Методы иммобилизации ферментов

Различают два основных метода иммобилизации:

1. Химическая иммобилизация;

2. Физические способы иммобилизации.

Однако методов подходов связывания ферментов с носителем несколько:

1. Абсорбция и сополимиризация Е и носителей с образованием ионных, Н⁺ и гидрофобных связей, чаще всего на керамике, стекле, силиколле, гидроксидах металлов, органических смолах и др.;

2. Методы химического (ковалентного) присоединения к носителю через функциональную группу R-аминокислот ферментов (NH₂, COO^-, SH^-, OH^- и др.), как к неорганическому носителю (пористое стекло, керамика и др.), так и природным материалам (целлюлоза, хитин, декстрона и др.) или к синтетическим полимерам;

3. Метод механического включения (захвата = микрокопсулирование) т.е. Е могут быть переведены в гетерогенное состояние путем их включения в микрокапсулы, образуемые полупроницаемые полимерные оболочками. Оболочка непроницаема для фермента, находящегося внутри полой сферы, но проницаема для растворов S и продуктов.

Различают 3 способа получения микрокапсул с иммобилизованным ферментами:

1. Межфазная полимеризация – полимерная пленка образуется путем полимеризации мономеров на границе раздела фаз – микрокапсулы, покрытыми полиамидными полупроницаемыми оболочками.

2. Межфазная коацервация – полупроницаемая оболочка образуется за счет осаждения органорастворимого полимера на границе раздела фаз Н₂О – органический растворитель - сферы, получаемые путем осаждения коллоидной системы на частицах эмульсии Н₂О в органических растворителях.

3. Включение фермента в липосомы.

Липосомы – система концентрических бислойных замкнутых липидных мембран.

Иммобилизованные клетки микроорганизмов

Если сравнивать Е и клетки, содержащие эти Е, то с технологической точки зрения иммобилизованные клетки в ряде случаев предпочтительны:

1. отсутствует трудоёмкая и дорогостоящая процедура выделения Е;

2. методы генной инженерии можно получать клетки с высоким содержанием необходимого Е;

3. в клетках Е часто, но не всегда, гораздо стабильнее, чем в растворе или на матрице после их иммобилизации;

4. клетки способны регенерировать Е и поддерживать высокий уровень их активности.

Разработано несколько методов иммобилизации клеток:

1. Иммобилизация за счет физическихсорбции на поверхности носителя;

2. Химическая иммобилизация за счет образование ковалентной связей между носителем и компонентами клеток;

3. Включение в природный и синтетические гидрогели.

Химическая иммобилизация предполагает использование различных химических бифункциональных агентов, обладающих токсичностью для клеток.

Наиболее эффективны методы получения «живых» иммобилизованных клеток «арестованных» в матрице геля (полисахарида типа агар, желатина, а так же криогели, возникающие при охлаждении растворов полимераз поливинилового спирта, за счет криоконструирования).

Процесс иммобилизации происходит в мягких условиях, клетки сохраняют основные физиологические функции, такие как дыхание, синтез АТФ, трансляция и т.д.