詳細介紹
一、簡介:
固定化酶是一種將酶固定在載體上,使其進行催化反應(yīng)的一類技術(shù)。經(jīng)固定化的酶與游離酶相比,具有呈現(xiàn)貯存穩(wěn)定性高、分離回收容易、可多次重復(fù)使用、工藝簡便、成本價格低廉等一系列優(yōu)點。目前固定化酶已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域、食品行業(yè)、化工行業(yè)、材料科學(xué)、環(huán)保領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、蛋白質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域。具有非常廣闊的發(fā)展前景。
Resindion公司隸屬于三菱化工有限公司,通過對旗下耐用的SEPABEADSR®EC產(chǎn)品系列進行升級,現(xiàn)推出ReliZyme™產(chǎn)品系列,該產(chǎn)品線可用作酶載體,進行酶的固定化。匯通色譜聯(lián)手Resindion公司為客戶提供各種類型的固定化酶材料。

二、特點:
(1)具有較高的物理化學(xué)穩(wěn)定性;
(2)在高濃度溶液和常規(guī)溶劑中具有低膨脹性;
(3)致密交聯(lián)化,使其具有的機械滲透能力;
(4)有生物親和性和相容性,有利于酶活力的活力發(fā)揮;
(5)有較高的酶負載量,載體表面能提供多個活性位點,利于酶分子偶聯(lián);
(6)易于回收和循環(huán)利用;
![]() | ![]() | ![]() |
| 粒徑范圍(μm) | ||
| ReliZyme™ | 100-300 | 200-500 |
| SEPABEADSR®EC | 100-300 | 200-500 |
三、固定化機制
這種酶可依據(jù)不同的固定原理,包括化學(xué)鍵合結(jié)合作用主要與功能基團的共價結(jié)合以及交聯(lián)結(jié)合。
(1)物理固定化---吸附和靜電作用
物理固定化的吸附作用和離子相互作用,即在適當?shù)臈l件下(例如適度的pH和鹽含量),酶可以通過與分布在載體表面的功能基團產(chǎn)生的相互作用而吸附到載體上,這種相互作用是可逆的,吸附在載體上的酶可以通過改變洗脫條件脫附下來。

在一定條件下,與載體間可逆的相互作用:
疏水相互作用 :
-疏水性吸附劑,例如ReliZyme™ BU403、OC403、OD403和SEPABEADSR®EC-BU、SEPABEADSREC-OD(其中BU為丁基,OC為辛基,OD為十八烷基);
離子相互作用:
-氨基化的載體,例如 ReliZyme™ EA403、HA403、SEPABEADSR®EC-EA、 SEPABEADSR®EC-HA(其中EA為Ethylamino型氨基官能團,HA為Hexamethylamino型氨基官能團)。
(2)化學(xué)結(jié)合
可逆性的固定化可以通過一步交聯(lián)的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢赡娴墓潭ɑ?;酶被吸附到載體上,然后通過使用交聯(lián)劑進行固定化操作(例如,戊二醛)。交聯(lián)的酶分子如同一張網(wǎng)一樣覆蓋著載體。

通過酶與載體功能基團間的共價結(jié)合可以進行不可逆性固定化。這種固定化是利用載體上的環(huán)氧己烷基團(例如:ReliZyme™ EP403、ReliZyme™ HFA403、SEPABEADSR®EC -EP、SEPABEADSR®EC-HFA)或氨基官能團(例如:ReliZyme™ EA403、ReliZyme™ HA403、SEPABEADSR®EC-EA、SEPABEADSR®EC-HA)進行的。當載體上存在氨基官能團時,雙功能偶聯(lián)劑(例如,戊二醛)的加入是預(yù)活化所必須的步驟。另一種方法是對ReliZyme™ HG403和SEPABEADSR®EC -HG中羥基功能團進行活化。

與固定化酶周圍微環(huán)境相關(guān)的幾個因素會影響到固定化酶的生物催化的作用效率
| 基質(zhì)的特性 | 作用 | 對催化效率的影響 |
| 官能團類型和表面極性 | 酶的定位 | 活性位點的可用性 |
| 孔隙率 | 傳質(zhì) | 周轉(zhuǎn)率 |
| 官能團類型的歸類和表面極性 | 試劑或產(chǎn)物的積累 | 抑制現(xiàn)象 |
| 間隔臂的長度 | 傳質(zhì);系統(tǒng)靈活性 | 穩(wěn)定性和活性位點的可用性 |
四、ReliZymeTM 和 SEPABEADS ®EC產(chǎn)品線
按照孔隙度可分為3個等級:
| 多孔性 | 樹脂名稱 | 孔徑(nm) | 干重 (%) | 體積 (mL/g) | 蛋白質(zhì)(kDa) |
| 等級Ⅰ | SEPABEADS ®EC | 10-20 | 35-45 | 2.8-3.3 | <100 |
| 等級Ⅰa | ReliZymeTM | 20-50 | 35-45 | 2.9-3.4 | <100 |
| 等級ⅠⅠ | ReliZymeTM | 40-60 | 30-40 | 3.5-3.7 | 80-250 |
根據(jù)生物催化需要,可以選擇不同孔徑:
(1)對于分子量較大的蛋白應(yīng)該選擇更大的孔徑樹脂
(2)樹脂孔徑越小,表面積大,固定化容量高
(3)更小的孔徑的樹脂能提供更好的機械穩(wěn)定性
合適的固定化技術(shù):
| 系列 | 官能團 | 共價連接 | 吸附 | |
| 直接連接 | 活性團 | |||
| EP | 環(huán)氧基 | 是 | - | - |
| HFA | 長間隔臂環(huán)氧基 | 是 | - | - |
| EA,HA | 氨基 | - | 戊二醛,二醛 | 靜電相互作用 |
| HG | 羥基 | - | NaIO4 | 親水相互作用 |
| QA | 季氨基 | - | - | 靜電相互作用 |
| BU | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
| OC | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
| OD | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
產(chǎn)品線:
| ReliZymeTM | 官能團的密度(umol/g) | 官能團 | SEPABEADS®EC | 官能團的密度(umol/g) |
| EP403 | min.30 | ![]() | EP | min.100 |
| HFA403 | min.40 | ![]() | HFA | min.75 |
| EA403 | min.500 | ![]() | EA | min.600 |
| HA403 | min.500 | ![]() | HA | min.700 |
| QA403 | min.100 | ![]() | QA | min.200 |
| HG403 | - | ![]() | HG | - |
| BU403 | - | ![]() | BU | - |
| OD403 | - | ![]() | O | - |
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