Kafedrasi “biotexnologiya” fanidan o‘quv-uslubiy majmua

II.Immobilizatsiyalangan fermentlarni tashish.


Immobilizatsiya qilingan fermentlarni olish uchun cheklangan miqdordagi ikkala organik va noorganik tashuvchilar ishlatiladi. Tashuvchilarga quyidagi talablar qo'yiladi (J.Porat, 1974): yuqori kimyoviy va biologik qarshilik; yuqori kimyoviy quvvat; ferment va substratlar uchun etarli darajada o'tkazuvchanlik, gözeneklilik, katta o'ziga xos sirt maydoni; texnologik jihatdan qulay shakllar (granulalar, membranalar) shaklida olish imkoniyati; oson yoqish; yuqori gidrofilik; arzon narx. Shuni ta'kidlash kerakki, organik tashuvchilar (past va yuqori molekulyar og'irlik) ham tabiiy yoki sintetik kelib chiqishi mumkin. Tabiiy polimerik organik tashuvchilar biokimyoviy tasnifiga ko'ra 3 guruhga bo'linadi: polisaxarid, oqsil va lipid. Makromolekulalarning asosiy zanjirining kimyoviy tuzilishi bilan bog'liq holda sintetik polimerlarni ham guruhlarga bo'lish mumkin: polimetilen, poliamid, poliester. Fermentlarning immobilizatsiyasi uchun tabiiy polisakkaridlar va polimetil turidagi sintetik tashuvchilar keng qo'llaniladi, qolganlari kamroq qo'llaniladi. Tabiiy polimerlarning immobilizatsiya uchun tashuvchisi sifatida katta ahamiyati ularning mavjudligi va kimyoviy reaktsiyalarga osongina kiradigan reaktiv funktsional guruhlarning mavjudligi bilan izohlanadi. Ushbu tashuvchilar guruhining o'ziga xos xususiyati shundaki, ularning yuqori gidrofilligi. Tabiiy polimerlarning kamchiliklari bu mikroorganizmlarning beqarorligi va ancha yuqori narx. Ko'pincha immobilizatsiya uchun tsellyuloza, dekstran, agaroza va ularning hosilalari kabi polisakkaridlar qo'llaniladi. Tsellyuloza gidrofil, ko'plab gidroksil guruhlariga ega, bu esa ularni ushbu guruhlarni almashtirish uchun o'zgartirishga imkon beradi. Mexanik kuchni oshirish uchun tsellyuloza qisman gidroliz bilan donadorlanadi, buning natijasida amorf joylar yo'q qilinadi. Ularning o'rnida kristalli joylar orasidagi g'ovaklikni saqlash uchun kimyoviy o'zaro bog'lanish joriy etiladi. Granulyar tsellyuloza turli xil ion almashinadigan lotinlarga, masalan, DEAE-tsellyuloza, CMC va boshqalarga aylantirilishi juda oson. "Sephadex" nomi ostida sotiladigan Dektran asosidagi ommaviy axborot vositalari keng tarqalgan. Quritganda, ular osonlikcha siqiladi, ular suvli eritmada kuchli shishadi. Ushbu tashuvchilardagi geldagi gözenek hajmi o'zaro bog'liqlik darajasi bilan boshqariladi. Kraxmal ham dekstran guruhiga kiradi. Kimyoviy modifikatsiyalangan kraxmal formaldegid kabi moddalar bilan o'zaro bog'langan. Shu tarzda ko'pikli kraxmal olindi, bu esa fermentlar va gidrolizga qarshilikni oshirdi. Dextran asosidagi suvda eruvchan dorilar ko'pincha tibbiyotda giyohvand moddalar tashuvchisi sifatida ishlatiladi. Agar yaxshi tashuvchi deb hisoblanadi. Uning xususiyatlari kimyoviy o'zaro bog'lanishdan so'ng yaxshilanadi, masalan, diepoks aralashmalari. Bunday agar issiqlikka bardoshli bo'ladi, bardoshli va oson o'zgartiriladi. Proteinlar tashuvchisi sifatida bir qator afzalliklarga ega: ular keng, biologik parchalanishga qodir va ingichka (80 mkm) membrana sifatida ishlatilishi mumkin. Protein tashuvchilarida fermentlarning immobilizatsiyasi o'zaro bog'liq bo'lgan moddalar mavjud bo'lganda ham, mavjud bo'lganda ham amalga oshirilishi mumkin. Proteinlar asosiy biologik tadqiqotlar va tibbiyotda qo'llaniladi. Oqsillarning tashuvchisi sifatida kamchiliklari ularning yuqori immunogenligini (kollagen va fibrindan tashqari) o'z ichiga oladi. Immobilizatsiya uchun eng ko'p ishlatiladiganlar tarkibiy (keratin, fibrin, kollagen), motor (miyozin) va transport (albumin) oqsillari. Sintetik polimer tashuvchilardan fermentlarning kovalent va sorbsion immobilizatsiyasi, gellar, mikrokapsulalar olish uchun foydalaniladi. Stirolga asoslangan polimerlar sorbsion immobilizatsiya uchun ishlatiladi. Ular makropor, izopor tuzilishga, shuningdek heteropor tuzilishga ega bo'lishi mumkin. Akril kislotaning hosilasi bo'lgan akrilamid polimerli hidrofilik tashuvchilarni olish uchun keng qo'llaniladi.