理學(xué)酶工程ppt課件(已改無錯字)
2023-03-24 22:20:12 本頁面
【正文】 類 2022/3/13 55 常用吸附劑 —— 活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石。 廢水處理中的 生物膜法 是其代表性的例子。 固定化對于吸附載體的要求包括： 無生物毒抗物理降解、具有抗化學(xué)降解、抗生物降解的穩(wěn)定性，具有一定的機械強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 2022/3/13 56 包埋法 — 將酶包埋在高聚物凝膠網(wǎng)格中或高分子半透膜內(nèi)的固定方法；前者又稱為凝膠包埋法，后者則稱為微囊法。 包埋法一般較少改變酶的高級結(jié)構(gòu)，酶的回收率較高；但它僅適用于小分子底物和產(chǎn)物的酶，因為只有小分子物質(zhì)才能擴散進入載體的網(wǎng)格。 1）凝膠包埋法 —— 將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內(nèi)部的微孔中，制成一定形狀的固定化酶，大多數(shù)為球狀或片狀。 常用凝膠 —— 天然凝膠（瓊脂凝膠、角叉菜膠、明膠等）和合成凝膠（聚丙烯酰胺凝膠等） 2022/3/13 57 圖 53 聚丙烯酰胺凝膠制成固定化細胞的結(jié)構(gòu) 2022/3/13 58 2022/3/13 59 2022/3/13 60 2022/3/13 61 2） 微囊法 是利用各類型的膜將 微生物細胞（ 酶）封閉起來，這類膜能使低分子產(chǎn)物和底物通過，而酶和其他高分子物質(zhì)不能通過，所以 只適合底物和產(chǎn)物都是小分子物質(zhì)的酶的固定。 2022/3/13 62 結(jié)合法 ? 1） 離子鍵結(jié)合法 通過離子鍵使酶 (或細胞 )與載體結(jié)合的固定化方法。 載體 —— 不溶于水的離子交換劑 :離子交換樹脂 ? 特點 —— 操作簡單、條件溫和、不會使酶失活；結(jié)合力弱、易脫落。 使用時一定要嚴格控制好 pH值、離子強度和溫度。 2022/3/13 63 2） 共價鍵結(jié)合 —— 選擇適宜的載體，使之通過共價鍵與酶結(jié)合在一起的固定化方法。 載體 —— 纖維素、瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、甲殼質(zhì)、氨基酸共聚物、甲基丙烯醇共聚物。 2022/3/13 64 （新型） 交聯(lián)固定化法不使用載體，而是通過物理或者化學(xué)手段使細胞之間彼此附著相連，因此可分為物理交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法兩種。 物理交聯(lián)法： 利用細胞自絮凝形成顆粒（顆粒污泥）作為固定化的方法，此法在高濃度有機廢水的處理方面正在發(fā)揮越來越大的作用。 活性污泥系統(tǒng)中菌膠團的形成及厭氧污泥場中顆粒污泥的產(chǎn)生均是通過細胞間自絮凝而實現(xiàn)的物理交聯(lián)。 2022/3/13 65 化學(xué)交聯(lián)法 —— 通過雙功能或多功能試劑，在酶分子間形成共價鍵的連接方法。 雙功能試劑： O O 常用的是戊二醛 H — C — CH2 — CH2 — CH2 — C — H （ a）酶分子之間用雙功能基團的化學(xué)交聯(lián)試劑相互交聯(lián)成水不溶性的固定化酶 2022/3/13 66 在沒有其它載體參與 ， 僅通過酶分子間交聯(lián)形成的固定化酶 ， 顆粒很小 ， 而且機械性能不佳 ，為克服這一缺點 ， 一般可先將酶吸附于載體上 ，或者包埋于膠內(nèi)或微囊內(nèi) ， 然后再交聯(lián)制成固定化酶 “ 網(wǎng) ” 膜或 “ 網(wǎng) ” 顆粒 。 這種方法又稱為雙重固定化法 。 2022/3/13 67 (三 )固定化酶的性質(zhì) 酶分子經(jīng)固相化后 ， 從游離態(tài)變?yōu)榻Y(jié)合態(tài) 。酶分子處在一個與游離態(tài)酶完全不同的微環(huán)境中 ， 微環(huán)境的許多性質(zhì)會影響酶原有的性質(zhì) 。如微環(huán)境的化學(xué)組成 ， 與酶相結(jié)合的表面結(jié)構(gòu) ，底物進入與底物排出微環(huán)境的速度 ， 微環(huán)境的局部 pH等 。 2022/3/13 68 1. 穩(wěn)定性： 固相酶的穩(wěn)定性比游離酶高 ， （ 1） 熱穩(wěn)定性： 固定化酶熱穩(wěn)定性較之天然酶提高 。 如氨基酸酰化酶 2022/3/13 69 (2) 對蛋白酶水解作用穩(wěn)定性： 固相酶比天然酶有更強的抵抗蛋白酶水解作用的能力 。 2022/3/13 70 (3) 對變性試劑作用的穩(wěn)定性： 固相酶對各種蛋白變性劑的穩(wěn)定性 ， 一般都比天然酶強 。 2022/3/13 71 (4) 保藏穩(wěn)定性： 固相酶比天然酶保存的時間更長 。 如： 天然胰凝乳蛋白酶在 ， 4℃ 保存 4個月 ， 殘留活力僅為原活力的 2%。 偶聯(lián)于瓊脂糖后 ，在同樣條件下 ， 卻可保存 82%的活力 ， 因此固相酶有利于運輸 、 貯存和重復(fù)使用 。 2022/3/13 72 2. 最適溫度： (1) 固相酶的最適溫度一般比天然酶高 ， 個別會有所降低 。 例如： 用重氮法制備的固定化胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶 ， 其作用的最適溫度比游離酶高 5～ 10℃ ； 以共價結(jié)合法固定化的色氨酸酶 ， 其最適溫度比游離酶高 5～ 15℃ 。 2022/3/13 73 (2) 同種酶 ， 采用不同的方
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