Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Иммобилизованные ферменты




Общая характеристика

Множественные молекулярные формы ферментов

Участие множественных молекулярных форм ферментов в регуляции метаболизма можно проиллюстрировать на примере синтеза аминокислот у бактерий. У Е. coli аспартаткиназная реакция предшествует синтезу трех аминокислот: треонина, лизина, метионина. Имеются три изоэнзима аспартаткина-зы (АК-1, АК-2 и АК-3), которые по принципу обратной связи ингибируются соответствующими аминокислотами. Вообще регуляция метаболизма изофер-ментами основана на различии их некоторых свойств, влияющих на скорости каталитического процесса

 

Различия свойств изоферментов, влияющих на скорости ферментных реакций

 

Свойства (параметры) Ферменты, функционирующие в виде множественных форм
Константа Михаэлиса Гексокиназа, пируваткиназа, глутаминаза, креатинкиназа
Аллостерические свойства Гексокиназа, пируваткиназа, аспартаткиназа
Субстрат и кофактор Альдолаза, изоцитратдегидрогеназа
Внутриклеточная локализация Аргиназа, малатдегидрогеназа
Влияние гормонов Пируваткиназа, гексокиназа

 

Известны случаи, когда два изоэнзима одного фермента катализируют разнонаправленную ферментативную реакцию. Например, один из изоэнзи-мов лактатдегидрогеназы катализирует реакцию образования лактата из пиру-вата, а другой — образование пирувата из лактата.

ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ

 

Ферменты в течение многих лет применяются в различных областях практической деятельности человека: в кожевенной, пищевой, текстильной, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также в медицине, сельском хозяйстве, химическом синтезе. Эффективность действия ферментов многократно выше по сравнению с химическими катализаторами, однако их промышленное применение затруднено из-за неустойчивости при хранении и температурных воздействиях. Кроме того, многократное применение ферментов практически невозможно в связи с технологическими трудностями их отделения от продуктов реакции.

 

Новые возможности открылись перед прикладной энзимологией в связи с созданием иммобилизованных ферментов. Термин иммобилизованные ферменты был впервые применен в 1971 г. на первой конференции по инженерной энзимологии в США и в настоящее время получил повсеместное распространение. Иммобилизация означает взаимодействие ферментов или их активных фрагментов с растворимыми или нерастворимыми носителями, в результате чего происходит ограничение движения ферментов в пространстве. Иммобилизованные ферменты имеют ряд преимуществ при использовании их в практических целях. Основными из них являются:

• значительное увеличение стабильности ферментов;

• возможность остановки реакции в любой момент времени;

• многократное использование биокатализатора;

• получение продукта реакции, не загрязненного ферментом;

• проведение непрерывного процесса, например, в проточных колоннах;

• целенаправленное изменение свойств фермента (оптимуму рН и температуры, специфичности и др.) для оптимизации каталитического процесса.

Для получения иммобилизованных ферментов используют многочисленные носители различной природы. Носители должны быть устойчивы к воздействию химических и биологических факторов, иметь высокую проницаемость для ферментов и субстратов, а также легко переходить в активированное состояние.

Органические полимерные носители разделяют на природные и синтетические. К природным носителям относятся полисахариды, белки и липиды. Наиболее часто для иммобилизации на основе полисахаридов используют агарозу, целлюлозу, декстран и их производные. Целлюлоза, представляющая собой поли-1,4-|3-0-глюкопироназил-В-глюкопиранозу, высоко гидрофильна, легко активируется и поэтому часто используется в качестве носителя.

Нередко для целей иммобилизации используют хитин, представляющий собой целлюлозу, в которой СН2ОН-группа заменена ацетамидным остатком. Из других носителей полисахаридной природы можно отметить декстран (поли- 1,6-а-о-глюкопиранозил-о-глюкопираноза), представляющий собой разветвленный полисахарид микробного происхождения. Гели на основе декст-рана, сшитые эпихлоргидрином, выпускаются под названием «сефадексы» и имеют самостоятельное значение в качестве носителей для выделения и очистки различных веществ.

Агароза (поли-(3-галактопиранозил-3,6-ангидро-а-Ь-галактопираноза) также часто используется в качестве носителя для иммобилизации.

Белки как носители представляют наибольший интерес для использования в медицине, однако необходимо учитывать высокую иммуногенность и быструю их деградацию при применении in vivo.

Наиболее часто для иммобилизации ферментов применяют фибриллярные белки, например кератин и коллаген.

К синтетическим полимерным носителям относятся полимеры на основе стирола, производные акриловой кислоты, а также полиамидные носители.

Ферменты находят разнообразное применение в различных отраслях промышленности, а также в медицине, например:

• в медицине — в качестве противовоспалительных, тромболитических и фибринолитических препаратов;

• в химии — в качестве катализаторов при проведении различных технологических процецсов;

• в фармации — при анализе лекарственных веществ белковой природы;

• в промышленности — в качестве активных компонентов стиральных и моющих средств, в дубильных процессах, в пищевых производствах, например при обработке мяса.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1138; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.018 сек.