第八章酶的固定化
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酶的固定化方法
酶的固定化方法不下百种,归纳起来大致可以分为三类,即载体结合法、交联法和包埋法。
载体结合法是指将酶固定到非水溶性载体上的方法。
根据固定方式的不同,这种方法又可以分为物理吸附法、离子结合法和共价结合法。
物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法,固体吸附剂多为活性碳、多孔玻璃等。
离子结合法是指通过离子键将酶结合到具有离子交换基团的非水溶性载体上的方法,载体有离子交换树脂等。
共价结合法是指酶和载体以共价键的形式结合在一起的方法,这种方法需要酶和载体都具有氨基、羧基或羟基等官能团。
交联法是指通过双功能试剂,将酶和酶联结成网状结构的方法。
交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。
包埋法是指将酶包裹在多孔的载体中,如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中,或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。
前者包埋成格子型,后者包埋成微胶囊型。
清华同方教育技术研究院。
摘要:酶的固定化技术是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,酶仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。
酶的固定化技术已经成为酶应用领域中的一个主要研究方向。
经固定化的酶与游离酶相比具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点,在生物工业、医学及临床诊断、化学分析、环境保护、能源开发以及基础研究等方面发挥了重要作用。
因此酶的固定化技术研究已成为十分引人注目的领域。
本文简要介绍了固定化酶技术的概念、制备方法(包括传统固定化技术、传统固定化技术的改进方法、新型固定化技术) 及其在化学化工、食品行业、临床医药、生物传感器和环境科学等领域中的应用现状与存在的问题,并对固定化酶技术的应用前景进行了展望。
关键词:固定化酶;制备;应用;磁性载体;定向固定固定化酶的研究始于1910年,正式研究于20世纪60年代,70年代已在全世界普遍开展。
酶的固定化(Immobilization of enzymes)是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。
与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时,又克服了游离酶的不足之处,呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。
固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃,得到迅速发展和广泛的应用,而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。
固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。
物理方法包括物理吸附法、包埋法等。
物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。
但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。
化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。
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啤酒酵母可以利用自身
pH试纸、纱布等。
毫升中,
35摄氏度左右的
500ml
5d左右,倒出
【背景知识】
1.物理化学酶载体载体催化反应固定化酶共价键结合法化学反应共价键尼龙载体包埋法包埋琼脂糖凝胶凝胶物理吸附法稳定反复
多大批量连续化自动化
2.载体细胞简捷寿命
【实践案例】
1.氨基酸增殖缩短产量澄清
3.(1)共价键结合法尼龙布尼龙固定化酶
(2)45℃紫色络合物蓝色蛋白质被分解为氨基酸,所以加双缩脲试剂不起作用(3)深蓝色酶的重复再利用
(4)固定化酶固定化细胞
【课堂练习】
1、D
2、D 3.C 4.B 5.C 6C 7C 8.A 9.B 10.C 11.D 12.B
13啤酒酵母麦芽汁液体培养基海藻酸钠酵母培养液葡萄糖—氯化钙
无菌麦芽汁液体培养基。