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固定化酶
編輯固定化酶是附著在惰性、不溶性材料上的酶,例如海藻酸鈣(通過海藻酸鈉溶液和酶溶液的混合物與氯化鈣反應產生)。這可以提高對pH或溫度等條件變化的抵抗力。它還可以讓酶在整個反應過程中保持在原位,然后它們很容易與產物分離并可以再次使用——這是一種效率更高的過程,因此在工業中廣泛用于酶催化反應。酶固定的替代方法是全細胞固定。
商業用途
編輯固定化酶對于商業用途非常重要,因為它們對反應的費用和過程具有許多好處,包括:
- 便利性:微量蛋白質溶解在反應中,因此后處理會容易得多。完成后,反應混合物通常僅包含溶劑和反應產物。
- 經濟性:固定化酶很容易從反應中去除,從而易于回收生物催化劑。這在生產無乳糖牛奶等過程中特別有用,因為牛奶可以從容器中排出,而將酶(乳糖酶)留在里面,為下一批做好準備。
- 穩定性:固定化酶通常比酶的可溶形式具有更高的熱穩定性和操作穩定性。
過去,生物洗衣粉和洗滌劑含有許多分解污垢的蛋白酶和脂肪酶。然而,當清潔產品接觸人體皮膚時,它們會產生過敏反應。這就是為什么酶的固定很重要,而不僅僅是經濟上的原因。
酶的固定化
編輯有多種方法可以固定酶:
- 親和標簽結合:可以使用非共價或共價蛋白質標簽將酶固定到表面,例如在多孔材料中。該技術已建立用于蛋白質純化目的。這種技術是普遍適用的,并且可以在沒有事先酶純化的情況下進行,結果是純制劑。使用多孔玻璃及其衍生物,其中多孔表面可以在疏水性方面進行調整以適應所討論的酶。
- 吸附在玻璃、藻酸鹽珠或基質上:酶附著在惰性材料的外部。通常,此方法是此處列出的方法中最慢的。由于吸附不是化學反應,固定化酶的活性位點可能會被基質或珠子阻斷,從而xxx降低酶的活性。
- 誘捕:酶被困在不溶性珠子或微球體中,例如海藻酸鈣珠子。然而,這些不溶性物質阻礙了底物的到達和產品的退出。
- 交聯:酶分子彼此共價鍵合,形成幾乎僅由酶組成的基質。該反應確保結合位點不覆蓋酶的活性位點,酶的活性僅受不動性的影響。然而,共價鍵的不靈活性排除了化學吸附自組裝單分子層所表現出的自修復特性。在這種情況下,使用像聚(乙二醇)這樣的間隔分子有助于減少基材的空間位阻。
- 共價鍵:酶與不溶性載體(如硅膠或具有環氧基團的大孔聚合物珠)共價結合。這種方法提供了xxx的酶/支持物相互作用,因此在催化過程中蛋白質泄漏最少。
隨機與定點酶固定
編輯許多具有生物技術重要性的酶已通過隨機多點連接固定在各種支持物(??無機、有機、復合和納米材料)上。然而,通過隨機化學修飾進行固定會導致異質的蛋白質群體,其中存在于蛋白質中的多于一個側鏈(氨基、羧基、硫醇等)與支持物相連,由于限制底物進入活性位點,活性可能降低.相反,在定點酶固定中,支持物可以連接到遠離活性位點的蛋白質分子中的單個特定氨基酸(通常是N或C末端)。
由于底物可以自由進入活性位點,因此可以保持xxx的酶活性。這些策略主要是化學的,但可能還需要遺傳和酶促方法來在支持物和酶上產生官能團(蛋白質中不存在)。SDCM方法的選擇取決于許多因素,例如酶的類型(不太穩定的嗜冷,或更穩定的嗜熱同系物)、酶的pH穩定性、試劑的N端或C端的可用性、不干擾酶末端與酶活性、催化氨基酸殘基的類型、可用性、價格和試劑制備的難易程度有關。例如,產生互補的可點擊功能(炔烴和疊氮化物)在載體和酶上是通過定點化學修飾固定酶的最方便的方法之一。
酶促反應底物的固定化
編輯固定化方法與酶一起廣泛使用的另一個應用是固定化底物上的酶促反應。這種方法有助于酶活性的分析并模擬酶在例如細胞壁上的性能。
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