84. Иммобилизация ферментов

Иммобилизация ферментов — это повышение их стабильности. В биологических объектах ферменты находятся в фиксированном состоянии на поверхности различных клеточных структур и сохраняют актив­ность в течение длительного времени. В то же время выделенные из органов и тканей или полученные из микробного сырья, особенно в высоко очищенном состоянии, они быстро инактивиоуются. Поэтому повседневное клиническое использование нативных ферментов лимитируется прежде всего их высокой лабильностью к различным факторам окружающей среды (значение рН, температура и др.), быстрой инактивацией в организме и выделением из организма, что повышает расход ферментов, а также наличи­ем антигенных свойств чужеродных организму бел­ков. Перечисленные недостатки в значительной степе­ни могут быть устранены при использовании фермен­тов в иммобилизованном виде.

При создании иммобилизованных ферментов, при­меняемых в медицине, определили два направления:

когда присутствие фермента необходимо в разных органах или он предназначен для длительной цирку­ляции в кровотоке, получают его стабилизированные водорастворимые формы. К этой группе могут быть отнесены и искусственные клетки, наполненные фер­ментами: микрокапсулы, липосомы и клетки крови;

2) при лечении очаговых заболеваний целесообразны иммобилизованные ферменты, которые могут быть локализованы в определенном месте организма и спо­собны к его выделению с заданной скоростью в окружающую среду. Однако необходимость введения иммобилизованного фермента в организм отпадает, если он действует на субстрат, присутствующий в биологических жидкостях. В этих случаях исполь­зуют системы экстракорпоральной перфузии, помещая иммобилизованный фермент в закрытую систему, через которую циркулирует биологическая жидкость (кровь, лимфа и др.) возвращающаяся в организм освобожденной от вредного метаболита.

Водорастворимые препараты иммобилизованных ферментов. Высокомолекулярные водорастворимые производные ферментов на данном этапе развития медицинской энзимологии являются их наиболее рациональными формами. Фермент и полимер, как правило, соединены ковалентной связью. Молекула фермента обволакивается макромолекулой полимера в результате образования между ними б—10 ковалент- ных связей. Многоточечное взаимодействие фермента с носителем делает его конформацию более жесткой и менее подвижной. Фермент оказывается заклю­ченным в полимерную оболочку, имеющую вид петель и достаточно хорошо проницаемую для высокомоле­кулярных субстратов. Поэтому такие соединения получили название «открытые» макромолекулярные капсулы. Водорастворимые полимерные производные ферментов характеризуются повышенной стабильно­стью in vitro и in vivo, увеличенным временем цирку­ляции в кровотоке, что обусловливает пролонгирова­ние их действия в организме. Они оказывают менее выраженное побочное действие, что связано с пони­женной по сравнению с нативными ферментами способностью стимулировать образование антител и реагировать с ними вследствие затруднений для специфического взаимодействия антиген — антитело.