Сравнительная характеристика методов иммобилизации ферментов и клеток

Метод иммобилизации

Преимущества

Недостатки

ФИЗИЧЕСКИЕ

Адсорбция

1. простота

2. нет химической модификации молекулы фермента и нарушения его каталитической активности

3. адсорбция обратима, что дает возможность регенерации носителя (при изменении рН или обработке определенным растворителем неактивный фермент можно десорбировать, а на освобожденный носитель адсорбировать новый, активный фермент)

4. незначительность затруднений диффузии субстрата и продуктов

5. как правило, дешевизна

6. в некоторых случаях (если адсорбция селективна) удается одновременно решить проблему очистки фермента от примесей

1. слабое связывание (особенно для целых клеток), возможна утечка в раствор фермента или клеток

2. незначительная стабилизация структуры фермента или вообще нет стабилизации

3. возможно неспецифическое связывание веществ, находящихся в растворе, с носителем; в некоторых случаях это может привести к десорбции фермента

4. иногда возможно ограничение массообменных процессов, в том числе связанное со стерическими затруднениями диффузии субстрата

Механический (включение в гель, микрокапсулирова-ние и т.д.)

1. нет химической модификации белка

2. простота

3. можно легко иммобилизовать целые клетки

1. как правило, незначительная стабилизация фермента

2. изменение условий среды может привести к разрушению полимерной сетки или мембраны и вызвать утечку фермента (клеток)

3. часто ограничен массообмен; невозможно использовать в том случае, когда субстрат – высокомолекулярное вещество

4. невысокая механическая прочность

ХИМИЧЕСКИЕ

Ковалентная сшивка с нерастворимым носителем

1. прочное связывание

2. доступно много разнообразных носителей и связующих агентов

3. можно контролировать распределение фермента по носителю, его количество на носителе

1. происходит химическая модификация молекул белка

2. активность ферментов, как правило, снижается

3. часто дорого

4. возможно ограничение массообмена

5. сложно иммобилизовать целые клетки из-за токсического действия сшивающих агентов

Поперечная сшивка молекул или клеток друг с другом

1. высокая активность в пересчете на единицу объема препарата

2. в ряде случаев увеличивается стабильность фермента; иммобилизованные препараты обладают высокой устойчивостью к повышенным температурам и действию органических растворителей

3. не требуется использования носителя

4. прочное связывание

1. происходит химическая модификация фермента, что может привести к снижению активности

2. сложно контролировать свойства образующихся частиц

3. как правило, требуется фермент в кристаллической форме

4. возможны ограничения массообмена для веществ с относительной молекулярной массой более 2000