Ферменттік препараттарды алу

  Ферменттерді тасымалдағыштың бетіне ьекіту иониттерге- катиониттерге (белсенді қышқылдық топтардан құралады) немесе аниониттерге (құрамында негізінен негіздік топтар болады) сорбциялау арқылы мүмкін болады. Сорбенттер- ферменттерді тасымалдағаштар ретінде алюмний гидрототығы немесе кальций фосфатының гелі, диатомит, модификацияланған крахмал, бентониттер, кизельгурлар және т.б жиі қолданылады. Ферменттер сорбциясын фермент ерітіндісін белгілі жылдамдықпен иониттер қабаты арқылы өткізу жолымен колонкаларда немесе реакторларда жүргізеді, ол мында сорбент пен ферментерітіндісін белгілі бір уақыт араластырады. Алынған өнімді иммобилизацияланған ферменттік препарат ретінде пайдаланды. Ферментті тасымалдағышқа адсорбциялау олардың ұзақ уақыта тұрақталуын қамтамасыз ете алмайды. Ұзақ уақытқа тұрақтануын ферментті ион алмастыра байланыстыруды қамтамасыз етеді, мысалы, ион алмастырғыш целлюлозаларда модификацияланған.

Кейбір ферменттердің иммобилизация әдістері 22- кесте

  Кейбір елдерде ферментті гельге орналастыру әдістері кең таралған. Олардың кейбіреулері 22- кестеде көрсетілген . Кестеде көретіндей бір ферментті бірнеше әдістермен иммобилизациялауға болады. Осылайша лактатдегидрогеназаны тасымалдағышқа көлденең тігумен бекітіп, гельге қосуға болады; аспаргиназаны- тасымалдағышқа сорбциялық жолмен немесе химиялық (ковалентті) байланыспен және т.б бекітуге болады.

  КСРО ғылым акдемиясының микроорганизмдердің биохимия және физиология институтында Mycrobacterium globiformis жасушаларын поливинилді спиртпен жасалған жартылай өткізгіш мембраналарға қосу әдісі дайындалады. Жасушалар иммобилизациясы үшін дистелденген судағы поливинилді спирттің 10%- дық ерітіндісі пайдаланылады. Тасымалданатын толық еріген соң ерітіндіге қыздыру және кейін салқындату арқылы жасушаның сулы ерітіндісін енгізеді, мұқият араластырады және гомогенді суспензияны Петри табақшаларына бөліп құяды. Қабыршақты кептіреді, өлшемдері 100-200 мм2 фрагменттерге ұсақтайды, 2 сағат бойы суық сумен жуады және гидрокортизан трансформациясы үшін қолданады. 30 тәулік бойы 4°С температурада кептірілген қабыршақты сақтаған соң 1,2-дегидрогеназаның белсенділігі 40% төмендейді. Ферментті 12 ай сақтаған соң ферменттің белсенділігі осындай болып қалады.

  Иммобилизацияланаған бактериалды жасушалар 5 тәулік сақтаудан кейін де тіршілк қабілеттілігін сақтап қалуы таң қаларлық, яғни олар қоректік ортада өсе бастайды.

  Поливинил спиртінің гелінде иммобилизацияланған бактериалды жасушаларды субстраттың үздіксіз ағыны жағдайында колонкаға салады, бұл кезде тұрақты дегидрогеназалық белсенділігі 8 тәулік бойы сақталады.

  Иммобилизацияланған ферменттердің түрлі препараттардың құрамында 1-10% белок болады, ал ферменттердің белсенділігі еритін ферменттің бастапқы белсенділігінің 10-90% құрайды. Иммобилизацияланған ферменттерді төмен температурада белсенділігін жоғалтпай 3-12 ай сақтауға болады. Иммобилизацияланған ферменттер реакторлар мен клонкаларда апталап және айлап қолданылады, бұл ферменттердің еритін формаларын пайдаланумен салыстырғанда өте үлкен экономикалық эффект береді.

  Соңғы жылдары Кеңес Одағында құрғақ амилолитикалық ферменнттерді спирттік және сыра қайнату өнеркәсіптерінің және мал шаруашылығының қажеттіліктеріне пайдаланылады. Бұл препаратты жиі «саңырауқұлақ уыты»  деп атайды. Саңырауқұлақ уытын алу үшін таза культураны колбаларда, одан кейін кюветтерде көбейтеді.

  Жасуша цитоплазмасында еріген ферменттер одан сумен немесе тұздардың сұйытылған ерітінділерімен оңай экстракцияланады. Содан кейін бұл ферменттерді аммоний сульфатымен фракционирлеу арқылы тазалайды және бір-бірінен бөліп алады

Қортытынды

   Бұл тақырыпты қорытындылай келе біз ферменттік препараттарды алу үшін микроскопиялық саңырауқұлақтарды, сондай-ақ бактериялар мен ашытқыларды пайдаланатынын. Кейде техникалық ферменттік препараттарды алу ферментация процесін жүргізумен аяқталатынын. Мысалы, спирт өнеркәсібінде крахмалды қанттандыру үшін aspergillus niger сұйық культурасын қолданады, ол крахмал(1%) мен түрлі тұздар қосу арқылы спирттік бордта тереңдік культивирлеу әдісімен өсіріледі. Кейін оны сұйық күйде 10-12% мөлшерде қанттандырылатын заторға қосатынын білдік. Бірақ культуральды сұйықтықтағы ферменттердің белсенділігі тез төмендейді. Сондықтан құрғақ техникалық ферменттік препараттарды алу кең таралған. Кешенді амилолитикалық ферменттік препаратты қатты қоректік ортада көгерткіш саңырауқұлақтарды өсіріп, одан кейін алынған массаны кептіру және ұсақтау арқылы алатынын түсіндік.

  Саңырауқұлақ уыты. Соңғы жылдары Кеңес Одағында құрғақ амилолитикалық ферменнттерді спирттік және сыра қайнату өнеркәсіптерінің және мал шаруашылығының қажеттіліктеріне пайдаланылады. Бұл препаратты жиі «саңырауқұлақ уыты»  деп атайды.

  Глюкоамилаза.Бұл фермент крахмалды глюкозаға дейін ыдыратады, сондықтан негізінен глюкоза өндірісі үшін пайдаланылады. Латв КСР ғылым академиясының А.Кирхенштейн атындағы микробиология институтында глюкоамилазаның техникалық және азықтық препаратын endomycopsis fibuliger ашытқыларының көмегімен алу әдісі дайындалады екен.

Целлолитикалық ферменттік препараттар .Кейбір елдерде беттік әдіспен, негізінен Trichoderma viride саңырауқұлағының культурасын пайдаланып целлюлозаларды өсіру жолға қойылған. Қазіргі кезде әлемдік тәжірибеде тереңдік культуралардан целлюлозалар алу әдістері көміртек көздері ретінде тазаланған целлюлозаны немесе құрамында целлюлоза бар табиғи субстраттарды пайдаланатын қоректік ортада целлюлозалардың редуцент-микроорганизмдерін өсіруді қарастырады. Бірақ ортаның негізгі компоненті ретінде табиғи целлюлозаны пайдаланатын тереңдік целлюлоза алу бірқатар технологиялық қиындықтарға әкеледі. Ал ферментация үшін тазаланған целлюлозаны пайдалану экономикалық жағынан тиімсіз. Құрамында еритін «индуктор» болатын қоректік ортаны пайдалану рационалды шешім болып табылады. Мұндай қоректік орта қызметін сүт өнеркәсібінің қосымша өнімі-сүт сарысуы атқара алады, оның негізгі компоненті лактоза болып табылады.

  Ферменттерді бөліп алу және тазалау.Жасуша цитоплазмасында еріген ферменттер одан сумен немесе тұздардың сұйытылған ерітінділерімен оңай экстракцияланады. Содан кейін бұл ферменттерді аммоний сульфатымен фракционирлеу арқылы тазалайды және бір-бірінен бөліп алады.

  Ферменттердің және микроорганизмдердің тұтас жасушаларын иммобилизациялау.Ферменттер биологиялық объектілерде көбінесе түрлі жасушалық құрылымдардың- жиі мембраналардың (жарғақ) бетінде бекітілген күйде болады. Осының әсерінен ферменттер өздерінің белсенділігін ұзақ уақыт сақтайды. Технологияда ұзақ уақыт бойы бос ферментердің препараттары қолданылады; мұндай күйде оларды пайдалану ұзақтығы қысқа болады- тек бір өндірістік цикл. Молекулалық биология жетістіктері көптеген ферменттердің құрылысын нақтырақ зерттеуге мүмкіндік береді.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

1.      Сеитов З.С. Биохимия 2007ж. Алматы қаласы 568 бет