гідроксильних груп, що дозволяє модифікувати її, заміщаючи ці групи. Для збільшення механічної міцності целюлозу гранулюють шляхом часткового гідролізу, в результаті якого руйнуються аморфні ділянки. На їх місце для збереження пористості між кристалічними ділянками вводять хімічні зшивання. Гранульовану целюлозу досить легко перетворити на різні іонообмінні похідні, такі як ДЕАЕ-целюлоза, КМЦ і т.д.
Широко поширені носії на основі декстрану, що випускаються під назвою "Сефадексе". При висушуванні вони легко стискуються, у водному розчині сильно набухають. У цих носіях розмір пор в гелі регулюється ступенем сшітості. До групи декстранів відносять і крохмаль. Хімічно модифікований крохмаль зшивається агентами, такими як формальдегід. Таким способом було отримано губчастий крохмаль, що володіє підвищеною стійкістю по відношенню до ферментів, гідролізу. Водорозчинні препарати на основі декстрану часто застосовуються як носії лікарських засобів в медицині.
Хорошим носієм вважається агар. Його властивості поліпшуються після хімічної зшивання, наприклад, діепоксіднимі сполуками. Такий агар стає стійким до нагріванню, міцний, легко модифікується.
Білки в якості носіїв володіють рядом достоїнств: місткі, здатні до біодеградації, можуть застосовуватися в якості тонкої (товщиною 80 мкм) мембрани. Іммобілізацію ферментів на білкових носіях можна проводити як у відсутність, так і в присутності сшивающих агентів. Білки використовуються і в фундаментальних біологічних дослідженнях, і в медицині. До недоліків білків в якості носіїв відносять їх високу імуногенність (за винятком колагену і фібрину). Найбільш для іммобілізації використовуються структурні (кератин, фібрин, колаген), рухові (міозин) і транспортні (альбумін) білки.
Синтетичні полімерні носії застосовуються для ковалентного і сорбційної іммобілізації ферментів, для отримання гелів, мікрокапсул. Полімери на основі стиролу застосовуються сорбційної іммобілізації. Вони можуть мати макропористі, ізопорістую структуру, а також гетеропорістую структуру. Для отримання полімерних гідрофільних носіїв широко використовується акриламід - похідне акрилової кислоти.
Широке поширення отримав метод включення ферментів і клітин в поліакриламідний гель, що має жорстку просторову сітчасту структуру. Поліакриламідний гель стійкий до хімічних впливів. Дуже цікаву групу представляють поліамідні носії. Це групи різних гетероланцюгових полімерів з повторюваної амидной групою-С (О)-NH-. Наприклад, полімери на основі N-вінілпіролідону використовуються для отримання іммобілізованих ферментів, здатних повільно розпадатися в організмі. Крім того, вони біологічно інертні, що особливо важливо при використанні в медичних цілях. Істотним недоліком більшості полімерних носіїв є їх здатність накопичуватися в організмі. У цьому відношенні перевага віддається природним полімерам, які гідролізуються ферментами. Тому до складу лікарських препаратів часто входить декстран, а з синтетичних носіїв - полімери на основі N-вінілпіролідону. В даний час ведуться експерименти по створенню синтетичних полімерів, що розщеплюються з утворенням нетоксичних продуктів обміну. ​​
Методи іммобілізації ферментів
Існує два основні методи іммобілізації ферментів: фізичний та хімічний.
Фізична іммобілізація ферментів представляє собою включення ферменту в таке середовище, в якої для нього доступною є лише обмежена частина загального обсягу. При фізичної іммобілізації фермент не пов'язаний з носієм ковалентними зв'язками. Існує чотири типи зв'язування ферментів:
- адсорбція на нерозчинних носіях;
- включення в пори гелю;
- просторове відділення ферменту від решти обсягу реакційної системи з допомогою напівпроникною перегородки (мембрани);
- включення до двофазну середу, де фермент розчинний і може знаходитися тільки в однієї з фаз.
Перераховані підходи проілюстровані малюнку 2.
В
Рис. 2. Способи іммобілізації ферментів: а - адсорбція на нерозчинних носіях, б - Включення в пори гелю, в - відділення ферменту за допомогою напівпроникною мембрани, г - використання двофазної реакційного середовища
Адсорбційна іммобілізація є найбільш старим з існуючих способів іммобілізації ферментів, початок їй було покладено ще в 1916 р. Цей спосіб досить простий і досягається при контакті водного розчину ферменту з носієм. Після відмивання неадсорбованими білка іммобілізований фермент готовий до використання. Утримування адсорбированной молекули ферменту на поверхні носія може забезпечуватися за рахунок неспецифічних ван дер Ваальсових взаємодій, водневих зв'язків, електростатичних і гідрофобних взаємодій між носієм і поверхневими групами білка. Внесок кожного з типів зв'язування залежить від хімічної природи носія і функціональних груп на поверхні молекули ферменту. Взаємодії з носієм можуть виявитися настільки сильними, що сорбція ...
