Enzima immobilizatuak eta haien aplikazioa

Lehenengo aldiz, entzima inmobilizatuen kontzeptua XX. Mendearen bigarren erdian sortu zen. Bitartean, 1916. urtearen hasieran, karbonoaren sorrak karbohidratoak bere jarduera katalitikoak mantentzen zituela aurkitu zen. 1953an, D. Schleit eta N. Grubhofer-ek pepsin, amilasa, carboxypeptidasa eta RNasa lotzen zituen lehenengo lotsa gauzatu zuten. Entzimak immobilizatzeko kontzeptua 1971an legeztatu zen. Enzimologia ingeniaritzaren lehen konferentzia batean gertatu zen. рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. Gaur egun, entzima inmobilizatuen kontzeptua XX. Mendearen bukaeran baino zentzu zabalagoan hartzen da kontuan. Kategoria hau xehetasun gehiagorekin kontsideratu.

Informazio orokorra

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. Eta entzima inmobilizatuak artifizialki garraiolari soluble batera lotuta dauden konposatuak dira. Aldi berean, propietate katalitikoak mantentzen dituzte. Gaur egun, prozesu hau bi alderditan jotzen da: molekula askoren askatasun mugimendu partziala eta osoa mugatzeko.

duintasuna

. Zientzialariek zenbait entzima immobilizatu dituzte . Katalizatzaile heterogeneo gisa jarduten dute, erraz erreakzio-ertainetik erraz bereiz daitezke. может быть многократным. Ikerketaren esparruan, entzimak inmobilizatuen erabilera errepikatu daiteke. Lotura prozesuan, konposatuek propietateak aldatzen dituzte. Substratuaren espezifikotasuna, egonkortasuna lortzen dute. Kasu honetan, haien jarduera ingurumen baldintzetan oinarritzen da. отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Enzima immobilizatuak iraunkortasuna eta egonkortasun maila handia bereizten dituzte. Esate baterako, milaka entzima libre daude, hamarka aldiz. Horrek guztiak eraginkortasun handia, lehiakortasuna eta teknologia ekonomikoa bermatzen ditu, entzima inmobilizatuak daudenean.

eramaile

G. Poratu-k immobilizatzeko erabili beharreko material idealen funtsezko propietateak definitu ditu. Garraiolariek eduki behar dute:

1. Disolbaezintasuna.
2. Erresistentzia handiko biologiko eta kimikoa.
3. Aktibatu azkar gaitasuna. Garraiolariak espezie erreaktibo bihurtzen dira erraz.
4. Hidrofikziotasun esanguratsua.
5. Beharrezko iragazkortasuna. Bere indizea entzimek eta koenzimak, erreakzio produktuak eta substratuetarako berdin onargarriak izan beharko lirateke.

Gaur egun, ez dago baldintza horiek betetzen dituen materialik. Hala ere, praktikan, entzimak kategoria jakin batzuetan immobilizatzeko egokiak diren eramaileak erabiltzen dira.

sailkapen

, разделяются на неорганические и органические. Haien izaera kontuan hartuta, materialak konposatu horiek entzima inmobilizatu bihurtzen diren materialak ezorganikoak eta organikoak dira. Konposatu asko lotzen dira eramaile polimerikoen bidez. Material organiko hauek 2 klaseatan banatzen dira: sintetikoa eta naturala. Horietako bakoitzean, aldi berean, taldeak bereizten dira egitura baten arabera. Beira, zeramika, buztina, silize geloa, grafito beltza, beirazkoak, ez-organikoak. Materialekin lanean, kimika lehorreko metodoak ezagunak dira. Enzima immobilizatuak titaniozko, aluminiozko, zirkonio, hafnio oxidoen edo polimero organikoen tratamenduarekin egindako esterilizatzaileek lortzen dituzte. Materialen abantaila garrantzitsuena birsorkuntza erraztea da.

Proteina eramaile

Ezagunenak lipidoak, polisakaridoak eta proteina-materialak dira. Azken horien artean, egiturazko polimeroak bereizteko beharrezkoa da. Kolageno, fibrina, keratina eta gelatina bezalakoak batez ere. Proteina horiek oso zabalduta daude ingurune naturalean. Merkean eta ekonomiko dira. Gainera, lotesle talde funtzional ugari dituzte. Proteinak biodegradatzeko gaitasunean desberdinak dira. . Horrek aukera ematen du inmobilizatutako entzimak medikuntzan erabiltzeko . Bitartean, proteinen propietate negatiboak ere badira. на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. Proteina-eramaileetan inmobilizatutako entzimak erabiltzearen desabantailak azken honen inmunogenicitate handia eta erreakzioan zenbait talde aurkezten dituzten gaixotasunak dira.

Polisakaridoak, aminosakaridoak

Material horien artean, chitin, dextran, zelulosa, agarosa eta haien deribatuak gehien erabiltzen dira. Polisakaridoek erreakzioarekiko erresistenteago izateko, haien kate linealak epiklohidrina lotzen dute. Talde ionogeno desberdinak sarbide estrukturaletan sartu ohi dira. Chitin kantitate handietan pilatzen da ganbetan eta karramarroetan prozesatzeko industrietan. Substantzia hau kimikoki erresistenteak eta ondo definitutako porositate egitura dauka.

Polimero sintetikoak

Material talde hau oso anitza eta eskuragarria da. Akrilikoa, estirenoa, polivinil alkohola, poliuretano eta poliamida polimeroetan oinarritutako polimeroak ditu. Gehienek indar mekanikoan desberdinak dira. Eraldaketa prozesuan, poroen tamainaren tamaina aldakorrean aukera desberdinak eskaintzen dituzte, talde funtzional ugariren sarrera.

Estekatze moduak

Gaur egun, mugikortasunaren bi bertsio funtsezko desberdinak daude. Lehenengoa konposatuen prestatzea da garraiolariarekin loturarik ez duten kobalenteekin. Metodo hau fisikoa da. Beste aukera bat materialaren lotura kobalentea eratzea da. Metodo kimiko bat da.

adsortzio

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. Horrekin batera, entzimak immobilizatzen dira garraiolariaren gainazalean dagoen droga mantentzeko, disolbaketa, hidrofobia, elkarrekintza elektrostatikoak eta hidrogeno loturak direla eta. Adsorción elementuen mugikortasuna mugatzeko lehen modu bihurtu zen. Hala eta guztiz ere, orain aukera hori ere ez du garrantzirik galdu. Gainera, iragazkortasuna industriaren mugigarritasun modu ohikoena da.

Metodoaren ezaugarriak

Argitalpen zientifikoen arabera, 70 entzima baino gehiagok, adsortzio metodoaren bidez lortzen dira. Batailuak beirazkoak, buztin ugari, polisakaridoak, aluminio oxidoak, polimero sintetikoak, titanioa eta beste metal batzuk ziren. Bigarrenak gehien erabiltzen dira. Garraiolariaren drogaaren iragazkortasunaren eraginkortasuna materialaren porositatea eta gainazal espezifikoa zehazten da.

Ekintza mekanismoa

Material solubilagarrietan entzimazko Adsorción erraza da. Droga irtenbide urtsuarekin harremanetan jartzen da garraiolariarekin. Modu estatikoan edo dinamikoan egin daiteke. Entzima-soluzioa nahastu egiten da, adibidez, titanio hidroxidoa. Ondoren, baldintza epeletan, konposatuak lehortu egiten dira. Akupuntura honen jarduera entzimak ia% 100 dira. Aldi berean, kontzentrazio espezifikoa 64 mg garraiolari bakoitzeko iristen da.

Denbora negatiboak

Adsortzioaren desabantailak honako hauek dira: indar txikia entzima eta garraiolari lotzen denean. Erreakzioaren baldintzen aldaketa prozesuan, elementuen galera, produktuen kutsadura, proteina desorcióna egon daiteke. Lotura indarra handitzeko, eramaile aurrez aldatu dira. Hain zuzen ere, materialak ioi metalikoekin, polimeroekin, konposatu hidrofobikoekin eta beste polifuntziozko eragile batzuekin tratatzen dira. Zenbait kasutan, aldaketak droga bera jasaten du. Baina sarritan horrek bere jarduera murrizten du.

Geletan sartzea

Aukera hau oso ohikoa da bere berezitasun eta sinpletasunagatik. Metodo hau egokia da elementu indibidualetarako, baita multienzyme konplexutarako ere. Gelean sartzea bi modutan egin daiteke. Lehenengo kasuan, prestaketa monomeroaren irtenbide urtsu batekin konbinatzen da, eta ondoren polimerizazioa. Ondorioz, gelaren egitura espaziala agertzen da, zeluletan entzima molekularrak dituztenak. Bigarren kasuan, prestatutako polimero bukatuaren konponketan gehituko da. Ondoren, gelaren egoera transferitzen da.

Egitura erdi-gardenetan txertatzea

Immobilizazio metodo honen funtsa substratuaren entzima azenarioaren bereizketa da. Horretarako, mintza semipermeagarria erabiltzen da. Cofactors eta substratuen elementu txikiko molekulak igarotzen ditu eta entzimaren molekula handiak atzeratzen ditu.

mikrokapsulazio

Hainbat aukera daude egitura erdi-gardenak sartzeko. Interes handienak microencapsulation eta proteinak liposomio sartu. Lehenengo bertsioa 1964an proposatu zen T. Chang. Entzima-irtenbidea kapsula itxi batean sartzen da, eta horren hormak polimero semipermeagarri batez osatuta daude. Azalera mintzearen itxura konposatuen polikondensazio interfazearen erreakzioaren ondorioz gertatzen da. Horietako bat organikoan desegin da, eta bestea - uraren fasean. Adibidez, sebacic acid (fase organikoa) eta hexamethylenediamine-1,6 (hurrenez hurren, fase aqueous) halogenohidridoaren polikondentsazio bat lortzen duen mikrokapsula baten eraketa da. Mintzaren lodiera ehunen mikrometro batean kalkulatzen da. Kapsulen tamaina ehunka edo hamar mikrometro da.

Liposomioetan sartzea

Mugikortasun metodo hori microencapsulation-era hurbiltzen da. Liposomak lipidaziorako sistemen lamelar edo esferiko sistemetan irudikatzen dira. Metodo hau lehen aldiz aplikatu zen 1970ean. Disolbatzaile organiko baten lurrunketa liposomea lipidoen soluzioetatik isolatzeko egiten da. Gainerako film meheak disoluzio batean barreiatzen du, zeinetan entzima dagoen. Prozesu horretan, lipidoen bilayer egitura propioen muntaketa gertatzen da. . Medikuntza entzima inmobilizatuek nahiko ezagunak dira. Hori dela eta, molekulen gehienak mintz biologikoen lipidoen matrizean kokatzen dira. являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. Medikuntza duten entzima inmunizatuetan liposometan sartzen dira ikerketa-material garrantzitsuena, eta bizitza-prozesuen ereduak ikasi eta deskribatzen ditu.

Esteka berrien eraketa

Entzimak eta eramaileen arteko kate kobentzial berrien eraketak inmobilizatzea biodukalteren industria lortzeko metodo masiboa da. Metodo fisikoak ez bezala, aukera honek molekula eta materialaren arteko lotura sendoa eta indartsua eskaintzen du. Bere hezkuntza sarritan drogaren egonkortzea lagunduta dago. Aldi berean, entzimaren kokalekua lehen garraiolariari dagokion lotura kobalenteko erlazioaren distantziara zailtasun batzuk sortzen ditu prozesu katalitikoa egiteko. Molekula materialetik bereizten da txertatze baten bidez. Poli eta bifunctional agente askotan bezala funtzionatzen. Hain zuzen ere, hidrazina, bromokianoa, glutariko dialdrida, sulfuril kloruroa, etab. Adibidez, galaktransferaseak kentzeko, ondorengo sekuentzia -CH ₂ -NH- (CH ₂ ) ₅ -CO- garraiolariaren eta entzimenaren artean sartzen da. Egoera horretan, txertatze bat, molekula bat eta egiturako garraiolari bat daude. Horiek guztiak kobalenteko loturen bidez lotzen dira. Funtsezkoa da elementuen funtzio katalitikoak ezinbestekoak diren erreakzio talde funtzionalak sartzeko beharra. Beraz, normalean, glycoproteins garraiolariari atxikitakoak ez dira proteina bidez, baina karbohidratoaren zatiaren bidez. Ondorioz, entzimako immobilizazio egonkor eta aktiboak lortzen dira .

zelula

Goian deskribatutako metodoak unibertsalak dira biocatalizatzaile mota guztientzat. Horien artean, besteak beste, zelulak, azpi-zelulen egiturak, zeinen mugimendua oraintsu hedatu da. Honako hau da hau. Zelulak immobilizatzean, entzima-prestakinak isolatzeko eta arazteko beharrik ez dago, erreakzioan koefakatzaileak sartzeko. Ondorioz, prozesu anitz etengabeko prozesuak egiten dituzten sistemak lortzea posible egiten da.

Injekzio immobilizatuak erabiltzea

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. Medikuntza albaitaritza , industria, beste adar ekonomiko batzuk, aurreko metodoek lortutako prestazioak oso ezagunak dira. Praktikan garatutako planteamenduek gorputzari zuzendutako droga entregatzeko ezarritako arazoei irtenbidea ematen diete. Injekzio inmobilizatuak alergenikotasun eta toxikotasun txikia duten neurri luzeko sendagaiak lor ditzakete. Gaur egun, zientzialariek masa eta energiaren bioerrepresioarekin lotutako arazoak konpontzeko planteamendu mikrobiologikoak erabiltzen dituzte. Bitartean, entzima inmobilizatuen teknologiak lanaren ekarpen handia egiten du. Garapenaren aldekoak nahiko zabala dirudi. Beraz, etorkizunean, ingurumenaren egoera kontrolatzeko prozesuan funtsezko eginkizunak analisi mota berriak izan behar lirateke. Bereziki, metodo biolumineszente eta immunoenzimatikokoei buruz ari gara . Garrantzi berezia dute lehengaien lignocellulosic prozesatzeko prozesu aurreratuak. Injekzio inmobilizatuak seinale ahulen anplifikadoreak erabil daitezke. Zentro aktiboak ultrasoinuen, estres mekanikoen edo eraldaketa fitokimikoen alorrean jasan dezakeen garraiolari baten eragina izan liteke.