《酶的固定化》PPT课件

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1、第六章酶与细胞固定化直接应用酶的不足之处:(1)酶的稳定性差,在温度、pH和无机离子等外界因素的影响下,容易变性失活(2)酶通常在水溶液中与底物反应，反应结束后，即使仍有较高酶活力，也难于回收利用，成本较高，不便连续化生产(3)酶反应后成为杂质与产物混在一起,增加分离纯化的困难固定化技术改善方法之一思路设计一种方法,将酶束缚于特殊的相,使它与整体分开但仍能进行底物和效应物的分子交换.这种固定化的酶可象一般化学反应中的固体催化剂一样既有酶催化特性,又有一般化学催化剂能回收，反复使用等优点,并可使生产工艺连续化自动化.种类(1)固定化酶(2)固定化菌体(死细胞)(3)固定化活细胞(增殖细

2、胞)(4)固定化原生质体(5)固定化动植物细胞优点(1)提高酶稳定性；(2)可反复或连续使用；(3)易于和反应产物分开；（4）酶反应过程可严格控制；（5）产物溶液无酶残留，简化提纯工艺；（6）较游离酶更适合多酶反应；（7）增加产物收率，提高产物质量；（8）酶的使用效率提高，成本降低。缺点（1）固定化时酶活有损失；（2）增加了生产初始成本；（3）只能用于可溶底物且较小分子；（4）与完整菌体相比不适宜于多酶反应；（5）胞内酶须分离。第一节酶固定化定义酶的固定化:将酶和菌体与不溶性载体结合的过程;固定化酶:在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续进行反应，反应后的酶可回收重复使用;概念发展“

3、水不溶酶”（waterinsolubleenzyme)“固相酶”（solidphaseenzyme)1971年第一届国际酶工程会议正式采用“固定化酶（immobilizedenzyme)”什么是固定化酶？水溶性酶水不溶性载体水不溶性酶（固定化酶）固定化技术固定化酶制备原则（1）维持酶的催化活性及专一性；（2）有利于生产自动化、连续化；（3）应有最小的空间位阻；（4）酶与载体必须结合牢固；（5）应有最大稳定性，载体不与废物、产物或反应液发生化学反应；（6）成本要低。一、酶固定化的方法1、吸附法(link)2、包埋法(link)3、结合法(link)4、交联法(link)5、热处理法(l

4、ink)酶固定化方法示意图吸附法用固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使其固定的方法;固体吸附剂:活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等;(1)操作简单，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，可反复使用;(2)物理吸附结合能力弱，酶与载体结合不牢固易脱落.back包埋法将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中的固定化方法多孔载体琼脂、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚酰胺、火棉胶等(1)凝胶包埋法天然凝胶条件温和，操作简便，对酶活影响小，强度较差合成凝胶强度高，耐温度、pH值变化强，因需聚合反应而使部分酶变性失活适用性不适用于底物或产物分子很大的酶类的固定化(2)半透膜包埋法半透膜聚酰胺

5、膜、火棉膜等，孔径几埃至几十埃，比酶分子直径小适用性底物和产物都是小分子物质的酶微胶囊直径一般只有几微米至几百微米?微胶囊型固定化酶制备酶+亲水性单体溶于水疏水性单体溶于有机溶液混合乳化剂乳化酶液分散成小水滴亲水性、疏水性单体在两相界面上聚合成半透膜，将酶包埋Tween-20破乳离心半透膜酶液滴（3）胶格包埋法首先被采用的胶格包埋法是：固定化胰蛋白酶木瓜蛋白酶－淀粉酶Enzyme+N,N-甲叉双丙稀酰胺,丙稀酰胺引发剂－－inactiationback结合法选择适宜的载体,通过载体的共价键或离子键(非共价健)与酶结合在一起的固定化方法酶载体(1)离子键结合法载体:DEAE-纤维素、

6、TEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等不溶于水的离子交换剂操作:将酶液与载体混合搅拌几个小时;或将酶液缓慢地流过处理好的离子交换柱;活力损失少,结合力较弱，条件(pH值和离子强度)改变时,酶易脱落(2)共价键结合法是载体结合法中报道最多的方法;载体分类:纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳质等;也可分三类:天然有机载体(多糖、蛋白质、细胞）、无机物（玻璃、陶瓷）、合成聚合物（聚酯、聚胺、尼龙）方法载体活化:借助某种方法，在载体上引进某一能够与酶分子上某一基团反应的活泼基团优点:结合很牢固，酶可连续使用较长时间缺点:操作复杂，共价结合可能影响酶的空间构象而影响酶的催化活性载体活化方法

7、1、重氮法;2、迭氮法;3、溴化氰法;4、烷基化法.重氮法将含有苯氨基的不溶性载体与亚硝酸反应生成重氮盐衍生物，使载体引进了活泼的重氮基团迭氮法含有酰肼基团的载体可用亚硝酸活化，生成迭氮化合物溴化氰法含有羟基的载体，如纤维素等，可用溴化氰活化生成亚氨基碳酸衍生物烷基化法含羟基的载体可用三氯-均三嗪等多卤代物进行活化，形成含有卤素基团的活化载体back交联法借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构特点此法与共价结合法一样也是利用共价键固定酶的，所