Го связывания с носителем

4. Поперечная «сшивка» молекул фермента при помощи би- функциональных реагентов. Молекулы фермента, свободно переме- щающиеся в растворе, соединяются между собой различными своими участками с помощью определенных реагентов (рис.22).

61

Рисунок 22 - Иммобилизация фермента методом поперечной

«Сшивки»

Получается некое пространственное образование, включающее активные молекулы фермента и довольно большие пространства меж-

ду ними, удобные для диффузии молекул субстрата и продукта реак-

ции.

5.Адсорбция на носителе с последующей поперечной «сшивкой». Этот способ сочетает в себе способы 1 и 4. По сравнению с обычной адсорбцией на носителе получается более глубокий слой молекул фер- мента, доступных для субстрата и продукта, а по сравнению с обычной

«сшивкой» — более прочная гранула, имеющая жесткий остов в цен-

тре (рис. 23).

Рисунок 23 - Иммобилизация фермента методом адсорбции на носителе с последующей поперечной “сшивкой”

6. Включение в полупроницаемые капсулы. Внутри капсулы

(рис.24) как бы существует коллоидный раствор фермента. Внешняя оболочка капсулы довольно прочная, непроницаема для фермента, но проницаема для продукта и субстрата.

62

1 — капсула с полупроницаемой стенкой;

2 —молекулы фермента, взвешенные в растворе внутри капсулы

Рисунок 24 - мобилизация фермента методом включения в полупроницаемые капсулы

7. Сополимеризация фермента и полимера-носителя. Напоми- нает включение в гель, но матрица создается путем сополимеризации полифункционального реагента и фермента (фермент не просто нахо- дится в «клетке» геля, но и сцеплен с ней). Этот способ является соче- танием способов 2 и 4. Примером является широко распространенный полиакриламидный гель, в котором в качестве реагента используется глутаровый альдегид.

8. Физическое смешение — перемешивание фермента и порош- ка носителя. Метод довольно прост, но не очень надежен. Фермент может отслаиваться от носителя и переходить в раствор.

4.7 Оценка качества иммобилизованных ферментов и метода иммобилизации

Разработка иммобилизованного фермента (биокатализатора) — это целое искусство. Здесь важны и рецептура входящих в биокатализ- атор компонентов, и режим температуры, рН, перемешивания, при ко- тором осуществляется иммобилизация, и методы отмывки свободного фермента и остатков не прореагировавшего мономера или реагентов.

63

Эта технология часто является надежно охраняемым секретом фирм. При оценке метода иммобилизации обычно учитывают три ха- рактеристики получаемого биокатализатора:

1) потеря активности при иммобилизации. Иммобилизация — это всегда некоторое насилие над ферментом. Это особенно справедливо в методах, где в процессе иммобилизации используют химические реа- генты, экстремальные для фермента значения рН и температуры. По- этому сразу после иммобилизации суммарная активность фермента ниже, чем до нее;

2) стабильность биокатализатора. Это его способность проти- востоять деградации молекул фермента в процессе последующей его работы и хранения. Наиболее надежно, конечно, проверить образцы биокатализаторов при длительной работе, хотя в практике часто ис- пользуют ускоренные методы старения и оценки стабильности;

3) активность биокатализатора. Она зависит не только от первого показателя — потери активности, но также и от того, насколько акти- вен был исходный фермент, то есть насколько хорошо и много удалось

«затолкать» фермента в биокатализатор.

Разные оценки качества биокатализатора часто бывают проти- воречивыми. Выбирать приходится на основе экономического сравне- ния — сколько продукта, и с какой производительностью может дать тот, или иной биокатализатор и какова при этом получается его цена.