Пути иммобилизации ферментов и целых клеток

1. Адсорбция на нерастворимом носителе(на окиси алюминия, угле, смолах,
карбоксиметилцеллюлозе и др.)

Адсорбция имеет недостаток, так как связи (в основном ионные) могут быть недостаточно прочными и разрушаться под воздействием рН и других факторов, при этом биообъект снимается с носителя. В производстве используется редко.

2. Адсорбция на аффинном носителе (избирательная сорбция к определенной группе веществ)

3. Ковалентное связывание. Носитель активируют, например ПААГ активируют бромцианом или глутаровым альдегидом. Носитель не должен быть токсичным для биообъекта.

Максимальная нагрузка носителя - это максимальное количество фермента, которое может быть иммобилизовано на определенном количестве носителя. Чем она больше, тем лучше.

4. Включение биообъекта в носитель или инкапсулирование

Биообъект включается в ячейки геля, субстрат проникает в ячейки, а

целевой продукт свободно выходит. Сложности, возникающие при

инкапсулировании.

Если биообъект - изолированный очищенный фермент, то для его

включения в гель ячейки не должны быть слишком большими. Но, если

ячейки слишком маленькие, то затруднен контакт с субстратом и

необходимо подбирать условия, чтобы субстрат свободно проникал и

свободно уходил целевой продукт. Если биообъект - клетки, то ячейки

должны быть достаточно большими. Необходим достаточный доступ к

клеткам кислорода и отведения углекислого газа.

Связь с гелем не очень прочная и биообъект может вымываться.

Иммобилизация биообъекта

Биообъект	Технологическая операция
1.Очищенный фермент	Катализирует отдельную реакцию, одноступенчатая трансформация, биоконверсия.
2. Фермент сохраняется в клетке с коферментом	Отдельная реакция
3. Фермент в пермеабилизированной клетке (в клетке, у которой повышена проницаемость	Отдельная реакция
4. Интактная клетка с полной функциональной активностью (клетка-продуцент)	Цепь реакций - полный биосинтез целевого продукта
5. Система, открытая для усложнения, клетка-фермент + и т.д.	Биосинтез продукта и его трансформация в одном биореакторе.

Иммобилизация пенициллацилазы:

1. Россия (пенициллиназа включается в ППАГ

США (внеклеточная очищенная пенициллинацилаза сорбируется на бентоните) Швеция, фирма Astro пенициллиназа ковалентно связана с полисахаридами.

2. Получение полусинтетических цефалоспоринов (цефалотин, цефазолин и др.) из 7-аминоцефалоспориновой кислоты.

3. Используется для трансформации стероидов (например гидрокортизон в преднизолон).

4. Иммобилизованные клетки используются в биофильтрах для очистки сточных вод.

5. Иммобилизованные ферменты используются для приготовления так называемых ферментных электродов - биологические тесты.

6. В научных исследованиях представляет большой интерес применение метода иммобилизации вместе с методом клеточной инженерии.

Иммобилизация животных и растительных клеток

Растительные и животные клетки более крупные, они более требовательны и капризны.

1. растительные клетки можно иммобилизировать (есть жесткая клеточная стенка), но необходимо производить аэрацию и поддерживать стерильность.

2. Животные клетки иммобилизировать трудно (они не имеют жесткой клеточной стенки, есть только цитоплазматическая мембрана). Иммобилизуют путем мягкой иммобилизации - гликопротеиды сыворотки крови и белковые факторы свертывания позволяют связывать клетки с носителем (гликохолестерол). Иммобилизованные ферментные клетки применяются в иммуноферментном анализе.

Дата добавления: 2014-01-20