1。3。2 固定化酶的制备方法
酶的固定化方法[9]常用的有:吸附法、包埋法、共价结合法、交联法等。
①吸附法:此法是最早采用的固定化方法之一,并且在过去就已经普遍使用。它是用物理方法以非共价键的方式将载体和酶两者结合起来的。根据不同酶的性质不同,可以选取适合的吸附方法,如疏水吸附、静电作用吸附[10]、亲和吸附[11]、生物的特异性[12]和非特异性吸附[13]等。当然,吸附法中不可或缺的就是吸附剂,如活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等都是典型使用的[14]。此法与其它固定化方法比较而言,明显的优势是操作简便,反应条件温和,不会使酶发生变性或失活,而且使用的载体便宜、容易得到,可重复使用多次。该方法最大的弊端是酶与载体的结合不牢固,很容易脱落分开,这使得它的应用遭到了一定的限制。
②包埋法:此法主要是先将催化的酶分散在流体介质中,再通过一定的物理或化学方法把该酶装载到不溶的载体中,从而将酶达到固定化的效果。简而言之,就是用某种载体将酶包裹在其中形成固定化。20世纪60年代,BERNFELD P等人[15]发现了丙烯酰胺单体,它在N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和溶解酶两者同时存在的情况下还能保持酶的活性,至此之后,包埋法渐渐被受到重视。包埋法[16]之所以可以用于许多酶的固定化,是因为该法有以下特点:基本上不会改变固定化酶的空间结构、固定化后的酶活回收率比其它方法要高。
③共价结合法:此法是酶以共价键的方式结合在水不溶性的载体上。其中的共价结合是由酶、连接键、载体构成。这种构成方式对酶的空间结构十分有利,不仅提高了酶的活力、稳定性以及选择性,而且酶与载体结合的更牢固,很难将它们分开。因此该法在总体上而言,稳定性是好的,也满足重复使用的需要。如果该法的反应条件不这么严苛,也不随意改变酶蛋白的结构,避免酶活性中心的受损[17],那么也就能更普遍的应用此法。文献综述
④交联法:该法是在酶液中加入交联剂,通常两者是要交联2小时来进行酶的固定化。戊二醛是实验室中常用的交联剂,但实验结果表明,仅用此来制备的固定化酶的活力都普遍较低,不仅如此,单单只用交联法固定化出来的酶各方面的性质都不是很好,因此常把此法与以上描述的吸附法、包埋法结合使用。
1。3。3 固定化酶的应用
目前,应用固定化酶的范围已普遍增大至几乎各行各业中,如化工行业、食品行业、医药领域、环境领域、能源领域等[18-19]。
①化工行业:固定化的水解蛋白酶[20]在化工中使用很广泛,如由硅藻土固定化的木瓜蛋白酶可以在乙酸乙酯介质中催化合成Leu-脑啡肽的前体Boc—Phe—Leu—OMe,该合成产率可高达90%以上[21],效果十分显著。当然,固定化的脂肪酶也能在有机介质中起到催化等作用,因此也极具工业价值[22]。
②食品行业[23]:如今,固定化酶技术的发展带动着生物传感器的发展,生物传感器技术对于食品成分的分析测定比起其它技术,显示出更加快速、成本低以及选择性高的优势,而且它不断会推陈出新,在不久的将来,生物传感器技术又会带来关于食品生产的在线质量控制这个新方法,在降低生产成本的同时还能兼顾质量安全,可谓是一举两得。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-
③医药领域[24-25]:前列腺素合成酶是人体中的一个重要酶系,它在医药领域的作用不言而喻,固定化的前列腺素合成酶更能提高其活性及贮存稳定性等。与前者酶类似,固定化后的药用酶也能提高其本身的稳定性及缓释性等,通过固定化后被用作医治急性淋巴白血病的L-天冬酰胺酶就是药用酶的最好例子。说明固定化酶在这个领域的发挥作用不可小觑。