‘壹’ 酶的固定化方法有哪些
一、包埋法
定义:将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中,使其固定化的方法。
分类:根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法(网格型包埋法)、半透膜包埋法(微囊型包埋法)。
1、凝胶包埋法:应用最广泛的固定化方法。
定义:以各种多孔凝胶为载体,将酶、细胞或原生质体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。
载体:琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
注意事项:凝胶的孔径应控制在小于酶分子直径的范围内;不适于那些底物或产物分子很大的酶类的固定化。
2、半透膜包埋法
定义:将酶或细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内,制成固定化酶或固定化细胞。
载体:聚酰胺膜、火棉胶膜等。 适用:底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。
方法:将酶液滴分散在与水互不相溶的有机溶剂中,在酶液滴表面形成半透膜,将酶包埋在微胶囊中。
二、结合法
定义:选择适宜的载体,使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。
分类:根据酶与载体结合的化学键不同分为离子键结合法、共价键结合法。
1、离子键结合法
定义:通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。
载体:某些不溶于水的离子交换剂,如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶。
方法:一定条件下,酶与载体混合搅拌几小时,或是将酶液缓缓流过处理好的离子交换柱。
特点:结合力较弱,在pH、离子强度等条件改变时,酶容易脱落。
使用注意:pH、离子强度、温度等的控制。
2、共价键结合法
定义:通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。
常用载体:纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等
可以形成共价键的基团:氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。
特点:结合牢固、酶不会脱落、可连续使用较长时间;载体活化的操作复杂;共价结合可能影响酶的空间结构,从而影响酶的催化活性。
‘贰’ 固定化酶一般采用什么方法
固定化酶(immobilized enzyme),酶本身还是溶于水的,只是是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在其中,使得酶在水中溶性凝胶或半透膜的微囊体从而导致流动性降低.酶固定化后一般稳定性增加,易从反应系统中分离,且易于控制,能反复多次使用.便于运输和贮存,有利于自动化生产,但是活性降低,使用范围减小,技术还有发展空间.固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术,在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景.
具体方法
吸附法
利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法.通常有物理吸附法和离子吸附法.
常用吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等.
采用吸附法固定酶,其操作简便、条件温和,不会引起酶变性或失活,且载体廉价易得,可反复使用.
载体结合法
最常用的是共价结合法,即酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接.在温和的条件下能偶联的蛋白质基团包括:氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基.参加和载体共价结合的基团,不能是酶表现活力所必需的基团.以中国首先采用的双功能团试剂“对位-β-硫酸酯乙砜基苯胺”偶联载体和酶为例,载体结合的步骤如下页反应式.
此法曾先后用于3′-核糖核酸酶、5′-磷酸二酯酶和葡萄糖淀粉酶等的固定化.此外酶通过物理吸附或离子吸附于载体制备固定化酶也是常用的方法.
交联法
依靠双功能团试剂使酶分子之间发生交联凝集成网状结构,使之不溶于水从而形成固定化酶.常采用的双功能团试剂有戊二醛、顺丁烯二酸酐等.酶蛋白的游离氨基、酚基、咪唑基及巯基均可参与交联反应.
包埋法
酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种.包埋法制备固定化酶除包埋水溶性酶外还常包埋细胞,制成固定化细胞,例如可用明胶及戊二醛包埋具有青霉素酰化酶活力的菌体,可连续水解帤基青霉素,工业生产6-氨基青霉烷酸.
酶经过固定化后,比较能耐受温度及pH的变化,最适pH往往稍有移位,对底物专一性没有任何改变,实际使用效率提高几十倍(如5′-磷酸二酯酶的工业应用)甚至几百倍(如青霉素酰化酶的工业应用).
‘叁’ 什么是固定化酶有何优点
所谓固定化酶,是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的,而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理,使之成为不溶于水的,但仍具有酶活性的状态。
酶固定化后一般稳定性增加,易从反应系统中分离,且易于控制,能反复多次使用。便于运输和贮存,有利于自动化生产,但是活性降低,使用范围减小,技术还有发展空间。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术,在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。
(3)酶的固定技术叫什么扩展阅读:
固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。
物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。
化学法包括结合法、交联法。结合法又分为离子结合法和共价结合法。是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。