1. Fermentlar injenerligining asosiy vazifalari Tozalanmagan, kompleks ferment preparatlarining olinishi

Fermentlarni immobillash metodlari


Fermentlarni immobillash ikki xil metod bilan amalga oshiriladi: fizikaviy va kimyoviy.
Fermentlarni fizikaviy immobillashda fermentni shunday bir muhitga joylashtirishni tushunish kerakki, bunda ferment umumiy hajmning ma'lum bir (chegaralangan) qismidagina o'zining fao-liyatini erkin bajara olishi kerak. Fizikaviy immobillashda ferment bilan tashuvchi o'zaro kovalent bog' bilan bog'lanmaydilar. Fer­mentlarni bog'lashning 4 turi ma'lum:

• 
  erimaydigan tashuvchilarda adsorbsiyalanish;
  
• 
  gel teshiklariga kiritish;
  

e



Qattiq Suvli
lashuvchi eritma


Uelning polimerli






Yarimo 'tkazuvchan membrana


52-rasm. Fermentlarni immobillash usullari:
a - erimaydigan tashuvchilarda adsorbsiyalash; b — gel porasiga kiritish;
d — yarimo'tkazgich mcmbrana yordamida fcrmcntni reaksion tizimning qolgan
hajmidan fazoviy ajratish; e — ikki fazali muhitga o'tkazish, bu yerda ferment
eriydi va fazalardan biridagina joyiashishi mumkin.

• 
  yarimo'tkazgich membrana yordamida fermcntni reaksion tizimning qolgan hajmidan fazoviy ajratish;
  

• 
  ikki fazali muhitga o'tkazish, bu muhitning bir qismida ferment eriy oladi, boshqa qismida esa bog'langancha qoladi.
  

Bu usullar 52-rasmda keltirilgan.
Adsorbsion immobilizatsiya fermentlarni immobillashning qadimgi usuli bo'lib, unga 1916-yili asos solingan. Bu usul juda oson va u fermentning suvli eritmasi bilan tashuvchi orasidagi kontakt hisobiga amalga oshadi. Adsorbsiyalanmagan oqsil yuvib tashlangandan so'ng ferment ishlatishga tayyor bo'ladi. Tashuvchi-ning yuzasida fermentning adsorbsiyalangan molekulasi tashuvchi va oqsilning yuzaki guruhlarining Van-der-Vaals o'zaro ta'sir-lashuvi, vodorod bog'lari, elektrostatik va gidrofob o'zaro ta'sir-lashuvlar hisobiga ushlanishi mumkin. Har bir bog'lanish tashuv-chining kimyoviy tabiati va ferment molekulasining yuzasidagi funksional guruhlarga bog'liqdir.
Tashuvchi bilan ferment o'rtasidagi ta'sir kuchli bo'lib, bio-katalizatoraing sorbsiyasi uning strukturasini buzishi mumkin. Masalan, ba'zi o'simlik hujayralarini sefadeks granulalarida adsor-bsiyalanishida hujayra devori tashuvchi zarrachasi yuzasining rel-yefirti takrorlab, deformatsiyalanishi mumkin. Adsorbsion immo-bilizaKiyaning afzalligi — uning qulayligi va sorbentlarning arzon-ligidadir. Ularga istaigan konfiguratsiyani berish va kerakli darajada g'ovak qilish imkoniyati mavjud. Eng muhimi — bu metodning oddiyligidir. Adsorbsion bog'lanishda fermentni tozalash ham mumkin. Ushbu metodning kamchiligi tashuvchi hamda aniq bir fermentni immobillash uchun optimal sharoitni to'g'ri tanlash imkonini beradigan umumiy yo'riqnomaning yo'qligidir.
Ko'rsatilgan kamchiliklarni immobillangan fermentlarni gelga kiritish bilan bartaraf qilish mumkin. Ushbu metod ferment mole-kulasini polimer zanjirlardan to'qilgan 3 fazali to'rga (gelga) o'tka-zishga asoslangan. Geldagi qo'shni zanjirlar orasidagi o'rtachamaso-fa kiritilgan ferment molekulasining hajmidan kichikbo'lishi kerak.
Faqat shunday holatda ferment polimer matritsani tark etolmaydi va atrofdagi eritmaga chiqa olmaydi, ya'ni immobillangan. holatda qoladi.
Fermentlarni gelda immobillashning 2 ta asosiy usuJi ma'lum. Birinchisida, ferment monomerning suvli eritmasiga soiinadi va keyin polirnerizatsiyalanadi. Natijada polimerli gel hosil bo'ladi. Reaksion aralashmada ko'pincha polimerga uch o'lchamli to'r strukturasini beruvchi bifunksional (molckulasida 2 ta funksional guruhi bor bo'lgan) agentlar qo'shiladi. Ikkinchi holatda ferment tayyor polimer eritmaga soiinadi va unga gelsifat holatga o'lkaziladi. Fermentlarni polimer gelga kiritish bilan immobillash preparatga istalgan geometrik shakllar berish imkoniyatini yaratish bilan birga, tashuvchi molekulasida biokatalizatorlarning bir tekis taqsimlanishi-ni ham ta'minlaydi. Shuning uchun ham bu metod universal hisoblanadi va u deyarli barcha fermentlar, poliferment tizimlar, hujayra fragmentlari va hatto hujayralarni immobillash uchun ham qulaydir. Gelga kiritilgan ferment bakteriyalar bilan zararlanishdan himoyalangan bo'ladi.
Membranalar yordamida fermentlarni immobillashning mo-hiyati shundaki, bunda fermentning suvli eritmasi substratning suvli eritmasidan yarimo'tkazuvchan membrana yordamida ajra-tilgan holatda turadi. Yarimo'tkazuvchan membrana substratning kichik molekulalarini oson o'tkazadi, katta molekulalarni esa o'tkazmaydi.
Membrana tipidagi tizimdan foydalanish tarkibida ko'p miq-dorda ferment bo'lgan immobillangan preparatlarni olish imkonini beradi. Bu metod ham universal va qulaydir.
Ikki fazali muhit yordamida fermentni immobillashda ferment tizimning bir fazasidagina eriydi. Substrat va mahsulot qaysi fazada erishiga qarab ikkala fazaaro taqsimlanadi. Fazalarning tabiati mahsulot qaysi fazada to'planishi va u yerda ferment bo'lmasligiga ko'ra tanlanadi, reaksiya yakunlangandan so'ng bu fazani ajratib, undan mahsulot ajaratib olinadi. Fermentli fazani esa navbatdagi jarayonda qayta ishlatish mumkin bo'ladi.
Kimyoviy metod bilan immobillashda ferment molekulasi, xususan, oqsil bilan tashuvchi o'rtasida yangi kovalent bog' hosil bo'ladi. Ushbu yo'l bilan immobillangan fermentlarning preparatlari 2 ta muhim yutuqqa ega. Birinchidan, tashuvchi bilan ferment o'rtasidagi kovalent bog' hosil bo'lgan konyugatning mustahkam bo'lishini ta'minlaydi, tashqi muhit omillari, masalan pH, haroratga chidamliroq bo'ladi, ferment tashuvchidan desorbsiyalanmaydi, olinayotgan mahsulotlami ifloslantirmaydi. Bu esa tibbiyot va oziq-ovqatga mo'ljallangan jarayonlarni amalga oshirishda juda muhim-dir. Ikkinchidan, fermentlarni kimyoviy yo'l bilan modifikatsiya qilish ulaming katalitik faolhgini, barqarorUgini va boshqa xossa-larini istalgan tomonga qarab o'zgartirish imkonini beradi. Bunda fermentning faol markazini iloji boricha saqlab qolishga harakat qilinadi.