酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展

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1、酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中

2、酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展310药物生物技术PharmaceuticalBiotechnology2006,13(4):310~314酶膜生物反应器中酶的固定化方法研究及其应用进展石陆娥,应国清,唐振兴,易喻,熊文悦(1.浙江工业大学化材学院

3、博,杭州310014;2.浙江工业大学药学院,杭州310014)摘要利用膜作为固定化酶载体的酶膜反应器,能有效地将酶固定,可实现产物的原位分离,消除位阻效应和抑制效应,且可连续操作,便于放大,已广泛应用于蛋白质,纤维素,淀粉等的酶解,污水处理等.文章对酶膜反应器中的固定化方法研究进行了分类,介绍并综合了酶膜反应器的应用,及存在问题.对其前景做了展望.关键词固定化酶;酶膜反应器;膜分离中图分类号:Q814文献标识码:A文章编号:1005—8915(2006)04—0310—05酶作为生物催化剂,已广泛用于制药,食品,生化行业.而其有效性和经济性在很大程度上取决于酶

4、与反应物的接触方式和能否以恰当的方法将酶与产物分开.吸附,包埋,共价交联,微束等固定化酶技术的迅速发展,改变了酶工程学的面貌近几十年来,膜分离技术已经渗透到生物化工领域,它不仅能有效地对酶,蛋白质,生物制品等进行分离,浓缩和纯化,还能利用膜作为固定化酶的载体,实现酶的膜固定化.传统意义上的膜固定化酶反应器,通常是将一种不能透过高分子化合物的分离膜置入容器中,然后加入酶及底物,使其进行酶反应,其反应生成物会连续不断地透过分离膜,而被回收利用.这种酶虽然也被称为固定化酶,但因酶和膜相对独立,酶和膜的特征实质没有改变,因而酶在游离态时的一些缺陷如稳定性差,使用寿命短等

5、并未得到改善.目前随着酶固定化技术和水平的提高,膜科学技术和工业的不断发展,各种膜固定化酶反应器不断涌现,其克服了游离酶膜反应器的缺点,成为目前酶工程领域的研究热点.国际已开始用以生产卜天冬氨酸,卜苹果酸,氨基青霉烷酸,酒精等.国内对酶膜反应器的研究刚刚起步.它的研究开发将有助于推动我国酶工程学的发展.1酶膜反应器中酶的固定化方法随着膜固定化技术的发展,特别是当半透膜除了用于分离外,还被用作界面催化剂的载体制各膜固定酶时,酶膜反应器的功能得到了拓展,因为在反应体系中多了一个固定相,可以进行更复杂的酶反应,例如可以实现多相酶反应体系将酶固定在膜上的方法有物理吸附法

6、,化学交联法,共价结合法,定点固定化等.1.1物理吸附法(凝胶层固定化)膜(或经适当处理过的膜)对膜蛋白有较强的吸附作用,借助膜的这种特性将酶溶液在膜反应器中循环一定时间后便可实现酶的固定化.酶溶液进行膜过滤后,因浓差极化而在膜表面形成一薄层酶蛋白凝胶层,这也属于吸附法固定酶的一种方法(动态固定化).或者酶被无催化活性的蛋白质包围在膜表面形成凝胶层,这种方法称为共凝胶化固定法(静态固定化).这种固定化法由于酶处于微细环境中,十分稳定,酶的失活较小,并且胶层内酶浓度较高,因而反应物的转化率也较高.但缺点是膜易被堵住.此法关键是选择有适当的截留分子量的超滤膜和膜组件

7、构型.这种反应器的应用见表l.表1凝胶酶膜反应器『1]酶反应物及用途酸性磷酸酶卢一葡糖苷酶卢一葡糖苷酶一半乳糖脱氢酶蔗糖酶苹果酶脂肪酶脲酶变构酶青霉素酰化酶磷酸4一硝基苯脂水解纤维素二糖水解为葡萄糖4一硝基苯基葡糖苷D一半乳糖的氧化蔗糖L一苹果酸转化为丙酮酸脂肪水解尿素分解CMP的氨基水解青霉素除去侧链成6一APA收稿日期:2006—04—21修回日期:2006—05—21基金项目:浙江省科技厅资助项目(2005C33004)作者简介:石陆娥,女,1979年9月生,浙江新昌人,博士生,从事酶的固定化,分离纯化等的研究.*通讯联系人:email:gg坠g!::塑联

8、系电话:0571—883