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会计学为什么要进行酶的固定化:稳定性差催化结束后难以回收目前固定化对象(duìxiàng):从酶扩增到微生物或动植物细胞和各种细胞器第一个将固定化细胞用于工业化:1973年日本千田一郎,用于连续化生产L-天冬氨酸.中国:1994年,江苏某高校在世界上首次实现大规模固定化微生物细胞工业化生产天然食品(shípǐn)添加剂酒石酸(现达到5,000吨/年,国家火炬计划项目2004EB020341),改变了单一依靠葡萄酒酒石提取的传统工艺。目前世界上只有中国能用生物技术方法生产L-酒石酸。什么(shénme)是固定化酶?化学偶联固定化酶的特点(tèdiǎn):一、酶的固定化方法(fāngfǎ)a.物理吸附法:是制备固定化酶最早采用的方法(fāngfǎ),它以固体表面物理吸附为依据,使酶一水不溶性载体相接触而达到酶吸附的目的b.离子吸附法通过离子效应(xiàoyìng)将酶分子固定到含有离子交换基团的固相载体.其实质不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程,是可逆性化学吸附。第一个离子吸附法固定化酶:DEAE(二乙氨基乙醇)—Cellulose(纤维素)固定化过氧化氢酶第一个工业化的固定化酶:DEAE-SephadexA-50固定化氨基酰化酶优点:反应(fǎnyìng)条件温和,固定化酶活性高。缺点:结合不牢固,酶在高浓度底物,高离子强度或pH变化时易脱落。载体:DEAE-纤维素、CM(甲基)-衍生物等/C、金属(jīnshǔ)的氢氧化物和氧化物d.共价(ɡònɡjià)结合法2、共价(ɡònɡjià)交联法图7-11酶分子之间共价交联和与水不溶性载体(zàitǐ)共价偶联酶分子;(a)酶分子之间用双功能基团的化学交联试剂相互交联成水不溶性的固定化酶;(b)酶分子被偶联到水不溶性载体(zàitǐ)上形成水不溶性的固定化酶3、包埋法微囊法:是利用各类型的膜将酶封闭起来,这类膜能使低分子产物和底物通过,而酶和其他高分于物质不能通过。纤维包埋法:是将酶包埋在合成纤维的微孔穴中的方法,其优点是成本低、可用于酶结合的表面积大,有优良的抗微生物和抗化学试剂的性能,最常用(chánɡyònɡ)的聚合物是醋酸纤维素。/方法酶硝酸纤维素-D-半乳糖苷酶天门冬酰胺酶火棉胶(硝化(xiāohuà)纤维素)醇脱氢酶苹果酸脱氢酶丙酮酸激酶脲酶有无微胶囊化的固定化酶活力(huólì)比较二、细胞(xìbāo)的固定化方法2、吸附法主要(zhǔyào)是利用细胞与载体之间的吸引力(范德华力、离子键和氢键),使细胞固定在载体上,常用的吸附剂有玻璃、陶瓷、硅藻土、多孔塑料、中空纤维等。三、固定化酶(细胞(xìbāo))的性质(1)酶活力(huólì)的变化:固定化酶的活力(huólì)在多数情况下比天然酶的活力(huólì)低,专一性也可能发生变化,其原因可能是:①酶构象的改变导致了酶与底物结合能力或催化底物转化能力的改变;②载体的存在给酶的活性部位或调节部位造成某种空间障碍,影响酶与底物或其他效应物的作用;③底物和酶的作用受其扩散速率的限制。在个别情况下,固定化酶由于抗抑能力的提高使得它反而比游离酶活力(huólì)高。(2)酶稳定性提高:酶稳定性包括热稳定性、对各种(ɡèzhǒnɡ)有机试剂的稳定性、对PH的稳定性、对蛋白水解酶的抗性及储存稳定性等。(4)最适温度的变化在一般情况下,固定化后的酶失活速度下降,所以最适温度也随之提高,这是非常(fēicháng)有利的结果。(5)动力学常数的变化酶固定于电中性载体后,表观米氏常数往往比游离酶的米氏常数高,而最大反应速度变小;而当底物与具有带相反电荷的载体结合后,表观米氏常数往往减小,这对固定化酶实际应用是有利的。此外,动力学常数的变化还受溶液中离子强度的影响,在高离子强度下,酶的动力学常数几乎不变。(1)相对酶活力:具有相同酶蛋白量的固定化酶与游离(yóulí)酶活力的比值称为相对酶活力.它与载体结构、颗粒大小、底物分子量大小及酶的结合效率有关.相对酶活力低于75%的固定化酶,一般没有实际应用价值。(2)酶的活力回收率:固定化酶的总活力与用于固定化的酶的活力之百分比称为酶的活力回收率将酶进行固定化时,总有一部分酶没有(méiyǒu)与载体结合在一起,测定酶的活力回收率可以确固定化的效果.一般情况下,活力回收率应小于1,若大于1可能由于固定化活细胞增殖或某些抑制因素排除的结果.(3).酶固定化效果的测定固定化酶活力测定基本上与溶液(róngyè)酶相似,也以反应初速度表示.即每毫克干重