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半透膜包埋法固定化酶

發布時間:2021-01-20 04:03:27

① 制備固定化酶的方法有哪些競爭性抑制劑有何特徵如何消除它對酶的抑製作用

1固定化酶的傳統制備方法

1.1吸附法

吸附法是利用物理吸附法,將酶固定在纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體上的固定方式。
顯著特點是:
工藝簡便及條件溫和,包括無機、有機高分子材料,
吸附過程可同時達到純化和固定化;
酶失活後可重新活化,
載體也可再生。
但要求載體的比表面積要求較大,有活潑的表面

1.2包埋法

包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子結構或微囊結構等多空載體中,而底物仍能滲入格子或微囊內與酶相接觸。這個方法比較簡便,酶分子僅僅是被包埋起來,生物活性被破壞的程度低,但此法對大分子底物不適用。

(1)網格型
將酶或包埋在凝膠細微網格中,製成一定形狀的固定化酶,稱為網格型包埋法。也稱為凝膠包埋法。

(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物製成的小球內,製成固定化酶。由於形成的酶小球直徑一般只有幾微米至幾百微米,所以也稱為微囊化法。

1.3結合法

酶蛋白分子上與不溶性固相支持物表面上通過離子鍵結合而使酶固定的方法,叫離子鍵結合法。其間形成化學共價鍵結合的固定化方法叫共價鍵結合法。共價鍵結合法結合力牢固,使用過程中不易發生酶的脫落,穩定性能好。
該法的缺點是載體的活化或固定化操作比較復雜,反應條件也比較強烈,所以往往需要嚴格控制條件才能獲得活力較高的固定化酶。

1.4交聯法

交聯法是用多功能試劑進行酶蛋白之間的交聯,使酶分子和多功能試劑之間形成共價鍵,得到三向的交聯網架結構,除了酶分子之間發生交聯外,還存在著一定的分子內交聯。多功能試劑制備固定化酶方法可分為:
(1) 單獨與酶作用;
( 2) 酶吸附在載體表面上再經受交聯;
( 3) 多功能團試劑與載體反應得到有功能團的載體,再連接酶。交聯劑的種類很多,最常用的是戊二醛,其他的還有異氰酸衍生物、雙偶氮二聯苯胺、N,N-乙烯馬來醯亞胺等。
交聯法的優點是酶與載體結合牢固,穩定性較高;缺點是有的方法固定化操作較復雜,進行化學修飾時易造成酶失活
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競爭性抑制劑與被抑制的酶的底物通常有結構上的相似性,能與底物競相爭奪酶分子上的結合位點,從而產生酶活性的可逆的抑製作用。與酶的活性中心相結合。與酶的結合是可逆的。
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增大底物濃度可以減弱競爭性抑制劑的影響。

② 為什麼制備固定化酶不宜用包埋法

包埋法適合固定化細胞。

由於酶的體積比較小(相對),包埋法中使用的載體所形成的孔道要比酶的體積要大,所以如果用包埋法的話酶很難固定在載體內,容易從包埋材料中漏出!

③ 酶的固定化方法有哪些各有何優缺點

一、包埋法
定義:將酶、細胞或原生質體包埋在各種多孔載體中,使其固定化的方法。
分類:根據載體的材料和方法的不同分為凝膠包埋法(網格型包埋法)、半透膜包埋法(微囊型包埋法)。
1、凝膠包埋法:應用最廣泛的固定化方法。
定義:以各種多孔凝膠為載體,將酶、細胞或原生質體包埋在凝膠的微孔內的固定化方法。
載體:瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺凝膠等。
注意事項:凝膠的孔徑應控制在小於酶分子直徑的范圍內;不適於那些底物或產物分子很大的酶類的固定化。
2、半透膜包埋法
定義:將酶或細胞包埋在由各種高分子聚合物製成的小球內,製成固定化酶或固定化細胞。
載體:聚醯胺膜、火棉膠膜等。 適用:底物和產物都是小分子物質的酶的固定化。
方法:將酶液滴分散在與水互不相溶的有機溶劑中,在酶液滴表面形成半透膜,將酶包埋在微膠囊中。

二、結合法
定義:選擇適宜的載體,使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法。
分類:根據酶與載體結合的化學鍵不同分為離子鍵結合法、共價鍵結合法。
1、離子鍵結合法
定義:通過離子鍵使酶與載體結合的固定化方法。
載體:某些不溶於水的離子交換劑,如DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠。
方法:一定條件下,酶與載體混合攪拌幾小時,或是將酶液緩緩流過處理好的離子交換柱。
特點:結合力較弱,在pH、離子強度等條件改變時,酶容易脫落。
使用注意:pH、離子強度、溫度等的控制。
2、共價鍵結合法
定義:通過共價鍵將酶與載體結合的固定化方法。
常用載體:纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠等
可以形成共價鍵的基團:氨基、羧基、巰基、羥基、酚基和咪唑基等。
特點:結合牢固、酶不會脫落、可連續使用較長時間;載體活化的操作復雜;共價結合可能影響酶的空間結構,從而影響酶的催化活性。

④ 酶的固定化方法主要有哪些

包埋法化學結合法 物理吸附法

⑤ 固定化酶的各種方法(如:包埋法和交聯法等)的具體操作流程~~~ 謝謝!!!『『『『『

包埋法、交聯法對細胞、酶的固定化操作及其比較

一. 實驗目的
通過用聚丙烯醯胺包埋法和明膠——戊二醛交聯法兩種方法固定枯草桿菌菌體和細胞色素C,掌握細胞和酶的一些固定方法,並對它們進行固定效果的比較,了解這些固定方法的特點。

二.實驗原理
酶的固定化技術是用物理或化學的方法將水溶性的酶與固態的水不溶性載體結合,使之成為一種不溶於水的仍具有酶活性的物質。固定化酶的優點在於:1)可以反復使用;2)易與產物分離,便於產物的純化處理,提高產物的產量和質量;3)多數情況下,比水溶性的酶穩定;4)適於裝柱使用,有利於生產的連續化。細胞的固定是將產酶的微生物細胞直接固定在固態的水不溶性載體上,省去了細胞破碎以及酶提取等復雜的步驟。但要求所固定的微生物能讓底物和產物易透過細胞膜並且細胞內不存在產物的分解系統。所以,要固定的細胞應該是有選擇性的。本實驗主要是學習固定的方法,並通過比較了解這些方法的特點。丙烯醯胺在一定條件下經催化可形成凝膠,把酶或細胞包埋在凝膠的網路空隙中,形成不溶性的酶的載體。明膠是一種惰性蛋白,當與細胞或酶蛋白混合後,就把酶或細胞包埋在明膠聯成的網架之中。由於菌體細胞或酶蛋白的表面都有蛋白質游離氨基,當加入雙功能團試劑戊二醛以後,戊二醛即和蛋白質游離氨基形成Schiff鹼,因此,在明膠表面與菌體或酶蛋白表面之間發生錯綜復雜的交聯,從而使酶或細胞固定化。

三.主要儀器與試劑
儀器:滅菌鍋,搖床,冰箱,離心機,水浴鍋,紫外-可見分光光度計等。
試劑:蛋白腖,牛肉膏,明膠,戊二醛,丙烯醯胺(Acr),過硫酸銨(AP),甲叉雙丙烯醯胺(Bis),四甲基乙二胺(TEMED),過氧化氫,鄰苯二胺,細胞色素C等。

四.操作步驟
1.枯草桿菌細胞的培養
在超凈台上將已滅菌的培養液(見實驗二十七)5ml移置已滅菌的試管中,接種純的枯草芽孢桿菌。在37℃搖床快速振盪培養8-10小時(培養液較混濁為止)。離心收集菌體,加3ml蒸餾水輕攪使菌細胞懸浮。
2. 丙烯醯胺凝膠固定細胞色素C和菌細胞
取50ml燒杯三隻,各加入3ml 29%Acr-1%Bis混合液,2ml水。輕攪勻後,於1號燒杯中加入1ml菌細胞懸浮液、2號燒杯中加入1ml 0.13%細胞色素C液和在3號燒杯中加入水1ml作為對照,然後都加入10%過硫酸銨液70μl和TEMED8μl,輕攪勻後待凝。將凝固後的凝膠用水浸泡5分鍾,其中換水3次。把凝膠放置濾紙上,用濾紙輕吸干,觀察凝膠顏色。(可能的話,將包含菌細胞的凝膠切成較薄的薄片與對照一起在顯微鏡下觀察)。將這幾種凝膠切成小顆粒,分別取約0.5克放置於有濾紙的漏斗中,用水淋洗數次後移置試管中,各加入20mmol/L鄰苯二胺4ml浸泡2分鍾後加入10%過氧化氫0.04ml,混勻反應30秒,倒出上清液,以水為空白測定428nm處的吸光值,分析測定結果並解釋。
3. 明膠包埋—戊二醛交聯法制備固定化細胞色素C和固定化菌細胞
取50ml燒杯二隻,各加入明膠1克,水4ml,於80℃水浴熔化,冷卻至60℃左右分別加入2ml菌細胞懸浮液或0.13%的細胞色素C液,在攪動下迅速加入25%的戊二醛0.5ml,置於—20℃,三天後取出融化,觀察比較。

⑥ 什麼叫包埋法固定化酶

固定化酶(immobilized enzyme)是用物理的或化學的方法使酶與水不溶性大分子載體結合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中製成的。酶固定化後一般穩定性增加,易從反應系統中分離,且易於控制,能反復多次使用。便於運輸和貯存,有利於自動化生產。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術,在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。

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,製成固定化細胞,例如可用明膠及戊二醛包埋具有青黴素醯化酶活力的菌體,可連續水解帤基青黴素,工業生產6-氨基青黴烷酸。
酶經過固定化後,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′-磷酸二酯酶的工業應用)甚至幾百倍(如青黴素醯化酶的工業應用)。

⑦ 1、簡述酶工程的研究內容 2、什麼是固定化酶 3、固定化酶和固定化細胞的特點和優點各是什麼怎樣制備

酶工程的研究內容:

酶工程主要研究酶的生產、純化、固定化技術、酶分子結構的修飾和改造以及在工農業、醫葯衛生和理論研究等方面的應用。

固定化酶:

固定化酶(immobilized enzyme),是用物理或化學方法處理水溶性的酶使之變成不溶於水或固定於固相載體的但仍具有酶活性的酶衍生物。

固定化酶和固定化細胞的特點和優點各是什麼?怎樣制備

固定化酶的特點和優點:
(1)同一批固定化酶能在工藝流程中重復多次地使用;
(2)固定化後,和反應物分開,有利於控制生產過程,同時也省去了熱處 理使酶失活的步驟;
(3)穩定性顯著提高;
(4)可長期使用,並可預測衰變的速度;
(5)提供了研究酶動力學的良好模型。
固定化細胞的特點和優點:
1.使用固定化細胞省去了酶的分離過程,顯著降低了成本。
2.固定化細胞為多酶系統,不需要輔助因子
3.增加了細胞對不利環境的耐逆性,可重復使用。
4.增加了酶的穩定性。
固定化酶制備:
1、吸附法:
過載體表面和酶分子表面間的次級鍵相互作用而達到固定目的的方法,是固定化中最簡單的方法。酶與載體之間的親和力是范德華力、疏水相互作用、離子鍵和氫鍵等。
2、包埋發:
將酶包埋在高聚物的細微凝膠網格中或高分子半透膜內的固定化方法。前者又稱為凝膠包埋法,酶被包埋成網格型;後者又稱為微膠囊包埋法,酶被包埋成微膠囊型。
3、共價鍵結合法:
將酶與聚合物載體以共價鍵結合的固定化方法。
4、交聯法
使用雙功能或多功能試劑使酶分子之間相互交聯呈網狀結構的固定化方法。由於酶蛋白的功能團,如氨基、酚基、巰基和咪唑基,參與此反應,所以酶的活性中心構造可能受到影響,而使酶失活明顯。但是盡可能地降低交聯劑濃度和縮短反應時間將有利於固定化酶活力的提高。

固定化細胞的制備:

一種固定化細胞的制備方法,包括以下步驟: a.選用甲烷利用細菌Methylomonas sp.GYJ3,在可供給微生物能量的甲烷和空氣的混合氣體中,輔以無機培養基進行培養; b.培養好的菌體細胞離心後用無機培養基懸浮,加入到硅酸鈉溶液和鹽酸溶液製成的溶膠中,待溶膠凝固變成凝膠後,就製得了包埋的細胞,將包埋細胞置於低溫環境中以增加包埋強度; c.用磷酸鹽緩沖液洗去包埋細胞的雜質,充入可給微生物提供能量的相應的甲烷與空氣的混合氣體,在搖床上培養48-120小時。

希望對你有用,得個分太不容易了,呵呵。

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