Turli materiallarda immobilizatsiyalangan α-amilaza fermenti xususiyatlarini qiyosiy o`rganish

Turli materiallarda immobilizatsiyalangan α-amilaza fermenti xususiyatlarini qiyosiy o`rganish

Q.D. Davranov¹, G.G`. Eshbekova²

1 –Mikrobiologiya ilmiy-tekshirish Instituti,O`zRFA , Toshkent.

2 – Samarqand Davlat Universiteti Biologiya fakulteti 2-kurs magistranti.

Zamonaviy biotexnologiyaning jadallik bilan rivojlanib borayotgan sohalaridan biri - fermentlarning barqarorligini oshirish va immobilizatsiya qilishning nazariy va amaliy masalalarini ishlab chiqishdan iboratdir. Hozirga kelib, ko’plab fermentlarni immobilizatsiya qilish metodlari yaratilgan. Immobilizatsiya qilingan fermentlarning turi doimiy ravishda oshib, ulardan foydalanish sohasi kengayib borayotganligiga qaramasdan, ba’zi-bir fermentlarni immobillash sohasida ko’plab yechilmagan masalalar borligicha qolib ketmoqda.

α-amilaza, biotexnologik jarayonlarda keng ishlatib kelinadigan muhim fermentlardan biri bo’lib, u, tibbiyotda, oziq-ovqat sanoatida, to’qimachilik, fermentatsion jarayonlarda keng ishlatib kelinmoqda. Mikrob amilazalari kraxmalga ishlov berish, farmasevtika, nafis-kimyo sanoatlarida hamda klinik tibbiyotda va analitik kimyoda kraxmalni kimyoviy gidroliz qilish jarayonlarini katta muvaffaqiyat bilan almashtirishi mumkin ekanligi isbotlangan.

Amilaza fermentini immobilizatsiya qilishni turli xil metodlari haqida adabiyot ma’lumotlari chop etilgan. Ammo, bugungi kungacha chop etilgan maqolalarni qiyosiy solishtirish bo’yicha yetarli materiallarning yo’qligi, bu fermentni immobilizatsiya qilish muammosi hozircha to’liq yechilmaganligini ko’rsatadi. Ushbu ilmiy-tadqiqot ishi amilaza fermentini immobilizatsiya qilish jarayonining samaradorligini oshirishga qaratilgan bo’lib, unda immobilizatsiya qilish uchun turli xil tashuvchilardan foydalanilgan va immobillangan amilazadan foydalanish uchun amaliy yo’riqnomalar ko’rsatilgan.

Sanoatda qo'llash uchun fermentlarni qattiq tashuvchiga immobilizatsiya qilish bir qator afzalliklarga ega. Ular orasida fermentni takroriy ishlatish, mahsulotni ajratish qulayligi, ferment barqarorligini oshirish kabilar ahamiyatlidir. Matritsa sifatida ishlatiladigan materiallar, fermentning barqarorligi va ferment immobilizatsiyasining samaradorligiga ta'sir ko'rsatishi mumkin, ammo ma'lum bir ferment uchun eng mos keladigan matritsa sifatida ishlatiladigan materiallarni oldindan aniqlash qiyin. Matritsa suvda erimaydigan, fermentni bog'lash uchun yuqori quvvatga ega bo'lishi kerak, mexanik jihatdan barqaror bo'lishi va ferment faolligiga salbiy ta'sir ko'rsatmasligi kerak.

Immobilizatsiya qilingan fermentlar ko`p yillardan buyon turli sohalarda keng miqyosda ishlatilib kelinmoqda. Immobilizatsiya qilish uchun tanlangan matritsaning tabiati bu jarayonda juda muhim bo`lib, u fermentning faolligi va boshqa xususiyatlarining o`zgarishiga ta`sir ko`rsatadi. Shuningdek, turli manbalardan ajratib olingan α-amilaza fermenti ham turli xil matritsalarga immobilizatsiya qilingan va bu jarayonda uning xususiyatlari erkin holdagi fermentga nisbatan yaxshilangani kuzatilgan. Bu borada bir qancha tadqiqotlar olib borilgan bo`lib, turli xil matritsalar ishlatilganda olingan natijalar bir- biridan ma`lum darajada farq qiladi. Jumladan, α-amilaza fermenti turli xil konsentratsiyali Na alginatga immobilizatsiya qilingan va 4% li Na alginat eritmasida immobilizatsiya qilishning samaradorligi eng yuqori ko`rsatkichni (70%) namoyon qilganligi bayon etilgan. Immobilizatsiya qilingan ferment uchun optimal substrat konsentratsiyasi ham erkin fermentga nisbatan yuqoriroq bo`lgan, ya`ni reaksiyada 3% li substrat qo`llanilganda, immobillangan fermentning faolligi eng yuqori bo`lgan. Immobilizatsiya qilingan fermentning muhitning pH ko’rsatgichiga barqarorligi ham erkin fermentga nisbatan yuqoriroq bo`lgan, ya`ni mos ravishda 7.5 va 7.0 ni tashkil etgan [1].

α-amilaza fermenti fitalol xlorid va amino guruhli funksional shisha bo`laklariga kovalent bog`lanish orqali immobilizatsiya qilinganda ham shunga o’xshash natijalar olingan[2]. Shisha bo`laklarida kovalent bog'langan α-amilaza miqdori 25,2 ± 3,1 mg / g tashkil etgan. Erkin amilaza enzimi uchun maqbul pH ko’rsatgichi 6,5 ga teng bo’lsa, immobilizatsiya qilingan ferment uchun esa 7.5 ni tashkil etgan. Immobilizatsiya qilingan α-amilaza erkin fermentdan ko'ra yaxshiroq termostabillikni namoyon etgan. Erkin ferment 15 kun ichida barcha faolligini yo'qotgan bo`lsa, kovalent bog'langan amilaza 5 kungacha barqarorligini saqlab qolgan va 25 kun ichida atigi 20% faolligini yo'qotgan xolos. Kovalent bog'langan ferment 6 qayta ishlatishdan keyin 98% faollik va 25 qayta ishlatishdan keyin 81,4% ko'proq faollik namoyish etgan[3].

Bacilllus subtilis dan ajratib olingan α-amilaza fermenti kovalent bog`lanish orqali Na alginatga, fizik adsorbsiyalash usuli orqali xitinga, sefadeksga va ion bog`lanish usuli bilan dioneksga immobilizatsiya qilingan [4]. Immobilizatsiya qilingan α-amilaza pH ko’rsatgichi 8.0, erkin amilazaniki esa 7.0 ni tashkil etgan. Erkin amilazaning optimal faolligi 40 °C da namoyon bo’lsa, immobillangan fermentning optimal faolligi 50 °C ga teng bo’lgan. Erkin amilazaning optimal reaksiya harorati dioneks va Ca alginatida immobilizatsiya qilingan ferment uchun 50 °C dan 70 °C ga, sefadeks va xitinga immobilizatsiya qilingan ferment uchun esa 80 °C gacha o'zgargan. Erkin va immobilizatsiyalangan α-amilaza faolligining minimal darajasi 90 °C bo'lgan[5].

Erkin va immobilizatsiyalangan amilazaning termal barqarorligi 60 °C da 10 minut davomida to'liq barqaror bo`lgan. 15 minutdan keyin erkin ferment nisbiy faolligining 50 foizini yo'qotgan, sefadeks va dioneksdan foydalanib immobilizatsiya qilinganda faollikning 60 foizni saqlab qolgan; immobilizatsiya uchun xitin va Ca-alginat ishlatilganda 30 minutdan keyin 80% faollikni saqlab qolgan. 60 daqiqadan so'ng, erkin va immobilizatsiya qilingan ferment faolligining 50% dan ko'prog'ini yo'qotgan[6].

Bacillus amyloliquefaciens dan olingan α-amilaza Ca²⁺ tuzlari eritmasi va Na alginat suvli aralashmasiga kovalent bog` orqali immobilizatsiya qilingan[7]. Alginat va CaCl₂ tuzlari konsentratsiyasi mos ravishda 2% va 5% ni tashkil etgan. Immobilizatsiya samaradorligi 89% ni tashkil etgan. Immobilizatsiya qilingan ferment 6 marta qayta ishlatilganda 51% faolligi, 7 marta qayta ishlatilganda esa 38% faolligi saqlanib qolgan[8].

Xulosa o’rnida quyidagilarni ta’kidlash o’rinli deb hisoblaymiz:

Amilaza fermentidan turli xil sohalarda foydalanishda, biotexnologik jarayonning optimal sharoitini hisobga olgan holda immobillash usulidan yoki tashuvchidan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Masalan, farmasevtika yoki tibbiyot amaliyotida foydalanish uchun optimal ta’sir harorati 50⁰C va undan baland bo’lgan amilaza fermenti kerak bo’lmaganligi e’tiborga olib, shu maqsadda immobilizatsiyaning ushbu usulidan (Ca-alginatda immobilizatsiya qilish) foydalanishning keragi yo’q. Aksincha kraxmal tutuvchi xomashyolardan shakar olish jarayonining samaradorligini oshirish maqsadida Ca-alginatga o’xshash tashuvchilardan foydalanish maqsadga muvofiq hisoblanadi.