enzimas imobilizadas e a sua utilização

O conceito das enzimas imobilizadas surgiu durante a segunda metade do século 20. Enquanto isso, em 1916, verificou-se que adsorvido em sacarose carbono retido actividade catalítica. Em 1953, D. N. e Shleyt Grubhofer realizada a pepsina primeira ligação, a amilase, a carboxipeptidase e RNase a um veículo insolúvel. O conceito da enzima imobilizada foi legalizado em 1971. Foi a primeira conferência sobre engenharia enzimática. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. No presente, o conceito da enzima imobilizada num sentido mais amplo do que era no final do século 20. Consideramos esta categoria com mais detalhes.

visão global

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. E mmobilizovannye enzimas – compostos que são artificialmente ligados com o suporte insolúvel. Ao mesmo tempo que mantêm as suas propriedades catalíticas. Actualmente, este processo é considerado em dois aspectos – dentro das limitações de liberdade parcial e completa de movimento de moléculas de proteína.

dignidade

. Os cientistas descobriram alguns benefícios de enzimas imobilizadas. Na qualidade de catalisadores heterogéneos, eles podem ser facilmente separados a partir do meio de reacção. может быть многократным. Os estudos verificaram que a utilização de enzimas imobilizadas podem ser repetido. No processo de se ligar compostos de alterar as suas propriedades. Eles adquirem a especificidade de substrato, estabilidade. No entanto, sua atividade começa a depender das condições ambientais. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. enzimas imobilizadas são duráveis e elevado grau de estabilidade. É mais do que, por exemplo, a da enzima livre em milhares, dezenas de milhares de vezes. Tudo isso proporciona uma elevada eficiência, a competitividade e a rentabilidade da tecnologia, na qual são imobilizadas as enzimas.

portadores

J .. Porath identificado propriedades fundamentais dos materiais ideais para ser utilizado para a imobilização. Os transportadores devem ter:

1. Insolubilidade.
2. estabilidade biológica e química alta.
3. Capacidade de activação rápida. Os transportadores devem mover-se facilmente numa espécie reactiva.
4. Grande hidrofílico.
5. A permeabilidade necessária. Seu indicador deve ser igualmente aceitável para enzimas e coenzimas, produtos de reacção e substratos.

Atualmente, não há nenhum material que possa cumprir integralmente a esses requisitos. No entanto, na prática, utilizados veículos que são adequados para a imobilização de enzimas em uma determinada categoria de circunstâncias específicas.

classificação

, разделяются на неорганические и органические. Dependendo da natureza do seu material, em comunicação com o qual os compostos são convertidas em enzimas imobilizadas são divididos em inorgânico e orgânico. A ligação de diversos compostos é levada a cabo com agentes de suporte poliméricas. Estes materiais orgânicos são divididos em duas classes: natural e sintética. Em cada um deles, por sua vez, alocar grupos, dependendo da estrutura. veículos inorgânicos são representados principalmente por materiais de vidro, cerâmica, argila, sílica, negro de carbono de grafite. Ao trabalhar com materiais populares métodos de química seca. enzimas imobilizadas são obtidas por revestimento de uma película de suporte de óxido de titânio, a alumina, o zircónio, o háfnio ou o processamento de polímeros orgânicos. Uma vantagem importante dos materiais é a facilidade de regeneração.

transportadores proteicos

Os mais populares de lipídios, polissacarídeos e proteínas materiais. Entre o último é o de proporcionar polímeros estruturais. Estes incluem principalmente colagénio, fibrina, queratina, e gelatina. Tais proteínas são comuns no ambiente. Eles estão disponíveis e econômico. Além disso, eles têm um grande número de grupos funcionais para a ligação. Proteínas diferem biodegradabilidade. . Isso permite que você estender o uso de enzimas imobilizadas em medicina. Enquanto isso, ele tem proteína e propriedades negativas. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. As desvantagens da utilização de enzimas imobilizadas em transportadores de proteína é a elevada imunogenicidade do passado, bem como a possibilidade de aplicar na sua reacção apenas determinados grupos.

polissacarídeos aminosaharidy

Estes materiais são mais frequentemente utilizados quitina, dextrano, celulose, agarose e os seus derivados. Para polissacáridos foram mais resistentes às reacções de cadeias lineares epicloridrina reticulado transversais. A estrutura de malha de vários grupos iónicos são introduzidos bastante livremente. A quitina é acumulado em grandes quantidades como um produto residual no processamento industrial de camarões caranguejos e. Este material difere quimicamente resistente e tem uma estrutura de poros bem definido.

polímeros sintéticos

Este grupo tem uma grande diversidade de materiais e disponibilidade. Ele inclui os polímeros à base de ácido acrílico, estireno, álcool de polivinilo, poliuretano e polímeros de poliamida. A maioria deles tem resistência mecânica diferente. Durante a conversão eles proporcionam a possibilidade de variar o tamanho dos poros ao longo de uma vasta gama, a introdução de vários grupos funcionais.

Métodos de ligação

Atualmente, existem duas variantes fundamentalmente distintas imobilização. A primeira é a preparação de compostos sem ligações covalentes com o suporte. Este método é física. Outra forma de realizao envolve a ocorrência de ligação covalente com o material. Este método químico.

absorção

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Com ele enzimas imobilizados obtidos por retenção do fármaco na superfície do transportador, devido à sua dispersão, hidrofóbicas, interacções electrostáticas e ligações de hidrogénio. Adsorção é a primeira maneira de limitar a mobilidade dos elementos. No entanto, atualmente essa opção não perdeu sua relevância. Além disso, a adsorção é considerado como o método mais comum de imobilização na indústria.

especialmente a forma

A literatura científica descreve mais de 70 enzimas derivadas método de adsorção. Como veículos realizados vantajosamente, vidro poroso, várias argilas, polissacáridos, alumina, polímeros sintéticos, titânio e de outros metais. Neste caso, estes últimos são utilizados mais frequentemente. A eficácia de adsorção do fármaco no material de suporte é determinado pela porosidade e superfície específica.

mecanismo de acção

Adsorção de enzima para os materiais insolúveis é simples. É conseguida por contacto com uma solução aquosa do veículo para fármacos. Pode demorar um modo estático ou dinâmico. A solução de enzima é misturada com a lama fresca, por exemplo, hidróxido de titânio. Então, sob condições suaves, o composto é seco. A actividade da enzima é mantida quando tal imobilização são quase 100%. Quando esta atinge uma concentração específica de 64 mg por grama de veículo.

aspectos negativos

As desvantagens incluem a baixa força de adsorção da enzima e a ligação do transportador. No processo de mudança de condições de reacção podem ser elementos perda marcada, a contaminação de produtos, dessorção da proteína. Para aumentar a resistência dos suportes de ligação tenha sido modificado. Especificamente, os materiais tratados com iões de metais, polímeros, e outros compostos hidrofóbicos com agentes polifuncionais. Em alguns casos, a droga em si está sujeito a modificações. Mas muitas vezes, isso leva a uma diminuição da sua actividade.

A inclusão no gel

Esta opção é bastante comum devido à sua singularidade e simplicidade. Este método é adequado não só para os elementos individuais, mas também para os complexos de multiehnzimnyh. A inclusão no gel pode ser realizada por dois métodos. No primeiro caso, a droga é combinada com uma solução aquosa de monómero, e, em seguida, realizar a polimerização. Isto resulta na estrutura espacial do gel contendo as moléculas de enzima nas células. No segundo caso, o medicamento é introduzido no polímero acabado. Ele foi, em seguida, convertida num estado de gel.

A introdução das estruturas translúcidas

A essência deste método consiste em imobilizar a solução de enzima aquosa separada do substrato. Ele usa uma membrana semi-permeável. Ele passa componentes de baixo peso molecular de co-factores e substratos e mantém as moléculas enzimáticas grandes.

microencapsulação

Existem várias opções para a introdução na estrutura translúcida. O mais interessante destes são microencapsulação de proteínas e inclusão em lipossomas. A primeira opção foi proposto em 1964, por T. Chang. Ele consiste em que a solução de enzima é introduzida dentro de uma cápsula fechada cujas paredes são feitas de um polímero semi-permeável. A aparência da superfície da membrana causada por reacção dos compostos de policondensação interfacial. Um deles é dissolvido na orgânico e o outro -, na fase aquosa. Como um exemplo pode ser mencionada a formação de uma microcápsula obtida por policondensação de haleto ácido sebácico a-lhe (fase orgânica) e 1,6-hexametilenodiamina (respectivamente, a fase aquosa). A espessura da membrana é calculado em centésimos de micrómetros. O valor das cápsulas – centenas ou dezenas de micrômetros.

Inclusão em lipossomas

Este método de imobilização está próximo de microencapsulação. Os lipossomas são apresentados em sistemas de bicamadas lipídicas lamelares ou esféricas. Este método foi utilizado pela primeira vez em 1970 F. Para a separação dos lipossomas a partir da solução de lípido é realizado a evaporação do solvente orgânico. O filme fino que permanece é disperso numa solução aquosa, em que a enzima está presente. Durante este processo, a auto-montagem de estruturas de bicamada lipídica. . Bastante popular nos enzimas imobilizadas em medicina. Isto é devido ao facto de que a maioria das moléculas é localizada na matriz de lípido de membranas biológicas. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Incluído em lipossomas enzimas imobilizadas são importantes no material medicina pesquisa, permitindo estudar e descrever padrões de processos de vida.

A formação de novas ligações

Imobilização através da formação de novas cadeias covalentes e entre as enzimas nativas é considerado pela maioria dos biocatalisadores produção em massa para uso industrial. Ao contrário de formas físicas, esta opção proporciona uma ligação irreversível e forte da molécula e material. Sua educação é muitas vezes acompanhado por uma estabilização da droga. No entanto, a localização da enzima a 1 minuto ligação covalente relativamente ao suporte cria certas dificuldades na realização do processo catalítico. Molécula é separado do material pelo inserto. Como muitas vezes actuar como agentes poli- e difuncionais. Eles, em particular, são de hidrazina, brometo de cianogénio, dialgedrid glutaraldeído, cloreto de sulfurilo e assim por diante. Por exemplo, para derivar enzima galactosiltransferase dos meios de comunicação e a seguinte sequência inserida _{-CH2-NH- (CH2) 5-CO-.} Em tal situação está presente na estrutura do inserto, e a molécula portadora. Todos eles estão ligados por ligações covalentes. De importância fundamental é a necessidade de se introduzir grupos funcionais na reacção, não é essencial para a função catalítica do elemento. Assim, geralmente, as glicoproteínas estão associadas com a proteína transportadora não é superior a, e através da porção de hidrato de carbono. O resultado é uma mais estáveis e activas enzimas imobilizadas.

células

Os métodos descritos acima são considerados universal para todos os tipos de biocatalisadores. Estes incluem, inter alia, incluem células, estruturas subcelulares, imobilização que se torna recentemente generalizada. Isto é devido ao seguinte. Quando a imobilização de células não é necessário isolar e purificar as preparações de enzimas para implementar cofactores na reacção. Como resultado, torna-se possível obter sistemas que executam processos de multi-etapa que ocorrem continuamente.

A utilização de enzimas imobilizadas

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Em medicina veterinária, indústria e outras indústrias são preparações domésticas bastante popular obtidos pelos métodos acima. abordagens práticas empobrecido fornecer uma solução para os problemas da implementação da entrega dirigida de drogas no corpo. enzimas imobilizadas são autorizados a receber uma droga de acção prolongada com uma toxicidade mínima e alergenicidade. Agora os cientistas resolver os problemas associados com a bioconversão de massa e energia, utilizando abordagens microbiológicos. Enquanto isso, uma contribuição significativa para o trabalho de tornar a tecnologia e enzimas imobilizadas. perspectivas de desenvolvimento são cientistas suficientes largos. Assim, no futuro, um dos papéis principais no processo de controle sobre o ambiente deve pertencer aos novos tipos de análise. Em particular, a questão de bioluminescente, e imunoensaio enzima. De particular importância são as abordagens avançadas no processamento de matérias-primas lignocelulósicas. enzimas imobilizadas podem ser utilizadas como amplificadores de sinais fracos. local activo pode estar sob a influência dos meios de comunicação, o qual está sob ultra-sons, o stress mecânico ou expostos a fitoquímicos transformações.