文档介绍：第七章固定化酶、固定化细胞
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生化工程第七章固定化酶固定化细胞
酶催化剂的优点:
专一性强,反应条件温和,反应速度较快。
弱点:
溶液酶在反应后,分离困难,重复利用困难;
溶液酶稳定性差,易失活。
1969出现了固定化酶技术。
固定化酶就是把原来游离的水溶性酶,固定于某一局部的空间或者固定于载体上。
概述
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生化工程第七章固定化酶固定化细胞
发展历史
1953年,德国,Grubhofer、Schleith,聚氨基苯乙烯树脂为载体,重氮法;
1969年,日本,千畑一郎,固定化氨基酰化酶,从DL-氨基酸连续生产L-氨基酸,首次工业规模应用固定化酶,促使酶工程作为一个独立的学科从发酵工程中脱离出来;
1971年,第一次国际酶工程会议确定固定化酶统一英文名称为Immobilized Enzyme。
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1973年,日本首次在工业上成功应用固定化大肠杆菌菌体中天门冬氨酸酶,由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。
1976年,法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精;
1978年,日本用固定化枯草杆菌细胞生产淀粉酶,开始了固定化细胞产酶的先例。
1979年,固定化毛地黄细胞和长春花细胞成功;
1982年,日本首次研究用固定化原生质体生产谷氨酸。
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固定化酶:
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
“水不溶酶”(water insoluble enzyme)
“固相酶”(solid phase enzyme)
1971年第一届国际酶工程会议正式采用“固定化酶(immobilized enzyme)”
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固定化酶的特点
具有生物催化剂的功能,又有固相催化剂的功能。
①可多次使用;
②反应后,酶底物产物易分开,产物中无残留酶,易纯化,产品质量高;
③反应条件易控制;
④酶的利用效率高;
⑤比水溶性酶更适合于多酶反应;
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水溶性酶
水不溶性载体
水不溶性酶
(固定化酶)
固定化技术
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固定化酶生物反应器
实际应用中,固定化酶可以装在反应器中,连续生产有利于生产的自动化,提高生产率。
鉴于此,70年代以来,该技术受到各国学者的瞩目,纷纷开展固定化酶的研究。
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第一节酶、细胞的固定化方法及固定化后的性质
一、固定化的原则和方法
酶催化作用依靠它的高级结构及活性中心。
固定化时,活性中心的必需基团应避免参加反应;避免高温、强碱、有机溶剂以及高浓度盐的处理,保护靠氢键、离子键、疏水键等弱键维系的酶蛋白质的高级结构。尽可能在温和条件下进行固定化反应。
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固定化方法:
载体结合法;交联法;包埋法;其他方法;
载体结合法:将酶(细胞)固定在不溶性载体上。靠共价结合、离子结合、和物理吸附。
常用的载体:纤维素、葡聚糖、琼脂糖等多糖衍生物颗粒或多孔玻璃等。
交联法:使酶与具有两个以上官能团的试剂(如:戊二醛)进行反应,应用化学键把酶固定。