Биотехнология негіздері
Ақуыздық инженерия жəне инженерлік энзимология
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
Microsoft Word на 5 формат doc-emirsaba.org
- Бұл бет үшін навигация:
- Инженерлік энзимология
| Ақуыздық инженерия жəне инженерлік энзимология
əдістері. Ақуыз заттар тіршіліктің негізгі көзі деп қаралатын- дықтан, организм денесі тұтас ақуыз заттардың жиынтығы (протеом) болып есептелінеді. Осы заттар қазіргі қоғамдағы ең көп сұранысқа ие болған биотехнологияның ең басты зерттеу нысанысына айналды. Протеомика ғылымының мақсаты – организмнің геномындағы кодталған барлық ақуыздарды жəне олардың бір-бірімен байланысын анықтау. Протеомиканың əдістемелік базасы – тірі жүйедегі ақуыздардың биохимиялық құрамы туралы ақпаратты алу. Организмде тіршілік процестерінің бірқалыпты жүруі фер- менттер əсеріне байланысты. Ферменттік реакцияларда тулатын жайсыз өзгерістер əртүрлі паталогияға, дертті өзгерістерге əкеліп соғады. Ферменттердің белсенділігін анықтау арқылы əртүрлі өзгерістерге тұжырым жасап, адамның, жануардың ауру жағдайын, диагностикасын бақылайды. Емханаларда кейбір ауруларды емдеуде пепсин, трипсин, химотрипсин сияқты протеолиттік ферменттерді пайдаланады. Бір қатар ферменттер тамақ өнеркəсібінде, жеңіл өнеркəсібінде қолданады. Фермент- терді тоқыма, фармацевтика, былғары, медицина, ауыл шаруа- шылығы, органикалық жұқа синтезде жəне т.б. өндірістердің əртүрлі салаларында биологиялық катализаторлар ретінде пайдаланады. Инженерлік энзимология əдістің негізінің бірі – иммобил- денген ферменттерді дайындау. Иммобилденген ферменттер (лат. immobilis–жылжымайтын, қозғалмайтын) – табиғи немесе синтетикалық заттардың беткі қабатына бекіген немесе полимерлік гельдер құрамына енгізілген, қозғалысы шектелген ферменттер. Бекітілген ферменттерді қолдану бұрыннан белгілі, мысалы, 1916 жылы Дж. Нельсон мен Е.Гриффин көмірге адсобция- ланған инвертаза өзінің каталитикалық белсенділігін сақтайты- нын көрсеткен. Иммобилденген ферменттердің нативті ферменттермен салыстырғанда елеулі артықшылықтары бар. Мысалы, олар реакциялық ортадан оңай бөлінеді. Бұл реак- цияны кез келген уақытта тоқтатып, катализатормен ластанба- ған өнімдерді алуға жəне фермент препаратын бір немесе бірнеше рет пайдалануға мүмкіндік береді. Иммобилденген 16
жүйелерді үздіксіз жүргізу, катализдейтін реакцияның жылдам- дығын реттеу ағынның жылдамдығын өзгерту жолымен, өнімді шығару мүмкіншілігімен анықталады. Иммобилизация əдістері- мен сəйкес тасымалдаушыларын іріктеп алу, ферменттердің арнайылығын көрсететін pH, температурасына тəуелділігін, сондай-ақ денатурлаушы əсерлерге тұрақтылығы сияқты қасиет- терін мақсатты түрде өзгертуге болады. Ферментті арнайы тасымалдаушы (органикалық, бейоргани- калық, синтетикалық) субстратпен байланыстырады. Целлюлоза, декстран, агароза жəне олардың туындылары сияқты полиса- харидтерді тасымалдаушы ретінде кеңірек пайдаланады. Олардың ерекшеліктері: əртүрлі функционалды топтарының болуы, жоғары деңгейдегі гидрофильділігі, қолайлығы болып саналады. Сонымен қатар қосылыс-тасымалдаушылар – карра- гинан, альгин қышқылы жəне олардың тұздары альгинаттар төмен температурада қолайлы, белгілі жағдайларда гель түзеді. Соңғы жылдардағы жұмыстарда тасымалдаушы ретінде хитин мен хитозанның пайдаланып жүргені жарияланды. Бұл тасымалдаушыға иммобилденген ферменттердің белсенділігі жоғары, термотұрақты, бактерияларға төзімді келеді. Ферменттердің иммобилизациясына арналған синтетикалық полимер тасымалдаушылар мына заттардың: стиролдардың негізінде дивенилбензол сияқты тігуші агенттер, полиуретан негізінде полимерлер жасалады, ПААГ, поливинил спирті негізінде тігуші агент ретінде глутар альдегидін пайдаланады. Органикалық төмен молекулалы тасымалдаушылар – бұл табиғи липидтер немесе олардың синтетикалық аналогтары. Липидтік тасымалдаушылар əртүрлі беткейлерде моноқабат түрінде немесе сфера пішінді биқабат (липосома) түрінде пайдаланады. Органикалық емес тасымалдаушылар – силикагель, саз- балшық, керамика, табиғи минералдар жəне олардың оксидтері негізіндегі саңылаулы жəне саңылаусыз матрицалар болуы мүмкін жəне олар түйіршікті түрінде немесе монолиттік түрінде қолданылады. Бұл тасымалдаушылардың артықшылығы – оңай регенерацияланады жəне кез келген құрылымды бере алады. Иммобилденген ферменттер мен иммобилденген жасушалар 17
Жылжымайтын жəне агар қосылған ортада өсірген жасушалар сұйық ортада өсірген клеткаларға қарағанда қосымша метабо- литтерді көбірек синтездейді. Иммобилденген ферменттер мен жасушалар технологияда ұзақ уақыт пайдаланылатын болған- дықтан биокатализ жүйесі арзанға түседі. Жасушаларды 4 тəсілмен: 1) жасушаларды əр түрлі оқшау (инерттік) заттармен қаптаумен (альгинат гельмен, агармен, полиакриламид гельмен -ПААГ, желатинмен, коллагенмен); 2) оқшау заттың беткі қабатына ферменттерді жəне жасу- шаларды адсорбция арқылы орналастырумен; 3) оқшау заттың беткі қабатына жасушаларды биологиялық макромолекулалармен (лектиндермен) «тігумен»; 4) ферменттерді жəне жасушаларды коваленттік байланыс- тар арқылы оқшау субстратқа орналыстырумен (мысалы, карбоксиметилцеллюллозаға-КМЦ) иммобилдеуге болады. Биологиялық жағынан оқшау затқа бекіген ферменттер мен жасушалар өз өміршендігін сақтайды. Бекіген жасушалар төңірегінде қоректік орта көп мөлшерде жүріп тұрады, оның құрамын өзгертіп, өсу қарқындылығын бəсендетіп, қосымша заттарды көбірек алуға болады. Қазіргі кезде ферменттер иммобилденуінен қажетті фер- менттерді синтездейтін микроорганизмдерді полимерлерге тұрақтандыру жүзеге асты. Яғни бактериялардың бірнеше есе ұзақ жұмысы мен өндірістік шығындар едəуір төмендегендей болды. жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|