات مرتبط با تبدیل زیستی ماده و انرژی، با استفاده از روش های میکروبیولوژیکی. در همین حال، سهم قابل توجهی به کار گیری تکنولوژی و آنزیم بی حرکت. توسعه چشم انداز دانشمندان به اندازه کافی گسترده است. بنابراین، در آینده یکی از نقش های کلیدی در روند کنترل بر محیط زیست باید به نوع جدیدی از تجزیه و تحلیل تعلق دارند. به طور خاص، درخواست از درخشنده، و روش ELISA. از اهمیت ویژه رویکردهای پیشرفته در پردازش مواد خام لیگنوسلولزی هستند. آنزیم بی حرکت می تواند به عنوان تقویت کننده سیگنال ضعیف استفاده می شود. سایت فعال ممکن است تحت تاثیر رسانه ها، که تحت فراصوت، تنش های مکانیکی و یا در معرض مواد شیمیایی گیاهی تحولات باشد.