Методы выделения и очистки ферментов

Содержание

Введение 3

1. Экстракция ферментов 4

2. Очистка ферментов. 7

2.1. Центрифугирование и фильтрация 7

2.2. Мембранные методы очистки ферментов 8

2.3. Высаливание как метод выделения ферментов 10

2.4. Хроматографическая очистка ферментов 11

Заключение 14

Список использованной литературы 15

Введение

Ферменты представляют собой белковые вещества, катализирующие биохимические реакции в организме. Получение ферментов является важной задачей биотехнологии, которая заключается в поиске оптимального источника фермента и его дальнейших выделении и очистке.

Выделение и очистка ферментов – трудоемкие и дорогостоящие процессы, поэтому, если ферментный препарат можно использовать в виде неочищенной культуры микроорганизмов, его очистку не проводят [1] .

Ферменты играют жизненно важную роль во многих промышленных процессах (производство продуктов питания, косметики, нутрицевтики и фармацевтика) из-за их высокоселективного характера и высокой активности при очень низких концентрациях. Ферментативные методы обладают рядом преимуществ перед химическими, такими как субстратная специфичность и повышенная активность в мягких условиях, что позволяет лучше контролировать производственные процессы [2].

1. Экстракция ферментов

Из всего многообразия типов ферментов, обнаруженных в организмах, наиболее распространенными являются аминопептидазы, дегидрогеназы, галактозидазы, глюкозидазы, липазы и фосфатазы. Процедура очистки, используемая для очистки ферментов и белков, зависит в основном от требуемой чистоты для конкретного применения и от стоимости всего процесса. Основные этапы любого процесса очистки обычно включают центрифугирование, селективное осаждение, диализ и разделение в колонке [3].

За исключением растительных проламинов, которые содержат большое количество неполярных боковых цепей, большинство очищенных неконъюгированных белков растворимы в разбавленных солевых растворах при значениях рН, удаленных от их изоэлектрических точек. Это особенно верно для ферментов, которые обычно представляют собой альбумины или глобулины и имеют относительно небольшой молекулярный размер.

Однако ферменты обычно встречаются в клетке в виде комплексов с другими ферментами и инертными белками, нуклеиновыми кислотами, полисахаридами или липидами. Даже те, которые в истинном растворе находятся в цитоплазме, вероятно, связаны в молекулярные агрегаты, тогда как цитоплазматические частицы принадлежат к комплексам, состоящим из нескольких групп соединений и содержащих относительно большое количество липидов. Таким образом, эти мультимолекулярные агрегаты обычно нерастворимы в дистиллированной воде или разбавленных растворах солей. Поэтому, чтобы извлечь связанные ферменты в раствор, часто необходимо отделить их от других молекул, а также физически разрушить частицы.

Существует значительная вариабельность ферментативной активности между разными животными, между разными органами одного животного и в зависимости от условий роста и развития. Экстракцию и последующую очистку часто можно упростить за счет соответствующего выбора источника фермента. Например, предстательная железа человека (поскольку в ней практически отсутствует диэстераза) предпочтительнее в качестве источника кислой монофосфоэстеразы, чем поджелудочная железа, селезенка или печень, хотя последние обычно более доступны. Специфическую нуклеотидазу легко получить из спермы быков, но с трудом из семенников быков.

Если питательный статус животного можно контролировать, следует