LOGO Lưu Hồng Sơn Chương VII Tiết 2: ENZYM CỐ ĐỊNH ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐH NÔNG LÂM KHOA CNSH & CNTP Chương VII Tiết 2 Nội dung tiết học 1. Khái niệm 2. Các phương pháp cố định enzym 2.1. Gắn enzym lên chất mang bằng pp hấp phụ vật lý và liên kết ion. 2.2. Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hóa trị 2.3. Phương pháp gói enzym trong khuôn gel 1. Khái niệm • Enzym cố định là enzym được gắn lên các chất mang không hoà tan hoặc được gắn với nhau bằng liên kết đồng hóa trị tạo nên đại phân tử enzym không hòa tan". Ý nghĩa của enzym cố định Có thể sử dụng lặp đi lặp lại nhiều lần trong một thời gian dài.  Enzym không tan lẫn vào trong sản phẩm  Có thể làm ngừng nhanh chóng phản ứng  Enzym cố định khá bền với nhiệt độ, pH, dung môi hữu cơ.v.v 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH ENZYM Về nguyên tắc có 3 phương pháp điều chế:  Hấp phụ vật lý  Gắn enzym bằng liên kết đồng hoá trị:  "Gói" enzym trong khuôn gel. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH ENZYM Enzym tù do Gãi trong khu«n gel HÊp phô vËt lý lªn chÊt mang Liªn kÕt ®ång hãa trÞ Kh«ng chøa ®iÖn tÝch B»ng liªn kÕt ion Cè ®Þnh trªn chÊt mang Liªn kÕt c¸c ph©n tö enzym Gel d¹ng h¹t Gel d¹ng sîi TiÒn polymer Gãi trong bao vi thÓ 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH ENZYM Gói trong khuôn gel Gói trong bao vi thể Gắn các enzyme với nhau bằng liên két đồng hóa trị Hấp phụ vật lý 2.1. Gắn enzym lên chất mang bằng pp hấp phụ vật lý và liên kết ion. Hấp phụ vật lý • Nguyên tắc: Nguyên tắc: - - Hấp phụ enzym lên các chất Hấp phụ enzym lên các chất mang nhờ: Vandecvan, liên kết mang nhờ: Vandecvan, liên kết hydro và liên kết kỵ nước. hydro và liên kết kỵ nước. - - Khi chất mang không có lỗ xốp, Khi chất mang không có lỗ xốp, enzym bám trên bề mặt chất enzym bám trên bề mặt chất mang. mang. - - Khi chất mang có lỗ xốp, Khi chất mang có lỗ xốp, enzym chui vào trong các lỗ enzym chui vào trong các lỗ xốp của chất mang. xốp của chất mang. 2.1. Gắn enzym lên chất mang bằng pp hấp phụ vật lý và liên kết ion. Ví dụ:  β -D Fructofuranosidase trên hydroxit nhôm.  Glucoamylase trên ( dietylaminoetyl - cellulose) DEAE - cellulose hoặc trên DEAE -Sephadex sử dụng để sản xuất liên tục glucose. 2.1. Gắn enzym lên chất mang bằng pp hấp phụ vật lý và liên kết ion. Một số chất mang thường sử dụng:  Chất mang hữu cơ: than hoạt tính, cellulose,….  Chất mang vô cơ: Silic, thủy tinh xốp, oxit kim loại.  Chất trao đổi ion: Amberlit, ( cacboxyl metyl cellulose) CM- xenluloza….  Polyme tổng hợp: Polyamit, nilon, polyvinyl… [...]... Gắn các enzym bằng liên kết - đồng hóa trị - Ưu điểm: Liên kết tạo ra bền trước tác nhân: to, pH Do vậy kết hợp với PP cố định khác Nhược điểm: Chi phí cao, kém hiệu quả, hoạt tính enzym giảm 2.3 Phương pháp gói enzym trong khuôn gel  Nguyên tắc: Khi cho dung dịch enzym vào các monome, monome trùng hợp tạo các polyme, các phân tử enzym được giữ trong mạng lưới khuôn gel của polyme Cố định enzym bằng... thuận nghịch, enzym có thể bị nhả liên kết ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP  Lượng enzym cố định thường thấp hơn so với các phương pháp khác  + Hoạt tính enzym có thể bị giảm do sự biến đổi cấu trúc hình thể enzym 2.2.2 Phương pháp gắn các enzym với nhau bằng liên kết đồng hóa trị Nguyên tắc: Tác nhân kết gắn là glutaraldehyt (2 10% (w/w)) tạo liên kết chéo đồng hoá trị giữa các phân tử enzym hình thành... đến sự cố định enzym • Nồng độ Enzym • pH: (Woodward 1985) •Nhiệt độ: •Khối lượng phân tử và bản chất của chất mang: Ưu nhược điểm của phương pháp Ưu điểm: - Điều chế dễ dàng trong điều kiện nhẹ nhàng nên giữ được hoạt tính enzym - Có thể sử dụng cho tất cả các loại reactor sinh học - Có thể tái sử dụng chất mang Ưu nhược điểm của phương pháp Nhược điểm: - Do lực tương tác giữa chất mang và enzym yếu... 2.2.1 Gắn enzym lên chất mang bằng liên kết đồng hóa trị ( tiếp) b Điều kiện của các chất mang  Độ hòa tan thấp  Không gây tác dụng kìm hãm enzym  Hấp phụ chọn lọc  Chất mang có bản chất háo nước  Tốt nhất là chất mang có chứa điện tích trái dấu với enzym 2.2 Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hóa trị 2.2.1 Gắn enzym lên chất mang bằng liên kết đồng hóa trị ( tiếp) c Phương pháp gắn enzym lên... collagen (dạng sợi)  Cố định trên alginat-Na CÊu tróc cña alginat-Na 2.3.1 Enzym được gói vào khuôn gel dưới dạng hạt - Enzym được hòa tan trong một dung dịch monome Sau đó, được polyme hóa với sự có mặt của một hay nhiều tác nhân tạo mạng lưới (reticulation) - Nếu là gel Alginat và caraghehan, chitosan thì có thể tạo dưới dạng viên (đường kính 0,5 - 4mm) bằng cách nhỏ giọt dung dịch enzym và Alginat nattri... dịch CaCl2 Enzym được gói trong gel dạng viên Mµng chitosan- collagen H¹t chitosan 2.3.2 Enzym bị "nhốt" trong các Enzym được cho vào dung dịch phân tán sợi  lỗ nhỏ dạng sợi collagen (trong dung môi nước – metanol) và có khuấy từ  Hoặc có thể "nhốt" enzym trong các lỗ nhỏ của sợi tổng hợp (Phương pháp này hạn chế được sự phân cực bề mặt và sự bịt lấp thường gặp ở phương pháp màng) 2.3.3 Gói enzym trong... 2.2 Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hóa trị 2.2.1 Gắn enzym lên chất mang bằng liên kết đồng hóa trị a Các chất mang thường sử dụng:  Các polyme hữu cơ: Polypeptit, polysacarrit • Các dẫn xuất của xenluloza: Cacboxyl metyl xenluloza (CM -xenluloza), … • Các polyme tổng hợp: Polyacrylamit, polystirol, • Các chất vô cơ: Silicagel, bentonit, nhôm hydroxyt 2.2 Phương pháp gắn enzym bằng liên kết... nhóm ε amin của enzym (Điều chế được các enzym không tan: tripsin, kimotripsin, α, β - amilase, glucoamilase.) 2.2 Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hóa trị • Nếu chất mang có chứa nhóm COOH: Như CM-xelluloza hoặc nhựa tổng hợp cần được hoạt hóa bằng các phương pháp azit, cacbodimit, anhydrit kép • Hoạt hoá bằng phương pháp azit (Điều chế được các enzym không tan: tripsin, DNA-ase, kimotripsin,... Kết hợp enzym vào chất mang đã hoạt hoá  Phương pháp hoạt hoá chất mang: Các chất mang có chứa nhóm NH2 (aminobenzoylxelluloza,…) có thể được hoạt hóa bằng phản ứng diazo  Ngoài ra: Có thể hoạt hóa bằng cách cho tác dụng với phosgen hoặc tiophosgen để tạo thành dẫn xuất izonianat hoặc izotioxxianat  Các nhóm izoxianat hoặc izotioxianat Ở pH trung tính sẽ liên kết dễ dàng với nhóm ε amin của enzym. .. (Điều chế được các enzym không tan: tripsin, DNA-ase, kimotripsin, fixin, bromelin) • Hoạt hóa bằng phương pháp cacbodimit: CM-cellulose CM-cellulose - E P/u (pH = 5) do đó phương pháp thuận lợi đối với enzym có tính axit cao như pepsin, renin  Chất mang là polysacarit: Được hoạt hóa sơ bộ bằng halogen xyanua Thường dùng là BrCN trong môi trường kiềm  Porath và bareli lần đầu tiên đã hoạt hóa xenluloza, . Sơn Chương VII Tiết 2: ENZYM CỐ ĐỊNH ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐH NÔNG LÂM KHOA CNSH & CNTP Chương VII Tiết 2 Nội dung tiết học 1. Khái niệm 2. Các phương pháp cố định enzym 2.1. Gắn enzym lên chất. chóng phản ứng  Enzym cố định khá bền với nhiệt độ, pH, dung môi hữu cơ.v.v 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH ENZYM Về nguyên tắc có 3 phương pháp điều chế:  Hấp phụ vật lý  Gắn enzym bằng liên. lý và liên kết ion. 2.2. Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hóa trị 2.3. Phương pháp gói enzym trong khuôn gel 1. Khái niệm • Enzym cố định là enzym được gắn lên các chất mang không hoà