nН2N(CH2)6NH2+nClC(O) (CH2)8C(O) Cl = (-NH(CH2)6NHC(O) (CH2)8C(O)-)n+2nHCl
К недостаткам метода следует отнести невозможность инкапсулированных ферментов осуществлять превращения высокомолекулярных субстратов.
Близким к инкапсулированию методом иммобилизации можно считать включение водных растворов ферментов в липосомы
, представляющие собой сферические или ламеллярные системы двойных липидных бислоев. Впервые данный способ был применен для иммобилизации ферментов Дж. Вайсманом и Дж. Сессом в 1970 г. Для получения липосом из растворов липида (чаще всего лецитина) упаривают органический растворитель. Оставшуюся тонкую пленку липидов диспергируют в водном растворе, содержащем фермент. В процессе диспергирования происходит самосборка бислойных липидных структур липосомы, содержащих включенный раствор фермента. Ферменты, иммобилизованные путем включения в структуру липосом, используют преимущественно в медицинских и научных целях, ибо значительная часть ферментов в клетке локализована в составе липидного матрикса биологических мембран.
Иммобилизация ферментов путем образования новых ковалентных связей
между ферментом и носителем – наиболее массовый способ получения промышленных биокатализаторов. В отличие от физических методов этот способ иммобилизации обеспечивает прочную и необратимую связь фермента с носителем и часто сопровождается стабилизацией молекулы энзима. Однако расположение фермента относительно носителя на расстоянии одной ковалентной связи создает стерические трудности в осуществлении каталитического процесса. Фермент отделяют от носителя с помощью вставки (сшивка, спейсер), в роли которой чаще всего выступают бифункциональные и полифункциональные агенты (бромциан, гидразин, сульфурилхлорид, глутаровый диальдегид и др.). Все методы химической иммобилизации классифицируют в зависимости от природы реакционной группы носителя, вступающей во взаимодействие с молекулой фермента.
1) Иммобилизация ферментов на носителях, обладающих гидроксогруппами.
Наиболее распространенным методом образования ковалентной связи между ферментом и полисахаридным носителем или синтетическим диольным соединением является бромциановый метод, который был предложен Р. Аксеном, Дж. Поратом и С. Эрнбаком в 1967 г. При обработке носителя бромцианом возникают реакционноспособные цианаты и имидокарбонаты, которые при взаимодействии с нуклеофильными аминогруппами фермента образуют производные изомочевины и уретанов.
Н
-OH+BrCN = H
-OCN+H2N-Ф=
H
-OC(NH) – NH-Ф
2) Иммобилизация ферментов на носителях, обладающих аминогруппами.
Первичные аминогруппы носителя, связанные с ароматическим кольцом, предварительно превращают в соли диазония, которые затем подвергают разнообразным реакциям сочетания. В реакции сочетания вступают фенольные, имидазольные, аминные, гуанидиновые, тиольные группы белков. Н
-N2++H2N-Ф
= H
-N=N-NH-Ф+
Н+
3) Иммобилизация на носителях, обладающих активированными производными карбоксильной группы.
Наиболее часто для соединения аминогрупп белка с ацильными группировками носителя используют ангидриды, галогенангидриды, активированные эфиры и другие производные карбоновых кислот.
Н
-С(О) Cl+H2N-Ф =
H
-C(O) NH-Ф
+НCl
4) Иммобилизация на носителях, обладающих сульфгидрильными группами.
Сульфгидрильные группы носителя и фермента легко окисляются с образованием дисульфидных связей под действием кислорода воздуха.
Еще по теме:
Библиотека и педагогическая система школы
Педагогическая система – сложный объект, который можно рассматривать на уровне общества, отдельного образовательного учреждения, педагога. Как любая система, педагогическая система состоит из совокупности взаимосвязанных элементов, которые выстраиваются в систему, если функционируют по определенным ...
Первые исследования и педагогическая деятельность
По предложению В.Л. Грубера Лесгафт согласился частным образом, без вознаграждения, работать у него на кафедре в анатомическом институте, выполняя обязанности нештатного прозектора. Материальное положение Лесгафта в это время было незавидным. Не имея постоянного заработка, он подрабатывал репетитор ...
Содержание и принципы полового воспитания
Содержанием полового воспитания является жизнь, окружающая ребенка, взаимоотношения между людьми разного пола, нормы этих взаимоотношений, личная жизнь людей в семье, сферы их деятельности. Содержание полового воспитания представляет собой систему знаний и специфических умений воспитателя, позволяю ...