300
XIV-БОБ. ҲУЖАЙРАЛАРНИ ИММОБИЛЛАШ
14.1. Микроорганизм ҳужайраларини иммобиллаш
Микроорганизмларнинг иммобилланган ҳужайралари ҳақидаги илк бор
илмий мақолалар XX асрнинг 70-йилларида пайдо бўлди, саноатда эса улар
1974 йили Японияда қўлланила бошланди. Микроорганизмларнинг
иммобилланган
ҳужайралари
асосида
аспарагин
кислотаси
олиш
технологияси яратилди ва ишга тушурилди.
Иммобилланган ҳужайралар иммобилланган ферментлар, ҳамда эркин
ҳужайралардан ҳам бир қатор афзалликларга эгадир. Булар қуйидагилардир:
ферментларни
ажратиш
ва
тозалашга
кетадиган
ҳаражат
сарфланмайди;
реакция маҳсулотларини ажратиш ва тозалашга кетадиган сарф-
ҳаражатларни камайтиради;
- нисбатан юқори фаоллик ва барқарорликка эга;
узлуксиз ва ярим узлуксиз автоматлаштирилган жараёнларни
яратиш
имкони туғилади;
полифермент системалар экзоген кофакторларсиз, узоқ фаолият
кўрсатиш хусусиятига эга бўлади.
Иммобилизациялаш учун турли ҳолатдаги,
яъни тирик ва турли
даражада зарарланган ҳужайралар ишлатилиши мумкин. Бир босқичли
реакцияларни юқорида келтирилган иккала ҳолатдаги ҳужайралар ҳам амалга
ошира оладилар. Полиферментли реакцияларни эса тирик ҳужайраларни
қўллаш билан амалга оширилади, аммо бундай ҳужайралар узоқ вақт
давомида АТФ ва коферментларни (НАДФ, НАД) ренегенерациялаш
имкониятига эга бўлиши керак.
Иммобилланган микроорганизмларнинг
ферментатив фаоллигидан
фойдаланиш тарихи узоқ вақтларга бориб тақалади. Бундан 150 йил аввал
сиркани
тез
олиш
усули,
ёғоч
қипиғига
адсорбцияланган
301
микроорганизмларга
асосланган
эди.
Ҳужайраларни
иммобиллаш
ферментларни иммобиллаш методи билан жуда яқин.
Кимёвий иммобиллаш методи фаоллаштирилган ташувчи билан
ковалент боғлар ҳосил қилишга асосланган.
Хужайралар иммобиризациясининг
физикавий методлари эса,
адсорбция ва агрегациядир.
Ҳужайраларни турли геллар, мембраналар, толаларга киритиш йўли
билан иммобиллаш кимёвий ва физикавий ўзаро таъсирланишларга
асосланган. Кимёвий методлар бошқа методларга нисбатан кам ишлатилади.
Ҳужайралар кўпроқ геллар, мембраналар ва толаларга киритилади.
Бундай
усуллари билан иммобилланган ҳужайралар узоқ вақт давомида, ўзиниг хаёт
фаолиятини сақлаб қолади ва озуқа муҳитида кўпая олади. Иммобилланган
ҳужайраларнинг биокаталитик фаоллиги ҳозирги вақтда фан ва техниканинг
турли тармоқларида ишлатилиб келинмоқда, хусусан:
аминокислотлар,
органик
кислоталар,
антибиотиклар,
стероидлар, углеводлар, углеводородлар, нуклеотидлар ва нуклеозидлар каби
бирикмаларнинг биосинтези ва трансформациясида;
пиво ва вино ишлаб чиқаришда;
оқава ва табиий сув ҳавзаларини тозалашда;
оқава сувларни металлардан тозалашда;
қуёш
энергиясининг ассимиляциясида;
водородли қуёш элементларини тайёрлашда;
азотфиксацияда;
аналитик мақсадларда электродлар тайёрлашда.
Микроорганизм ҳужайраларини иммобиллаш, айниқса, улар асосида
аминокислоталар, органик кислоталар ва
антибиотикларни синтезлаш
бўйича, япон олимлари томонидан кўплаб ишлар қилинган. Москва давлат
университетида
аспарагин
кислотасини
олиш
методи
яратилган.
Полиакриламид гелга киритилган
E.coli ҳужайралари аспарагин кислотасини
олиш учун жуда қулайдир.
302
Микроорганизмлардан ташқари, физиологик фаол бирикмаларни
синтезлаш мақсадида ўсимлик ва ҳайвон ҳужайраларини ҳам иммобиллаш
мумкин.
Ҳозирда ҳужайра органелларини иммобиллаш бўйича ҳам катта ишлар
олиб борилмоқда. Бу эса, биотехнологиянинг иммобилланган ҳужайраларни
қўллаш билан боғлиқ йўналишининг нақадар истиқболли эканлигини
исботлайди.
Do'stlaringiz bilan baham: