Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011
ІV тарау ИНЖЕНЕРЛІК ЭНЗИМОЛОГИЯ ЖƏНЕ ИММУНОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ
жүктеу/скачать 4,18 Mb. Pdf көрінісі
|
биотехнология кітап
| ІV тарау
ИНЖЕНЕРЛІК ЭНЗИМОЛОГИЯ ЖƏНЕ ИММУНОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ 1. Иммобильденген ферменттер дайындау Тірі ағзалардағы тіршілік үдерістерінің бірқалыпты өтуі – ферменттер қызметіне байланысты. Ферменттің құрылымы мен атқаратын қызметінде кездесетін өзгерістер, ағзада əртүрлі паталогиялық сипатқа ие болады немесе əртүрлі ауруларға алып келеді. Қан құрамындағы ферменттер деңгейі мен белсенділігін анықтау арқылы, ағзадағы түрлі ауытқушылықтар жөнінде пікір жасалынып, соған байланысты тиісті аурулар жөнінде диагностикалық болжаулар жасалады. Емханаларда науқас адамдарды емдеу мақсатында пепсин, трипсин, химотрипсин сияқты протеолиттік ферменттер пайдаланылады. Сонымен бірге, ферменттер əртүрлі – тамақ, фармацевтика, медицина, тоқыма өнеркəсібі, былғары өндірісі, ауылшаруашылығы, органикалық синтез сияқты өндіріс салаларында биологиялық катализаторлар ретінде кеңінен пайдаланылады. Инженерлік энзимология – қажетті өнім алу мақсатында жекелей бөлініп алынған немесе тірі жасушалар құрамындағы ферменттің (немесе ферменттер жүйесінің) каталитикалық қызметін пайдалану болып табылады. Бұл жердегі биозерзаты – фермент (немесе ферменттер комплексі). Практикалық жұмыстарда көбінесе қызметі тұрақтандырылған жəне пролонгиланациялатын иммобильденген ферменттері (иммобильденген жасушалары сирегірек) қолданылады. Инженерлік энзимология əдістерінің негізгілерінің бірі – иммобильденген ферменттер дайындау . Иммобильденген ферменттер дегеніміз (лат. Immobilis жылжымайтын, қозғалмайтын) – табиғи немесе синтетикалық заттардың беткі қабатына бекіген немесе полимерлік гельдер құрамына енгізілген, қозғалысы шектелген ферменттер. Табиғи немесе синтетикалық заттардың беткі қабатына бекітілген ферменттерді пайдаланудың бастамасы ретінде, 1916 ж. Нельсон мен Е. Гриффиннің көмірге адсорбцияланған инвертаза ферментінің, өзінің белсенділігін сақтай алатындығын анықтауынан кейін деп есептеуге болады. Иммобильденген ферменттердің нативті ферменттермен салыстырғанда елеулі артықшылықтары бар. Атап айтқанда, олар реакциялық ортадан оңай бөлінеді. Бұл ерекшелік ортадағы реакцияны қажетті кезінде тоқтатып, катализаторлармен ластанбаған таза өнімдерді алуға жəне фермент дəрмегін бірнеше қайталап пайдалануға мүмкіндік береді. Иммобильденген ферменттердің белсенділігі – биотехнологиялық жүйелерді үздіксіз жүргізу, катализдейтін реакцияның жылдамдығын реттеу, өнімді синтездеу көлемін арттыру мүмкіндіктерімен анықталады. Иммобильдеу əдістері арқылы қажетті тасымалдаушыларын іріктеп алу, ферменттерге қажетті рН орталарына, темрератураға шыдамдылығы, денатурлаушы əсерлерге тұрақтылығы сияқты қасиеттерін мақсатты түрде өзгертуге болады. Иммобильденген ферменттер дайындауда бекітуші субстрат ретінде целлюлоза, декстран, агароза жəне олардың туындылары сияқты полисахаридтер тасымалдаушы ретінде кеңінен пайдаланылады. Субстрат ретінде пайдаланылатын заттардың басты артықшылықтары қатарында – жоғары деңгейдегі гидрофильдігін, 51 əртүрлі функциональдық топтарының болуын, қолданылу ыңғайлылығын айтуға болады. Мысалы, осы мақсатта қолданылатын каррагинан, альгин қышқылы жəне олардың тұздары болып табылатын альгинаттардың басты ерекшеліктері ретінде – төмен температурада пайдалану мүмкіндігі мен олардың белгілі жағдайда гель түзетінін айта аламыз. Кейінгі кездері осындай мақсатта фермент тасымалдаушысы рентінде хитин мен хитозин кеңінен пайдаланылуда. Аталған тасымалдаушыларға иммобильденген ферменттердің белсенділіктері жоғары, термотұрақты жəне бактерияларға да төзімді келетіні анықталған. Ферменттер иммобилизациясына арналған синтетикалық полимер- тасымалдаушылар ретінде стиролдар негізінде – дивенилбензол сияқты тігуші қызметін атқаратын агенттері, полиуретан негізіндегі – полимерлер, ПААГ (полиакриламид гелі), поливинил спирті негізіндегі тігуші агент ретінде – глутар альдегиді жасалынып, өндірісте арнаулы мақсаттарда пайдаланылады. Органикалық заттардан – табиғи липидтер немесе олардың синтетикалық аналогтары төмен молекулалы тасымалдаушылар болып есептелінеді. Липидтік тасымалдаушыларда ферменттер əртүрлі беткейлерде – моноқабат түрінде немесе сфера пішінді биқабат (липосома) түрінде орналасып пайдаланылады. Органикалық емес тасымалдаушылар ретінде, түйіршікті немесе монолиттік түрінде қолданылатын – силикагель, сазбалшық, керамика, табиғи минералдар жəне олардың оксидтері негізіндегі заттар қолданылады. Мұндай тасымалдаушылардың басты артықшылықтары – оңай регенерацияланады жəне кез келген құрылымды бере алады. Жасушаларды 4 тəсілмен иммобильдеуге болады: 1. Жасушаларды əртүрлі оқшау (инерттік) заттармен (альгинат гелімен, агармен, ПААГ, желатинмен, коллагенмен) қаптау. 2. Оқшау заттың беткі қабатына ферменттерді жəне жасушаларды адсорбция арқылы орналастыру. 3. Оқшау заттың беткі қабатына жасушаларды биологиялық макромолекулалар (пектиндер) арқылы «тігу». 4. Ферменттерді жəне жасушаларды коваленттік байланыстар арқылы оқшау субстраттарға орналастыру (мысалы, карбоксиметилцеллюлозаға-КЦМ) арқылы. Биологиялық құндылығы тұрғысынан, оқшау затқа бекітілген ферменттер мен жасушалар өз өміршеңдігін сақтауы себепті маңызды болып табылады. Осындай жолмен бекітілген жасушалар төңірегінде қоректік орта көп мөлшерде араласып тұрады, яғни оның құрамын өзгертіп, өсу қарқындылығын бəсеңдету арқылы қосымша заттарды көбірек алуға болады. жүктеу/скачать 4,18 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|