типу обмеження свободи переміщення ферменту в обсязі системи досягається завдяки його здатності розчинятися тільки в одній з фаз. Субстрат і продукт ферментативного перетворення розподіляються між обома фазами відповідно до їх розчинність у цих фазах. Природа фаз підбирається таким чином, що продукт накопичується в тій із них, де фермент відсутній. Після завершення реакції цю фазу відокремлюють і витягують з неї продукт, а фазу, яка містить фермент, знову використовують для проведення чергового процесу. Одним з найважливіших переваг систем двофазного типу є те, що вони дозволяють здійснювати ферментативні перетворення макромолекулярних субстратів, які неможливі при застосуванні жорстких носіїв з обмеженим розміром пір.
Головним відмітною ознакою хімічних методів іммобілізації є те, що шляхом хімічної взаємодії на структуру ферменту в його молекулі створюються нові ковалентні зв'язку, зокрема між білком і носієм. Препарати іммобілізованих ферментів, отримані із застосуванням хімічних методів, володіють принаймні двома важливими достоїнствами. По-перше, ковалентний зв'язок ферменту з носієм забезпечує високу міцність утворюється кон'югату. При широкому варіюванні таких умов, як рН і температура, фермент НЕ десорбується з носія і не забруднює цільових продуктів катализируемой їм реакції. Це особливо важливо при реалізації процесів медичного та харчового призначення, а також для забезпечення стійких, відтворюваних результатів в аналітичних системах. По-друге, хімічна модифікація ферментів здатна приводити до істотних змін їх властивостей, таких як субстратна специфічність, каталітична активність і стабільність. Хімічна іммобілізація ферментів є мистецтвом, рівень якого визначається, в першу чергу, умінням експериментатора. Основне завдання експериментатора полягає у формуванні нових ковалентних зв'язків у молекулі ферменту при використанні його функціональних груп, несуттєвих для прояви його каталітичної активності. При хімічної модифікації ферменту його активний центр бажано захищати. При зіставленні різних прийомів іммобілізації хімічні методи для великомасштабних біотехнологічних процесів здаються малопривабливими через складність і дорожнечу. У промислових процесах зазвичай використовуються ті чи інші методи фізичної іммобілізації.
Застосування іммобілізованнихферментов
Особливо відчутний внесок іммобілізовані ферменти внесли в тонкий органічний синтез, в аналіз, в медицину, в процеси конверсії енергії, в харчову та фармацевтичну промисловості.
Для синтетичної органічної хімії важливо те, що в двофазних реакційних середовищах фермент зберігає каталітичну активність навіть при виключно малому вмісті води, тому рівновагу катализируемой реакції (вихід продукту) експериментатор може регулювати в широких межах, підбираючи потрібний органічний розчинник. Іммобілізовані ферменти дали поштовх до створення принципово нових методів "безреагентного" безперервного аналізу багатокомпонентних систем органічних (у ряді випадків і неорганічних) сполук.
У майбутньому важливу роль у контролі навколишнього середовища і в клінічній діагностиці повинні зіграти такі методи, як БІОЛЮМІНЕСЦЕНТНІ аналіз і імуноферментний аналіз.
У медицині іммобілізовані ферменти відкрили шлях до створенню лікарських препаратів пролонгованої дії зі зниженою токсичністю і алергенність. Иммобилизационной підходи сприяють вирішенню проблеми спрямованого транспорту ліків в організмі.
Проблеми біоконверсії маси і енергії в даний час намагаються вирішити мікробіологічними шляхом. Проте іммобілізовані ферменти вносять відчутний внесок у здійснення фотолізу води і в біоелектрокаталіз.
Заслуговує увагу і використання іммобілізованих ферментів у процесах переробки лігноцелюлозної сировини.
Іммобілізовані ферменти можуть використовуватися і як підсилювачі слабких сигналів. На активний центр іммобілізованого ферменту можна подіяти через носій, піддаючи останній ультразвукової обробці, механічних навантажень або фотохімічним перетворенням. Це дозволяє регулювати каталітичну активність системи фермент - носій під дією механічних, ультразвукових і світлових сигналів. На цій основі були створені механо-і звукочувствітельние датчики і відкритий шлях до безсрібним фотографії.
Промислові процеси із застосуванням іммобілізованих ферментів впроваджені насамперед у харчову та фармацевтичну промисловість. У харчової промисловості за участю іммобілізованих ферментів йдуть процеси отримання глюкозо-фруктових сиропів, глюкози, яблучної та аспарагінової кислоти, оптично активних L-амінокислот, дієтичного безлактозную молока, цукрів з молочної сироватки та ін
У медицині іммобілізовані ферменти використовуються також як лікарські препарати, особливо в тих випадках, коли необхідно локальний вплив. Крім того, біокаталізатори широко використовуються в різних апаратах для перфузионной очищення різних біологічних рідин. Можливості та пер...
