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1、固定化酶的種類和應(yīng)用？
是指經(jīng)過一定改造后被限制在一定的空間內(nèi)，能模擬體內(nèi)酶的作用方式，并可反復(fù)連續(xù)地進(jìn)行有效催化反應(yīng)的酶。固定化酶又稱固相酶。在理論研究上，固定化酶可以作為探討酶在體內(nèi)作用的模型;在實(shí)際使用中,可使生產(chǎn)工藝自動(dòng)化和連續(xù)化，提高酶的使用效率。
制備方*** 固定化技術(shù)是通過化學(xué)或物理等手段將酶分子束縛起來供重復(fù)使用的技術(shù)。大致可分為載體結(jié)合***、交聯(lián)***和包埋***等。
載體結(jié)合*** 將酶結(jié)合到非水溶性的載體上。一般來講,載體的親水性基團(tuán)越多，表面積越大，單位載體結(jié)合的酶量也越大。最常用的是共價(jià)結(jié)合***，此外還有離子結(jié)合***、物理吸附***。
?、佟」矁r(jià)結(jié)合*** 是將酶蛋白分子上官能團(tuán)和載體上的反應(yīng)基團(tuán)通過化學(xué)價(jià)鍵形成不可逆的連接的方***。在溫和的條件下能偶聯(lián)的酶蛋白基團(tuán)包括有氨基、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等。常用的載體包括天然高分子（纖維素、瓊脂糖、葡萄糖凝膠、膠原及其衍生物），合成高分子(聚酰胺、聚丙烯酰胺、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等)和無機(jī)支持物（多孔玻璃、金屬氧化物等）。共價(jià)結(jié)合***制備的固定化酶,酶和載體的連接鍵結(jié)合牢固,使用壽命長，但制備過程中酶直接參與化學(xué)反應(yīng)，常常引起酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致酶活力的下降，往往需要嚴(yán)格控制操作條件才能獲得活力較高的固定化酶。
?、凇‰x子結(jié)合*** 通過離子效應(yīng)將酶固定到具有離子交換基團(tuán)的非水溶性載體上的一種方***。能引起離子結(jié)合的載體,除具有離子交換基團(tuán)的多糖類外,象離子交換樹脂（見離子交換劑）那樣的合成高分子衍生物也可用作載體。離子結(jié)合***與共價(jià)結(jié)合***比較,操作簡便,處理?xiàng)l件溫和，可以得到較多高活性的固定化酶。但載體和酶的結(jié)合力不夠牢固，易受緩沖液種類和pH的影響。
③ 物理吸附*** 將酶吸附到不溶于水的載體上而使酶固定化的方***。常使用的載體有活性炭、氧化鋁、高嶺土、硅膠、多孔玻璃、羥基磷灰石等。物理吸附***操作簡便、費(fèi)用較省,可供選擇的載體類型多,有的可以再生。但酶與載體的相互作用較弱，被吸附的酶容易從載體上脫落，酶的非專一性吸附會(huì)引起酶的部分或全部失去。
交聯(lián)*** 利用雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)試劑與酶之間發(fā)生分子交聯(lián)來把酶固定化的方***。常用的試劑有戊二醛、***乙基二異氰酸酯、雙重氮聯(lián)苯胺和乙烯- 馬來酸酐共聚物等。參與此反應(yīng)的酶蛋白中的官能團(tuán)有N末端的 α- 氨基、賴氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巰基等。交聯(lián)***反應(yīng)比較激烈，固定化酶的活力，在多數(shù)情況下都較脆弱。
包埋*** 將酶包裹于凝膠網(wǎng)格或聚合物的半透膜微中,使酶固定化。所用的凝膠有瓊脂、海藻酸鹽以及聚丙烯酰胺凝膠等；用于制備微囊的材料有聚酰胺、聚脲、聚酯等。將酶包埋在聚合物內(nèi)是一種反應(yīng)條件溫和，很少改變酶蛋白結(jié)構(gòu)的固定化方***，此***對大多數(shù)酶、粗酶制劑、甚至完整的微生物細(xì)胞都適用。但此***較適合于小分子底物和產(chǎn)物的反應(yīng)，因?yàn)樵谀z網(wǎng)格和微囊中存在有分子擴(kuò)散效應(yīng)。加大凝膠網(wǎng)格，有利于分子擴(kuò)散，但使凝膠的機(jī)械***度降低。
應(yīng)用 酶經(jīng)過固定化后，比較能耐受溫度及pH值的變化，可制成機(jī)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(jìn)行批式攪拌反應(yīng)），也可以制成酶膜、酶管等多種形式的酶反應(yīng)器。隨著固定化酶技術(shù)的發(fā)展，許多工業(yè)生物反應(yīng)過程已相繼問世。固定化酶作為現(xiàn)***生物技術(shù)的一個(gè)新的領(lǐng)域，發(fā)展很快。目前在工業(yè)上應(yīng)用的數(shù)量并不多，這是因?yàn)樵诙鄶?shù)情況下酶的價(jià)格昂貴，一般酶活力的回收率不高，輔酶的再生較困難。所以，固定化酶作為生物催化劑主要用于生產(chǎn)精細(xì)的特殊化學(xué)品、藥品，在食品工業(yè)中由于生物催化劑較化學(xué)催化劑安全，也將得到廣泛使用。同時(shí)，固定化酶用于各種疾病的診斷、治療及人工臟器；用作化學(xué)分析的酶電極；固定化酶用作燃料電池；固定化酶用作親和層析手段，分離和提純酶的底物、輔酶、抑制劑及抗體等，顯示出廣闊的前景。
此外，固定化細(xì)胞是在固定化酶基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不但省去了酶的提取工藝，而且使許多生化物質(zhì)的生產(chǎn)，特別是需要多酶的發(fā)酵***生產(chǎn)改變成菌體中復(fù)合酶系的連續(xù)化反應(yīng)。如果被固定的微生物細(xì)胞是仍處于生存狀態(tài)的活細(xì)胞，則供給一定營養(yǎng)后，細(xì)胞將繼續(xù)生長繁殖。這種固定化微生物活細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展，是工業(yè)發(fā)酵的新方向。
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