Козоамилазы (по Дж. Вудворду, 1988)

Комплекс, использованный для активации Активность фермента, ед./г

TiCl4 – акриламид 1.03

TiCl4 – мочевина 0.36

TiCl4 – лимонная кислота 0.41

NiCl4 – лактоза 0.48

Т а б л и ц а 3.5

Операционная стабильность ферментов, иммобилизованных на носителях,

Активированных титаном (IV) (по Дж. Вудворду, 1988)

Фермент Носитель Температура, °С Время полуинактивации

Глюкоамилаза Роговая обманка

Пористое стекло

Ч.

Ч.

Инвертаза Роговая обманка

Пористое стекло

Сут.

Сут.

Недостатком методов иммобилизации на основе физической адсорб-

Ции или ковалентного присоединения является необходимость использо-

Вания достаточно больших количеств катализатора. Более того, химиче-

Ская модификация, которой подвергаются ферменты в процессе иммоби-

Лизации. Может существенно снижать их каталитическую активность.

Избежать этого можно при использовании методов иммобилизации фер-

Ментов путем включения в полимерную структуру.

В качестве полимерных носителей применяют природные и синтетиче-

Ские материалы (альгинат, желатину, каррагинан, коллаген, хитин, целлю-

Лозу, полиакриламид, фоточувствительные полимеры). Раствор фермента

Смешивают с раствором мономеров носителя. Далее создают условия для

Процесса полимеризации, в ходе которого происходит механическое

Включение фермента в структуру носителя. Важным моментом является

Равномерность распределения молекул фермента в объеме носителя и од-

Нородность получаемых агрегатов. Техника включения зависит от приро-

Ды и свойств используемого материала, образуемые при этом биосистемы

Имеют вид гранул, волокон, полимерных сеток, пленок и т.п.

Иммобилизация в полиакриламидный гель (ПААГ), который наиболее

Часто используется для этих целей, заключается во внесении раствора

Фермента в раствор мономера (N, N1-метилендиакриламида). Далее в по-

Добранных условиях быстро формируется гель в виде блока. Монолитный

Гель измельчают, придавая частицам форму кубиков желаемого размера.

При использовании желатины или агар-агара вначале подогревают их рас-

Творы, затем охлаждают и вносят фермент. В процессе последующего охла-

Ждения происходит формирование геля. Полимеризация альгината проис-

Ходит в присутствии некоторых катионов. Поэтому на первом этапе сме-

Шивают растворы фермента и мономеров этих полисахаридов, далее смесь

С помощью дозирующего устройства вносят в раствор, содержащий ионы

Ca2+ или Ba2+ (для альгината) или Al3+, Fe3+, K+ или Mo2+ (для каррагина-

На), при этом образуются сферические полимерные частицы в виде гра-

Нул.

Гели в зависимости от природы используемого полимерного материала

Отличаются по ряду показателей. Например, гели ПААГ недостаточно

Прочные, но этого можно избежать при использовании ПААГ, содержа-

Щего жесткую арматуру из керамики. При увеличении степени сшивки с

Целью придания большей прочности гелю возникают проблемы диффузи-

Онных затруднений. Альгинатные гели отличаются высокой прочностью и

Хорошими гидродинамическими свойствами, что не создает препятствий

Для притока к активным центрам молекул ферментов субстрата и оттоку

Образуемого продукта. При работе с альгинатом кальция важно отсутст-

Вие в иммобилизационной системе хелатирующих агентов (фосфатов,

Цитратов), которые, связывая кальций, разрушают структуру геля.

Привлекательной для использования является иммобилизация фермен-

Тов методом инкапсулирования. В этом методе главным является не соз-

Дание физических или химических сил, необходимых для связывания ка-

Тализатора с носителем, а удержание раствора, окружающего фермент. В

Процессе инкапсулирования иммобилизуются не отдельные молекулы

Фермента, а исходный раствор, содержащий фермент. При использовании

Метода иммобилизации применительно к ферментам чаще всего приме-