《固定化酶》word版

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5、enzyme定義：水溶性酶經(jīng)物理或化學方法處理后，成為不溶于水的但仍具有酶活性的一種酶的衍生物。在催化反應(yīng)中以固相狀態(tài)作用于底物。應(yīng)用學科：生物化學與分子生物學（一級學科）；酶（二級學科）以上內(nèi)容由全國科學技術(shù)名詞審定委員會審定公布目錄簡介發(fā)展歷史制備方法分類具體方法應(yīng)用領(lǐng)域展開簡介發(fā)展歷史制備方法分類具體方法應(yīng)用領(lǐng)域展開編輯本段簡介??固定化酶固定化酶（immobilizedenzyme），酶本身還是溶于水的，只是是用物理的或化學的方法使酶與水不溶性大分子載體結(jié)合或把酶包埋在其中，使得酶在水中溶性凝膠或半透膜的微囊體從而導致流動性降低。酶固定化后一般穩(wěn)定性增加

6、，易從反應(yīng)系統(tǒng)中分離，且易于控制，能反復(fù)多次使用。便于運輸和貯存，有利于自動化生產(chǎn)，但是活性降低，使用范圍減小，技術(shù)還有發(fā)展空間。固定化酶是近十余年發(fā)展起來的酶應(yīng)用技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)、化學分析和醫(yī)藥等方面有誘人的應(yīng)用前景。編輯本段發(fā)展歷史固定化酶的研究始于1910年,正式研究于20世紀60年代,70年代已在全世界普遍開展。酶的固定化(Immobilizationofenzymes)是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi),仍能進行其特有的催化反應(yīng)、并可回收及重復(fù)利用的一類技術(shù)。與游離酶相比,固定化酶在保持其高效專一及溫和的酶催化反應(yīng)特性的同時,又克服了游離酶的不足之

7、處,呈現(xiàn)貯存穩(wěn)定性高、分離回收容易、可多次重復(fù)使用、操作連續(xù)可控、工藝簡便等一系列優(yōu)點。固定化酶不僅在化學、生物學及生物工程、醫(yī)學及生命科學等學科領(lǐng)域的研究異?；钴S,得到迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,而且因為具有節(jié)省資源與能源、減少或防治污染的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)而符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。編輯本段制備方法分類??制備方法分類圖固定化酶的制備方法有物理法和化學法兩大類。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的優(yōu)點在于酶不參加化學反應(yīng),整體結(jié)構(gòu)保持不變,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空間或立體阻礙作用,因此對一些反應(yīng)不適用?；瘜W法包括結(jié)合法、

8、交聯(lián)法。結(jié)合法又分為離子結(jié)合法和共價結(jié)合法。是將酶通過化學鍵連接到天然的或合成的高分子載體上,使用偶聯(lián)劑通過酶表面的基團將酶交聯(lián)起來,而形成相對分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.其中吸附法和共價鍵法又可統(tǒng)稱為載體結(jié)合法。具體方法吸附法利用各種吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上而使酶固定的方法。通常有物理吸附法和離子吸附法。常用吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。采用吸附法固定酶，其操作簡便、條件溫和，不會引起酶變性或失活，且載體廉價易得，可反復(fù)使用。載體結(jié)合法最常用的是共價結(jié)合法，即酶蛋白的非必需基團通過共價鍵和載體形成不可逆的連接。在溫和的

9、條件下能偶聯(lián)的蛋白質(zhì)基團包括：氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基。參加和載體共價結(jié)合的基團，不能是酶表現(xiàn)活力所必需的基團。以中國首先采用的雙功能團試劑“對位-β-硫酸酯乙砜基苯胺”偶聯(lián)載體和酶為例，載體結(jié)合的步驟如下頁反應(yīng)式。此法曾先后用于3′-核糖核酸酶、5′-磷酸二酯酶和葡萄糖淀粉酶等的固定化。此外酶通過物理吸附或離子吸附于載體制備固定化酶也是常用的方法。交聯(lián)法依靠雙功能團試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)凝集成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之不溶于水從而形成固定化酶。常采用的雙功能團試劑有戊二醛、順丁烯二酸酐等。酶蛋白的游離氨基、酚基、咪唑

10、基及巰基均可參與交聯(lián)反應(yīng)。包埋法酶被裹在凝膠的細格子中或被半透性的聚合物膜包圍而成為格子型和微膠囊型兩種。包埋法制備固定化酶除包埋水溶性酶外還常包埋細胞，制成固定化細胞，例如可用明膠及戊二醛包埋具有青霉素?；富盍Φ木w，可連續(xù)水解帤基青霉素，工業(yè)生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸。酶經(jīng)過固定化后，比較能耐受溫度及pH的變化，最適pH往往稍有移位，對底物專一性沒有任何改變，實際使用效率提高幾十倍（如5′-磷酸二酯酶的工業(yè)應(yīng)用）甚至幾百倍（如青霉素?；傅墓I(yè)應(yīng)用）。編輯本段應(yīng)用領(lǐng)域固定化酶的形式多樣，可制成機械性能好的顆粒裝成酶柱用于連續(xù)生產(chǎn)；或在反應(yīng)器中進行批式攪拌反應(yīng)；也

11、可制成酶膜、酶管等應(yīng)用于