I bob. Fermentlarni immobilizatsiyalashtirish va biokatalitik tizimlar

I – BOB. FERMENTLARNI IMMOBILIZATSIYALASHTIRISH VA BIOKATALITIK TIZIMLAR


1.1. Fermentlarni o'rganish tarixi

Fermentlarni suvsiz tizimga kuchirib stabillashtirish, oksil injeneriyasi- injenerlik enzimologiyaning vazifasiga kiradi.

Injenerlik enzimologiyaning asosiy usuli- fermentlarni immobilizaciyasi xisoblanadi.
Immobilizaciya- fermentlar molekulasini buzilmasdan uz kobiliyatini saklagani xolda uzok muddatlarda tuxtatib kuyish xisoblanadi. Ushbu usul iktisodiy samarali buladi. Masalan: glyukozadan fruktoza olishda immobilizaciyalashtirilgan glyukoizomeraza fermentni yordamida olinsa 2 baravar arzon buladi.¹
Fermentlarni va xujayralarni immobilizaciya usulida izolirovat kilinsa ularning erkin xoldagi xarakteriga xos bulmagan xususiyat paydo buladi.
Bir yuz yildan ortiq vaqt oldin "enzim" va "enzim" atamalari bir tomondan L. Pasterning nazariy bahslarida, boshqa tomondan M. Bertlo va Y. Liebigning spirtli fermentatsiyaning tabiati haqida turli nuqtai nazarlarni aks ettirdi. 1907 yilda u bu ish uchun Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Birinchi marta yuqori darajada tozalangan kristalli ferment (ureaza) J. 1926 yilda ajratilgan. Samner tomonidan. Keyingi 10 yil ichida yana bir nechta fermentlar ajratildi va fermentlarning oqsil tabiati nihoyat isbotlandi.
Kam chidamli tuzilishga ega bo'lgan ferment oqsillari pH va harorat o'zgarishiga juda sezgir. Har bir ferment uchun katalizatsiyalangan reaktsiya tezligi maksimal bo'lgan pH qiymati maqbuldir. Shunday qilib, tripsinning faoliyati pH 7,8 da optimaldir; pankreatik amilaza-pH 6,4-7,2 da. PH qiymatining bir tomonga yoki boshqasiga og'ishi enzimatik reaktsiya tezligining pasayishiga olib keladi. Optimal qiymati neytral yoki gidroksidi muhitda bo'lgan fermentlar oshqozonning kislotali tarkibi bilan butunlay inaktivlanadi.
Eng fermentlar uchun optimal harorat qiymati-20-40 ° C. 40-50°C harorat ko'tarilishi, odatda, ferment faolligi pasayishiga va ba'zan fermentlarning to'liq denatürasyonuna olib keladi.
Ferment preparatlarini ishlab chiqarishda yuqori samarali ilmiy asoslangan usullarni qo'llash bilan bir qatorda, yuqori ishlab chiqarish madaniyati, texnologiya rejimlariga qat'iy rioya qilish ayniqsa zarur. Moddaning ishlab chiqarish bosqichida ham, Dozaj shaklida ham fermentlarni barqarorlashtirishga katta e'tibor beriladi. Hozirgi vaqtda barqarorlikning uchta asosiy usuli qo'llaniladi:
- labil enzim markazlarini himoya qilish, ularning faoliyati uchun javobgarlik, kimyoviy modifikatsiya (immobilizatsiya, shu jumladan);
- qobiqni qo'llash orqali inaktivatsiya qiluvchi omillar ta'siridan himoya qilish;
- fermentlarni yo'q qilishni inhibe qiluvchi qo'shimchalar moddasini yoki dozalash shakliga kiritish.
"Ferment" atamasi XVII asrda kimyogar van Xelmont tomonidan ovqat hazm qilish mexanizmlarini muhokama qilishda taklif qilingan.
XVIII asr oxiri-XIX asr boshlarida. go'sht oshqozon sharbati bilan hazm qilinadi va kraxmal tupurik ta'siri ostida shakarga aylanadi. Biroq, bu hodisalarning mexanizmi noma'lum edi.
Louis Paster, xamirturush ta'sirida uglevodlarni etil spirtiga aylantirishni o'rganib, bu fermentatsiya jarayoni xamirturush hujayralarida ma'lum bir hayotiylik bilan katalizlanadi degan xulosaga keldi.