ІММОБІЛІЗАЦІЯ БІООБ’ЄКТІВ-БІОКАТАЛІЗАТОРІВ

Цілями іммобілізації ферментів у біотехнологічному виробництві є:

· підвищення питомої активності

· підвищення стабільності

· розширення субстратного спектра

· багаторазове використання

· збільшення строків функціонування

Основною метою іммобілізації ферментів у біотехнологічному виробництві є:

· підвищення питомої активності

· підвищення стабільності

· розширення субстратного спектра

· багаторазове використання

· підвищення селективності

Іммобілізація індивідуальних ферментів обмежується такою обставиною, як:

· висока лабільність ферменту

· наявність у ферменту коферменту

· наявність у ферменту субодиниць

· приналежність ферменту до гідролаз

· приналежність ферменту до лігаз

Іммобілізація цілих клітин продуцентів біотехнологічних речовин нераціональна у випадку:

· високої лабільності цільового продукту (речовини)

· використання цільового продукту тільки в ін'єкційній формі

· внутрішньоклітинної локалізації цільового продукту

· високої гідрофільності цільового продукту

· високої гідрофобності цільового продукту

Іммобілізація цілих клітин продуцентів доцільна у випадку, якщо цільовий продукт:

· розчинний у воді

· не розчинний у воді

· локалізований усередині клітини

· біомаса клітин

· має погану реологію

Цільовий білковий продукт локалізований усередині іммобілізованої клітини. Домогтися його виділення, не порушуючи системи, можна:

· підсиливши системи активного викиду

· послабивши бар'єрні функції мембрани

· приєднавши до білка лідерну послідовність від зовнішнього білка

· підвищивши швидкість синтезу білка

· збільшивши кількість білка

Колоночний біореактор для іммобілізації цілих клітин повинен відрізняться від реактора для іммобілізації ферментів:

· більшим діаметром стовпчика

· відводом газів

· більш швидким рухом розчинника

· формою часток нерозчинного носія

· розмірами часток нерозчинного носія

Технологія, заснована на іммобілізації біооб’єкта, зменшує наявність у препараті наступних домішок:

· сліди важких металів

· білки

· механічні частки

· сліди органічних розчинників

· сліди низькомолекулярних сполук

Економічна перевага біотехнологічного виробництва, заснованого на іммобілізованих біооб’єктах, перед традиційним обумовлено:

· меншими витратами праці

· більш дешевою сировиною

· багаторазовим використанням біооб’єкта

· прискоренням виробничого процесу

· стабільністю процесу

Термін «мультиферментний комплекс» означає комплекс:

· ферментних білків, які виділяють із клітини шляхом екстракції й осадження

· ферментів клітинної мембрани

· ферментів, які каталізують синтез первинного або вторинного метаболіту

· екзо- і ендопротеаз

· транспептидаз

Методи іммобілізації:

· фізичні

· хімічно-хімічні

· фізико-хімічні

· ферментативні

· біологічні

· хімічні

Достоїнства органічних носіїв для іммобілізації:

· легко піддаються хімічній модифікації

· можливість варіювати механічну міцність

· можливість варіювати проникність мембран

· мають розвинену пористу структуру

· можливість змінювати здатність до набуханя

Достоїнства неорганічних носіїв для іммобілізації:

· твердий каркас

· висока механічна міцність

· можливість біодеградації

· можливість зміни структури й розмірів пор

· мікробіологічна стійкість

До природних органічних носіїв для іммобілізації відносяться:

· білки

· декстран

· сажа

· крохмаль

· ліпіди

Природні органічні носії для іммобілізації на основі полісахридів:

· натрій-карбоксиметилцелюлоза

· хітозан

· декстран

· агароза

· альгінова кислота

При обробці лугом хітин:

· випадає в осад

· розчиняється

· утворюється хітозан

· змінює колір

До методів фізичної іммобілізації ферментів відносяться:

· адсорбція

· включення в структуру гелю

· мікрокапсулювання

· клатратоутворення

· ацетилування

Носії для адсорбції біооб’єктів-біокаталізаторів:

· алюмінію оксид

· кальцію карбонат

· бентоніт

· активоване вугілля

· целюлоза

· колаген

· силікагель

Носії для включення біооб’єкта в гель:

· силікагель

· кальцію карбонат

· кальцію альгінат

· поліакриламід

· похідні целюлози

Носії для ковалентного зв'язування біооб’єкта:

· агароза

· целюлоза і її похідні

· декстрин

· сополімери поліакриламіду

· поліуретани

До методів хімічної іммобілізації ферментів відносяться:

· ацетилування

· азосполучення

· використання біфункціональних сполук

· нейтралізація

· відновлення

Хімічна іммобілізація заснована на утворенні зв'язку між носієм і ферментом:

· водневого

· акцепторною-акцепторній-донорно-акцепторного

· ковалентного

Активування нерозчинного носія необхідно у випадку іммобілізації ферменту необхідно для:

· посилення включення ферменту в гель

· підвищення сорбції ферменту

· підвищення активності ферменту

· утворення ковалентного зв'язку

· підвищення селективності ферменту

Активування нерозчинного носія засновано на утворенні електрофільних груп, що володіють високою реакційною здатністю стосовно нуклеофільних груп білка:

· - SН, - NН₂

· - СООН; -ОН

· - NO₂ ; - NН₂

· - SН, -ОН

· - СООН; - NН₂

-амілаза в біотехнологічному виробництві використовується з метою:

· гідролізу крохмалю

· розм'якшення м'яса

· перетворення глюкози у фруктозу

· одержання безлактозного молока

Перетворення глюкози у фруктозу здійснюють за допомогою іммобілізованого ферменту:

· пеніцилінази

· уреази

· глюкозоізомерази

· β-галактозидази

· лактатдегідрогенази

· глюкозооксидази

Основна перевага ферментативній біотрансформації стероїдів перед хімічним окислюванням складається:

· у доступності реагентів

· у вибірковості впливу на певні функціональні групи

· у скороченні часу процесу

· в одержанні принципово нових сполук

Збільшення виходу цільового продукту при біотрансформації стероїду досягається:

· при збільшенні інтенсивності перемішування

· при збільшенні інтенсивності аерації

· при підвищенні температури ферментації

· при виключенні мікробної контамінації

· при збільшенні концентрації стероїдного субстрату у ферментаційному середовищі

Фермент амілазу для виробничих процесів одержують із культури:

· Aspergillus niger

· Bacillus subtillis

· Bacillus coagulans

· Arthrobacter simplex

· Lactobacillus brevis

Фермент амілоглюкозидазу, що здійснює гідроліз олігосахаридів до глюкози, для виробничих процесів одержують із культури:

· Aspergillus niger

· Bacillus subtillis

· Bacillus coagulans

· Arthrobacter simplex

· Lactobacillus brevis

Основна перевага ферментативної біоконверсії стероїдів перед хімічною трансформацією складається в:

· доступності реагентів

· вибірковості впливу на певні функціональні групи стероїду

· скороченні часу процесу

· одержанні принципово нових сполук

· синтезі «de novo»

Перевагою методу біоконверсії стероїдів перед хімічною трансформацією є:

· висока швидкість реакції окислювання

· окислювання тільки по бічному ланцюзі

· окислювання по системі сконденсованих кілець

· окислювання, як по системі кілець, так і по бічному ланцюзі

Пермеабілізація - це:

· зниження проникності оболонки іммобілізованих клітин

· стабілізація каталітичної активності клітини

· підвищення проникності оболонки іммобілізованих клітин

· спільна іммобілізація різних біокаталізаторів

Переваги іммобілізації клітин з підвищеною проникністю оболонки:

· тривале збереження життєздатності

· більше зв'язування з носієм

· підвищення швидкості дифузії субстрату

· підвищення швидкості виходу цільового продукту

· можливість використання проточних процесів

Методи підвищення проникності оболонки іммобілізованих клітин:

· обробка органічними розчинниками

· зміна рН

· обробка диметилсульфоксидом

· протопластування клітин

· регенерація кофакторів

У результаті пермеабілізації клітини:

· довгостроково зберігають життєздатність і ферментативну активність

· виділяють у культуральну рідину максимальну кількість цільового продукту

· накопичують цільовий продукт внутрішньоклітинно

· міцніше зв'язуються з носієм

· підвищують ферментативну активність

Варіанти спільної іммобілізації:

· співіммобілізація ферменту й кофактора

· співіммобілізація декількох видів клітин

· співіммобілізація ферментів і клітин

· співіммобілізація клітин і хімічних реагентів

· співіммобілізація ферментів і хімічних реагентів

Найбільш розповсюдженими методами співіммобілізації є:

· включення в структуру гелю

· адсорбція

· зшивка біфункціональним агентом

· інкапсулювання

· азосполучення

Методи регенерації кофакторів:

· ферментативні

· хімічні

· електрохімічні

· хімічні-хімічні-фізико-хімічні

· іммуноферментативні

До ферментативних методів регенерації кофактора відносяться:

· використання сполучених субстратів

· використання сполучених ферментативних реакцій

· електрохімічне відновлення на електроді

· використання хімічних реакцій

· використання іммуноферментативних реакцій

Методи утримання коферменту в реакційній системі з іммобілізованим ферментом:

· ковалентна іммобілізація на ферменті через спейсер

· ковалентна іммобілізація на полімерному носії ферменту через спейсер

· збільшення маси молекули кофактора за рахунок зшивки з водорозчинним полімером й установка ультрафільтра

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: