固定化酶

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固定化酶immobilized enzyme)是一種工程的常見技術。在這種技術中,酶被吸附到一種惰性的低水溶性的物質上(如海藻酸鈣)。這種技術可以使得酶對於pH或者溫度的抗逆性增加。這種技術也使得酶在反應中得以被固定,因此可以輕易地與反應物或產物中分離,因此也可以被再次使用。這種非常有效率的技術在工業化酶促反應中被廣泛使用。固定化酶的其中一種技術也被稱作全細胞固定化技術英語whole cell immobilization[1][2]

商業價值[編輯]

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[編輯]

  • 固體吸附法英語Affinity-tag binding(Affinity-tag binding):酶被吸附在惰性物質的外部。總的來說,這種方法是此處列舉三種方法中最慢的一種。吸附反應並不是化學反應,因此固定化的酶的活性位點有可能會被基質擋住,進而大大降低酶活性。[3]
  • 包埋法(Entrapment):酶被包埋在不溶的柱子或者微球內,如海藻酸鈣柱子。然而,這種不溶性阻礙了底物進入或者是產物移出。
  • 交聯法:酶通過化學反應被共價結合在一種基質上。這種方法是目前最為有效的方法。由於化學反應保證了結合位點並不覆蓋酶的活性位點,因此酶的活性只受到固定化的程度的影響。

參考文獻[編輯]

  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. (原始內容存檔於2018-06-08) (英語). 
  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. (原始內容存檔於2018-06-10). 
  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 (英語).