固定化酶的优点 什么是固定化酶？有何优点

2020-04-13 18:22:48 来源：朵拉利品网

1, 什么是固定化酶？有何优点

所谓固定化酶，是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的，而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的，但仍具有酶活性的状态。
酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。便于运输和贮存，有利于自动化生产，但是活性降低，使用范围减小，技术还有发展空间。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。
固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。
物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应，整体结构保持不变，酶的催化活性得到很好保留。但是，由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用，因此对一些反应不适用。
化学法包括结合法、交联法。结合法又分为离子结合法和共价结合法。是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来，而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。
参考资料来源：搜狗百科-固定化酶

2, 什么是固定化酶？有何优点？如何制备固定化酶

什么是固定化酶？有何优点？如何制备固定化酶
1固定化酶的传统制备方法
1.1吸附法
吸附法是利用物理吸附法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式.
显著特点是：
工艺简便及条件温和，包括无机、有机高分子材料，
吸附过程可同时达到纯化和固定化；
酶失活后可重新活化，
载体也可再生.
但要求载体的比表面积要求较大，有活泼的表面
1.2包埋法
包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中，而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触.这个方法比较简便，酶分子仅仅是被包埋起来，生物活性被破坏的程度低，但此法对大分子底物不适用.
(1)网格型
将酶或包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法.也称为凝胶包埋法.
(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶.由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法.
1.3结合法
酶蛋白分子上与不溶性固相支持物表面上通过离子键结合而使酶固定的方法，叫离子键结合法.其间形成化学共价键结合的固定化方法叫共价键结合法.共价键结合法结合力牢固，使用过程中不易发生酶的脱落，稳定性能好.
该法的缺点是载体的活化或固定化操作比较复杂，反应条件也比较强烈，所以往往需要严格控制条件才能获得活力较高的固定化酶.
1.4交联法
交联法是用多功能试剂进行酶蛋白之间的交联，使酶分子和多功能试剂之间形成共价键，得到三向的交联网架结构，除了酶分子之间发生交联外，还存在着一定的分子内交联.多功能试剂制备固定化酶方法可分为：
(1) 单独与酶作用；
( 2) 酶吸附在载体表面上再经受交联；
( 3) 多功能团试剂与载体反应得到有功能团的载体，再连接酶.交联剂的种类很多，最常用的是戊二醛，其他的还有异氰酸衍生物、双偶氮二联苯胺、N,N-乙烯马来酰亚胺等.
交联法的优点是酶与载体结合牢固，稳定性较高；缺点是有的方法固定化操作较复杂，进行化学修饰时易造成酶失活
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竞争性抑制剂与被抑制的酶的底物通常有结构上的相似性，能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点，从而产生酶活性的可逆的抑制作用.与酶的活性中心相结合.与酶的结合是可逆的.
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增大底物浓度可以减弱竞争性抑制剂的影响.

3, 酶的固定化方法有哪些？各有何优缺点

一、包埋法
定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。
分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。
1、凝胶包埋法：e69da5e6ba907a686964616f31333337613736应用最广泛的固定化方法。
定义：以各种多孔凝胶为载体，将酶、细胞或原生质体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。
载体：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
注意事项：凝胶的孔径应控制在小于酶分子直径的范围内；不适于那些底物或产物分子很大的酶类的固定化。
2、半透膜包埋法
定义：将酶或细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶或固定化细胞。
载体：聚酰胺膜、火棉胶膜等。 适用：底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。
方法：将酶液滴分散在与水互不相溶的有机溶剂中，在酶液滴表面形成半透膜，将酶包埋在微胶囊中。
二、结合法
定义：选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。
分类：根据酶与载体结合的化学键不同分为离子键结合法、共价键结合法。
1、离子键结合法
定义：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。
载体：某些不溶于水的离子交换剂，如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶。
方法：一定条件下，酶与载体混合搅拌几小时，或是将酶液缓缓流过处理好的离子交换柱。
特点：结合力较弱，在pH、离子强度等条件改变时，酶容易脱落。
使用注意：pH、离子强度、温度等的控制。
2、共价键结合法
定义：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。
常用载体：纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等
可以形成共价键的基团：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。
特点：结合牢固、酶不会脱落、可连续使用较长时间；载体活化的操作复杂；共价结合可能影响酶的空间结构，从而影响酶的催化活性。

名词解释

载体

载体（Vector） ，指在基因工程重组DNA技术中将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子。三种最常用的载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒。

固定化

固定化：英文名immobilized; immobilization; 所谓固定化是指用物理或化学方法使酶成为不溶性衍生物或使细胞成为不易从载体上流失的形式制成生物反应器用以催化生化反应、细胞数量的增殖等。

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