酶的固定化方法一一交聯(lián)法和包埋法
化學(xué)先生 / 2019-08-03
1：交聯(lián)法
交聯(lián)法是 采用雙功能團(tuán)試劑或多功能團(tuán)試劑進(jìn)行酶分子之間的交聯(lián)，使酶分子和雙功能團(tuán)試劑或多功能團(tuán)試劑之間形成共價鍵，得到三維的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。除了酶分子之間發(fā)生交聯(lián)外，還存在一定的分子內(nèi)交聯(lián)，根據(jù)使用條件和添加材料的不同，可制備不同物理性質(zhì)的固定化酶。常用交聯(lián)劑有戊二醛、雙重氮聯(lián)苯胺-2,2-二磺酸等。此法的優(yōu)點是酶之間連接牢固，具有良好的穩(wěn)定性及重復(fù)使用性，缺點是有時難以很好地控制反應(yīng)條件，反應(yīng)劇烈時，常常引起酶蛋白的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并導(dǎo)致活性中心受到破壞，從而難于保證每次都能制得高活力的樣品。
2：包埋法
包埋法是將酶包裹于凝膠形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，或半透膜聚合物的超濾膜內(nèi)使其固定化。
包埋法可分為網(wǎng)絡(luò)型和微囊型兩種。前者是將酶包埋于高分子凝膠細(xì)微網(wǎng)絡(luò)內(nèi);而后者是將酶包埋在高分子半透膜中制備成微囊型。包埋法.般不需 要與酶蛋白的氨基酸殘基進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)，很少改變酶的空間構(gòu)象，酶活回收率較高，因此可以應(yīng)用于許多酶的固定化。但是包埋法制備的固定化酶，只適合用于小分子底物和產(chǎn)物的酶催化反應(yīng)，因為只有小分子反應(yīng)底物或產(chǎn)物，才可以通過高分子凝膠的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)散。此外，由這種固定化方法產(chǎn)生的擴(kuò)散阻力，還會使固定化酶的動力學(xué)行為發(fā)生改變，從而降低酶活力。
總之，酶可以通過各種不同的方法進(jìn)行固定化，但不管是通過物理的弱相互作用，還是通過較強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合，都必須采用不溶于水的材料作為固定化載體。但是任何一種固定化方法或固定化載體，都不可能適用于所有的酶，要想獲得較好的固定化效果，必須根據(jù)具體的酶和催化反應(yīng)類型，選擇合適的固定化方法和載體。因此，和多相化學(xué)催化劑的制備一樣，要想通過選擇固定化方法和載體，制備出性能最佳的固定化酶，沒有現(xiàn)成的規(guī)律可循，往往依賴于實際工作經(jīng)驗的積累，最后以是否能最大限度地保留酶活性和提高酶的穩(wěn)定性為評價標(biāo)準(zhǔn)。圖8-1形象地描述了幾種制備固定化酶的方法。
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