第四章固定化酶和固定化细胞
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2022年高考生物总复习:固定化酶和固定化细胞
(1)固定化酶
①形成:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
②特性:与游离酶相比较,稳定性好,与底物和产物容易分离,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。
(2)固定化细胞:是指固定在一定空间范围内的、能够进行生命活动并且可以反复使用的活细胞,又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞。
(3)固定技术
①概念:利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
②方法(连线)
提示A—b—ⅠB—a—ⅡC—c—Ⅲ
③适用对象
一般来讲,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化,这是因为个大的细胞难以被吸附或结合,而个小的酶则易从包埋材料中漏出。
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第四章固定化酶固定化酶的是指是具有催化活性蛋白质的固定化,因此固定化酶一般为具有各种性状的颗粒,其反应过程必须在颗粒水平上进行描述和表达。
它的显著特征是:在描述其反应过程动力学时,必须包含有反应物系从液相主体扩散到颗粒内、外表面的传递速率的影响。
第一节固定化酶概论酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和、环保无污染等特点,但游离状态的酶对热、强酸、强碱、高离子强度、有机溶剂等稳定性较差,易失活,并且反应后混入催化产物等物质,纯化困难,不能重复使用。
为了克服这些问题,20世纪60年代酶固定化技术应运而生。
它是模拟体内酶的作用方式(体内酶多与膜类物质相结合并进行特有的催化反应),通过化学或物理的手段,用载体将酶束缚或限制在一定的区域内,使酶分子在此区域进行特有和活跃的催化作用,并可回收及长时间重复使用的一种交叉学科技术。
固定化酶(immobilized enzyme)这个术语是在1971年酶工程会议上被推荐使用的。
Trevan在1980年给出了固定化酶的定义:酶的固定化就是通过某些方法将酶与载体相结合后使其不溶于含有底物的相中,从而使酶被集中或限制在一定的空间范围内进行酶解反应。
其实,固定化酶并不是新的物质,例如,胞内酶是在细胞内起作用的,类似于用包埋方法制成的固定化酶。
因此,固定化酶研究一定程度上可以认为是为了使酶在更接近其原始状态下进行的反应。
对各种酶的固定化技术进行积极的研究与开发始于20世纪50年代,通过重氮化共价结合法将羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶等固定在聚氨基苯乙烯树脂上;1963年,利用聚丙烯酰胺包埋法固定了多种酶;1969年,日本的一家制药公司首次将固定化的酰化氨基酸水解酶用来从混合氨基酸中生产L-氨基酸,开辟了固定化酶工业化应用的新纪元。
通常的生物催化剂,如酶或细胞同其它溶质一样,分散在溶剂或溶液中,可以自由移动,称为游离酶或游离细胞。
若通过固定化技术将酶固定于载体表面或其内部,则与液相主体相分离,形成了固定化生物催化剂,即固定化酶。