[精品]酶的固定化技术、现状及发展趋势

《[精品]酶的固定化技术、现状及发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、酶的固定化技术、现状及发展趋势酶的固定化固定化酶是2()世纪6()年代开始发展起来的一项新技术最初主要是将水溶性酶与不溶性载体结合起來，成为不溶于水的酶的衍生物，所以曾称为“水不溶酶”和“固相酶”但后來发现也可以将臨包埋在凝胶内或置于超滤装置小，高分子底物与陋在超滤膜一边，而反应产物nJ以透过膜逸出,在这种情况下，酶木身仍是可溶的因此，用水不溶酶和固相酶的名称就不恰当了在年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称。所谓的固定化酶，是指在一定的空间范围内起催化作用的，并能反复和连续使用的酶。I古I化酶的出现，解决了酶在工程化应用中存在的问题。极大地提高了酶

2、的应用价值。酶的本质是蛋白质，陋的固定化实质是具有催化活性的蛋白质的固定。没的催化活性主要依靠他的特殊的高级结构一一活性中心。当高级结构或活性中心发牛变化时，陆的催化活性便下降，底物的特界性也对能发牛变化，因此制备固定化酶时必须严格操作条件，尽町能避免酶的高级结构受到损害。•・・包埋法交联法共价法酶的固定化方法很多，主要分为四类：即吸附法、包埋法、共价结合法、交联法等。吸附法和共价结合法又可称为载体结合法。吸附法1、包埋法：包埋固定化法是把酶定位于聚合物材料的格子结构或微胶囊结构屮这样对以防止酶蛋口释放，但是底物仍能渗人格子内与酶相接触此法较为简便，酶分子仅仅是被包埋

3、起來，心物活性破坏少，但此法对大分了底物不适用(1)凝胶包埋。凝胶包埋法是将酶包埋在交联的水不溶性凝胶的空隙屮的方法交联聚丙烯加胺凝胶包埋法是首先被采用的包埋技术。用此法固定了胰蛋白酚、木瓜蛋白陆、B—•淀粉陆用此方法后来又固定了过氧化氢酶、胰凝乳蛋白酶、B—葡萄糖营酶，近年又有人使用天然材料如藻酸盐和卡拉胶进行包埋。(2)微胶囊包埋将酶包埋于半透性聚合体膜内，形成直径为1-lOOnm的微囊这种固定化酶是以物理方法包埋在膜内的，只要底物和产物分子大小能够通过半透膜，底物和产物分子就能够以自山扩散的方式通过膜。2、吸附法：吸附法吸附固定是最简单的方法，酶与载体之间的亲和

4、力是范徳华力、离了键和氢键此方法又可分为物理吸附法和离子吸附法(1)物理吸附法,使用对蛋白质具有高度吸附能力的非水溶性载体，如活性碳、几丁质、多孔玻璃等作为吸附剂，将酶吸附到表面上使酶固定化这种方法操作简单，反应条件温和，载体可反复使用，但结合不牢固，酶易脱落。（2）离子吸附法，利用猶蛋白在解离状态下nJ用电荷引力而固着丁•带有为猶蛋白电荷相异的离子交换剂（水不溶性载体）上的固定化方法此法操作简单，固定较为牢固，在工业上用途颇广常用的载体有阴离子交换剂.3、共价法：酶蛋白分了上的官能团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键连接的方法其优点是酶与载体Z间的连接很牢固

5、，稳定性好，但反应条件激烈，操作复杂，控制条件苛刻目前，已建立的方法包括.（1）重氮法，这是共价键法中使用授多的一种如下式所示，将具冇氨革的不溶性载体，以稀盐酸和亚硝酸钠处理成为重氮化物，再与酶分子偶联酶蛋口屮的游离氨基，纽氨酸屮的咪哇基，酪氨酸中的酚基，可与其结合。R—NH2TR—N三N］Cl~+［酶］tR-N=N-［酶］（3）肤键法，此法是将有功能基团的载体与酚蛋白中赖氨酸的£一氨基或N末端的4—•氨基作用形成肤键成为固定化酶。（4）烷基化法和芳基化法，以卤素为功能基团的载体与酶蛋白的氨基或琉基发生烷基化或芳基化反应，形成固定化酶。4、交联法：使酶与带两个以上的

6、多官能团试剂进行交联反应，生成不溶于水的二维交联聚集体，交联形成的固定化酶称为交联酶与共价结合法一样，都是靠化7结合的方法使酶固定化具区别在于交联法使用了交联剂常用的交联剂有戊二醛、蹂酸，单用戊二醛交联得到固定化酶的方法很少单独使用将此法与吸附法或包埋法联合使用可以达到良好的加固效果，例如先用儿丁质吸附，再用戊二醛交联等。固定化方法的选择与比较虽然发展了许多固定化技术，并用于多种酶，但现在还没冇一种能适合所冇应用和所冇酶的全能方法因为各种酶的化学特性和组成茅别很人，底物和产物性质不同，产物的用途也不一样因此，対固定化酶的毎一种应用來说，必须找到既简便乂廉价的方法，并且

7、要在给出产貼的同时很好地保超酶活性，还要有高的工作稳定性。从载体材料特性和使用各种方法所获得的人量资料，可归纳岀选用固定化方法的一般依据，并可作为某些特殊情况下的使用原则，但并不能保证i定会成功因此，必须通过多种方法的比较试验才能找出适合的方法各种固定化方法的比较固定化方法吸附法包埋法共价键结合法交联法物理吸附法离子吸附法制备L易易较难难较难结合程度199中等强S强活力回收率高，但酶易流失高中等再生可能可能不可能不可能不可能固定牝成本低低低A中等底物专一性不变不变不变」可变可变固定化酶的性质酶固定化后所引起的酶性质的改变，一般认为具原因可能有两种一是