固定化酶

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固定化酶immobilized enzyme)是一种工程的常见技术。在这种技术中,酶被吸附到一种惰性的低水溶性的物质上(如海藻酸钙)。这种技术可以使得酶对于pH或者温度的抗逆性增加。这种技术也使得酶在反应中得以被固定,因此可以轻易地与反应物或产物中分离,因此也可以被再次使用。这种非常有效率的技术在工业化酶促反应中被广泛使用。固定化酶的其中一种技术也被称作全细胞固定化技术英语whole cell immobilization[1][2]

商業價值[编辑]

固定化酶具有相當重要的商業價值,包括下列優勢:

  • 便利性溶解度較低的蛋白質,藉由此方法可以更簡便的操作。固定後的成品通常僅含有溶劑及產物。
  • 經濟性:固定後的酵素具可再生性。這個應用特別常應用於利用乳醣酶製造無乳糖牛乳。
  • 穩定性:此法生成的酵素的溫度及化學耐受性均較游離酵素高。

酶的固定化方法[编辑]

  • 固体吸附法英语Affinity-tag binding(Affinity-tag binding):酶被吸附在惰性物质的外部。总的来说,这种方法是此处列举三种方法中最慢的一种。吸附反应并不是化学反应,因此固定化的酶的活性位点有可能会被基质挡住,进而大大降低酶活性。[3]
  • 包埋法(Entrapment):酶被包埋在不溶的柱子或者微球内,如海藻酸钙柱子。然而,这种不溶性阻碍了底物进入或者是产物移出。
  • 交联法:酶通过化学反应被共价结合在一种基质上。这种方法是目前最为有效的方法。由于化学反应保证了结合位点并不覆盖酶的活性位点,因此酶的活性只受到固定化的程度的影响。

參考文獻[编辑]

  1. ^ Oksana Zaushitsyna, Dmitriy Berillo, Harald Kirsebom, Bo Mattiasson. Cryostructured and Crosslinked Viable Cells Forming Monoliths Suitable for Bioreactor Applications. Topics in Catalysis. 2014-03-01, 57 (5): 339–348 [2018-04-02]. ISSN 1022-5528. doi:10.1007/s11244-013-0189-9 (英语). 
  2. ^ Rosa Aragão Börner, Oksana Zaushitsyna, Dmitriy Berillo, Nazareno Scaccia, Bo Mattiasson, Harald Kirsebom. Immobilization of Clostridium acetobutylicum DSM 792 as macroporous aggregates through cryogelation for butanol production. Process Biochemistry: 10–18. [2018-04-02]. doi:10.1016/j.procbio.2013.09.027. 
  3. ^ K. Engelmark Cassimjee, M. Kadow, Y. Wikmark, M. Svedendahl Humble, M. L. Rothstein, D. M. Rothstein, J.-E. Bäckvall. A general protein purification and immobilization method on controlled porosity glass: biocatalytic applications. Chemical Communications. 2014-07-18, 50 (65) [2018-04-02]. ISSN 1364-548X. doi:10.1039/c4cc02605e (英语).