የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች እና አፕሊኬሽኖቻቸው

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ጽንሰ-ሀሳብ ለመጀመሪያ ጊዜ የታየዉ በ20ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ ነው። ይህ በእንዲህ እንዳለ ፣ በ 1916 ፣ በካርቦን ላይ የተስተካከለ ሱክሮዝ የካታሊቲክ እንቅስቃሴውን እንደቀጠለ ታወቀ። እ.ኤ.አ. በ 1953 D. Schleit እና N. Grubhofer የመጀመሪያውን የፔፕሲን ፣ amylase ፣ carboxypeptidase እና RNase ከማይሟሟ ተሸካሚ ጋር በማያያዝ አደረጉ። የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ጽንሰ-ሀሳብ በ 1971 ህጋዊ ሆነ. ይህ የሆነው በመጀመሪያ የምህንድስና ኢንዛይሞሎጂ ኮንፈረንስ ላይ ነው. በአሁኑ ጊዜ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ጽንሰ-ሀሳብ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ከነበረው ሰፋ ባለ መልኩ ይቆጠራል. ይህን ምድብ ጠለቅ ብለን እንመልከተው።

አጠቃላይ መረጃ

የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች በሰው ሰራሽ መንገድ የማይሟሟ ተሸካሚ ጋር የተሳሰሩ ውህዶች ናቸው። ሆኖም ግን, የካታሊቲክ ባህሪያቸውን ይይዛሉ. በአሁኑ ጊዜ ይህ ሂደት በሁለት ገፅታዎች ይታሰባል - የፕሮቲን ሞለኪውሎች የመንቀሳቀስ ነፃነት ከፊል እና ሙሉ ገደብ ውስጥ።

ክብር

ሳይንቲስቶች የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች የተወሰኑ ጥቅሞችን አረጋግጠዋል። እንደ የተለያዩ ማነቃቂያዎች ሆነው በመሥራት በቀላሉ ከአፀፋው መካከለኛ ሊለዩ ይችላሉ. እንደ የጥናቱ አካል፣ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞችን መጠቀም ሊደገም እንደሚችል ተረጋግጧል። በማያያዝ ሂደት ውስጥ, ግንኙነቶች ባህሪያቸውን ይለውጣሉ. የንዑስ ክፍልን ልዩነት እና መረጋጋት ያገኛሉ. በተመሳሳይ ጊዜ, እንቅስቃሴያቸው በአካባቢያዊ ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ መሆን ይጀምራል. የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ዘላቂ እና ከፍተኛ የመረጋጋት ደረጃ አላቸው. ለምሳሌ ከነጻ ኢንዛይሞች በሺዎች፣ በአስር ሺዎች ከሚቆጠሩ ጊዜያት ይበልጣል። ይህ ሁሉ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች የሚገኙባቸው የቴክኖሎጂዎች ከፍተኛ ብቃት፣ ተወዳዳሪነት እና ኢኮኖሚ ያረጋግጣል።

ሚዲያ

ጄ ፖራቱ በማይንቀሳቀስበት ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውሉ ተስማሚ ቁሳቁሶችን ቁልፍ ባህሪያት ለይቷል. ተሸካሚዎች፡

ሊኖራቸው ይገባል

የማይፈታ።
ከፍተኛ የባዮሎጂካል እና ኬሚካዊ መቋቋም።
በፍጥነት የማንቃት ችሎታ። አገልግሎት አቅራቢዎቹ በቀላሉ ንቁ መሆን አለባቸው።
ከፍተኛ የውሃ ፍሰት።
አስፈላጊ የመተላለፊያ ችሎታ። አመላካቹ ለሁለቱም ኢንዛይሞች እና ኮኢንዛይሞች፣ ምላሽ ሰጪ ምርቶች እና ንጥረ ነገሮች እኩል ተቀባይነት ያለው መሆን አለበት።

በአሁኑ ጊዜ እነዚህን መስፈርቶች ሙሉ በሙሉ የሚያሟላ ቁሳቁስ የለም። ቢሆንም, በተግባር, ለማንቀሳቀስ ተስማሚ የሆኑ ተሸካሚዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ የተወሰኑ የኢንዛይሞች ምድብ።

መመደብ

እንደየተፈጥሮአቸዉ መሰረት ቁሳቁሶቹ ከየትኞቹ ውህዶች ጋር ተያይዘዉ ወደማይነቃነቁ ኢንዛይሞች ስለሚቀየሩ ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ተከፍለዋል። የበርካታ ውህዶች ትስስር በፖሊሜሪክ ተሸካሚዎች ይካሄዳል. እነዚህ የኦርጋኒክ ቁሳቁሶች በ 2 ክፍሎች ይከፈላሉ: ሰው ሰራሽ እና ተፈጥሯዊ. በእያንዳንዳቸው, በተራው, እንደ መዋቅሩ ላይ በመመስረት ቡድኖች ተለይተዋል. የኢንኦርጋኒክ ተሸካሚዎች በዋነኝነት የሚወከሉት ከመስታወት፣ ከሴራሚክስ፣ ከሸክላ፣ ከሲሊካ ጄል እና ከግራፋይት ጥቁር በተሠሩ ነገሮች ነው። ከቁሳቁሶች ጋር ሲሰሩ, ደረቅ ኬሚስትሪ ዘዴዎች ታዋቂ ናቸው. የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች የሚገኘው ተሸካሚዎችን ከቲታኒየም ፣ ከአሉሚኒየም ፣ ከዚሪኮኒየም ፣ ከሃፍኒየም ኦክሳይድ ፊልም ወይም ከኦርጋኒክ ፖሊመሮች ጋር በማቀነባበር ተሸካሚዎችን በመቀባት ነው ። የቁሳቁሶች ጠቃሚ ጠቀሜታ የመልሶ ማልማት ቀላልነት ነው።

የፕሮቲን ተሸካሚዎች

በጣም ተወዳጅ የሆኑት የሊፕድ፣ ፖሊሳክካርዳይድ እና ፕሮቲን ቁሶች ናቸው። ከኋለኞቹ መካከል መዋቅራዊ ፖሊመሮችን ማጉላት ተገቢ ነው. እነዚህ በዋናነት ኮላጅንን፣ ፋይብሪንን፣ ኬራቲን እና ጄልቲንን ያካትታሉ። እንደነዚህ ያሉት ፕሮቲኖች በተፈጥሯዊ አካባቢ ውስጥ በሰፊው ተሰራጭተዋል. ተመጣጣኝ እና ኢኮኖሚያዊ ናቸው. በተጨማሪም, ለማሰር ብዙ ቁጥር ያላቸው ተግባራዊ ቡድኖች አሏቸው. ፕሮቲኖች ባዮሚድድ ናቸው. ይህ በሕክምና ውስጥ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞችን መጠቀምን ለማስፋት ያስችላል። ይህ በእንዲህ እንዳለ, ፕሮቲኖችም አሉታዊ ባህሪያት አላቸው. በፕሮቲን ተሸካሚዎች ላይ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞችን መጠቀም ጉዳቱ የኋለኛው ከፍተኛ የበሽታ መከላከያነት እና እንዲሁምየተወሰኑ ቡድኖችን ወደ ምላሾች የማስተዋወቅ ችሎታ።

Polysaccharides፣ aminosaccharides

ከእነዚህ ቁሶች ውስጥ ቺቲን፣ ዴክስትራን፣ ሴሉሎስ፣ አጋሮዝ እና ተውላጦቻቸው በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። ፖሊሶክካርዴድ ምላሽን የበለጠ የሚቋቋም ለማድረግ የመስመር ሰንሰለቶቻቸው ከኤፒክሎሮይዲን ጋር የተቆራኙ ናቸው። የተለያዩ ionogenic ቡድኖች በነፃነት ወደ አውታረመረብ መዋቅሮች ውስጥ ይገባሉ. ሽሪምፕ እና ሸርጣን በኢንዱስትሪ ሂደት ውስጥ ቺቲን እንደ ቆሻሻ በብዛት ይከማቻል። ይህ ንጥረ ነገር ኬሚካልን የሚቋቋም እና በደንብ የተገለጸ ባለ ቀዳዳ መዋቅር አለው።

ሰው ሠራሽ ፖሊመሮች

ይህ የቁሳቁስ ቡድን በጣም የተለያየ እና ተደራሽ ነው። በ acrylic acid, styrene, polyvinyl አልኮል, ፖሊዩረቴን እና ፖሊማሚድ ፖሊመሮች ላይ የተመሰረቱ ፖሊመሮችን ያካትታል. አብዛኛዎቹ በሜካኒካል ጠንካራ ናቸው. በለውጥ ሂደት ውስጥ የተለያዩ የተግባር ቡድኖችን በማስተዋወቅ የጉድጓዱን መጠን በትክክል በስፋት የመቀየር እድል ይሰጣሉ።

የማሰሪያ ዘዴዎች

በአሁኑ ጊዜ፣ ለማንቀሳቀስ ሁለት መሠረታዊ የተለያዩ አማራጮች አሉ። የመጀመሪያው ከአገልግሎት አቅራቢው ጋር ያለ ተጓዳኝ ትስስር ውህዶችን ማግኘት ነው። ይህ ዘዴ አካላዊ ነው. ሌላው አማራጭ ከቁሳቁሱ ጋር የተጣመረ ትስስር መፈጠርን ያካትታል. ይህ ኬሚካላዊ ዘዴ ነው።

ማስታወቂያ

በእሱ እርዳታ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች የተገኙት መድሃኒቱን ተሸካሚው ላይ በመያዝ በስርጭት, ሃይድሮፎቢክ, ኤሌክትሮስታቲክ ግንኙነቶች እና የሃይድሮጂን ቦንዶች. የንጥረ ነገሮችን ተንቀሳቃሽነት ለመገደብ የመጀመሪያው መንገድ ማስተዋወቅ ነበር። ይሁን እንጂ አሁንም ቢሆን ይህ አማራጭ ጠቀሜታውን አላጣም. በተጨማሪም፣ adsorption በኢንዱስትሪው ውስጥ በጣም የተለመደ የማንቀሳቀስ ዘዴ ተደርጎ ይወሰዳል።

የዘዴው ባህሪያት

ሳይንሳዊ ህትመቶች በማስታወቂያ ዘዴ የተገኙ ከ70 በላይ ኢንዛይሞችን ይገልፃሉ። ተሸካሚዎቹ በዋናነት የተቦረቦረ መስታወት፣ የተለያዩ ሸክላዎች፣ ፖሊሶክካርዳይድ፣ አልሙኒየም ኦክሳይድ፣ ሰራሽ ፖሊመሮች፣ ቲታኒየም እና ሌሎች ብረቶች ነበሩ። የኋለኞቹ በጣም በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ. በአገልግሎት አቅራቢው ላይ የመድሀኒት ማስተዋወቅ ውጤታማነት የሚወሰነው በእቃው ውፍረት እና በተወሰነው የገጽታ ቦታ ላይ ነው።

የድርጊት ዘዴ

ኢንዛይም በማይሟሟ ቁሶች ላይ ማስተዋወቅ ቀላል ነው። የመድኃኒቱ የውሃ መፍትሄ ከተሸካሚው ጋር በመገናኘት ነው. በቋሚ ወይም በተለዋዋጭ መንገድ ሊያልፍ ይችላል. የኢንዛይም መፍትሄ ከአዲስ ደለል ጋር ይደባለቃል, ለምሳሌ, ቲታኒየም ሃይድሮክሳይድ. ከዚያም ውህዱ ለስላሳ ሁኔታዎች ይደርቃል. በእንደዚህ ዓይነት መንቀሳቀስ ወቅት የኢንዛይም እንቅስቃሴ 100% ያህል ይቆያል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ልዩ ትኩረት በአንድ ግራም ተሸካሚ 64 mg ይደርሳል።

አሉታዊ አፍታዎች

የማስታወቂያ ጉዳቶቹ ኢንዛይሙን እና ተሸካሚውን ሲያስሩ ዝቅተኛ ጥንካሬን ያካትታሉ። የምላሽ ሁኔታዎችን በመለወጥ ሂደት ውስጥ የንጥረ ነገሮች መጥፋት, ምርቶች መበከል እና የፕሮቲን መበስበስ ሊታወቅ ይችላል. ጥንካሬን ለማሻሻልአስገዳጅ ተሸካሚዎች ቀድሞ ተስተካክለዋል. በተለይም ቁሳቁሶች በብረት ionዎች, ፖሊመሮች, ሃይድሮፎቢክ ውህዶች እና ሌሎች ፖሊፐረቲቭ ወኪሎች ይታከማሉ. በአንዳንድ ሁኔታዎች, መድሃኒቱ በራሱ ተስተካክሏል. ግን ብዙ ጊዜ ይህ ወደ እንቅስቃሴው መቀነስ ይመራል።

በጄል ውስጥ ማካተት

ይህ አማራጭ በልዩነቱ እና በቀላልነቱ በጣም የተለመደ ነው። ይህ ዘዴ ለግለሰብ አካላት ብቻ ሳይሆን ለብዙ-ኢንዛይም ውስብስቦችም ተስማሚ ነው. በጄል ውስጥ መቀላቀል በሁለት መንገዶች ሊከናወን ይችላል. በመጀመሪያው ሁኔታ, መድሃኒቱ ከ monomer aqueous መፍትሄ ጋር ይጣመራል, ከዚያ በኋላ ፖሊሜራይዜሽን ይከናወናል. በውጤቱም, በሴሎች ውስጥ የኢንዛይም ሞለኪውሎችን የያዘ የቦታ ጄል መዋቅር ይታያል. በሁለተኛው ጉዳይ ላይ መድሃኒቱ በተጠናቀቀው ፖሊመር መፍትሄ ውስጥ ገብቷል. ከዚያ ወደ ጄል ሁኔታ ይደረጋል።

ወደ ገላጭ መዋቅሮች ውስጥ መግባት

የዚህ የመቀየሪያ ዘዴ ፍሬ ነገር የውሃ ኢንዛይም መፍትሄን ከመሬት ውስጥ መለየት ነው። ለዚህም, ከፊል-ፐርሚየም ሽፋን ጥቅም ላይ ይውላል. አነስተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ያላቸው የኮፋክተሮች እና ንዑሳን ንጥረ ነገሮች እንዲያልፍ ያስችላል እና ትላልቅ የኢንዛይም ሞለኪውሎችን ይይዛል።

ማይክሮአፕስሌሽን

በግልጽ መዋቅሮች ውስጥ ለመክተት ብዙ አማራጮች አሉ። ከእነዚህም መካከል ማይክሮኢንካፕሱልን እና ፕሮቲኖችን ወደ ሊፖሶም ማካተት በጣም ከፍተኛ ፍላጎት አላቸው. የመጀመሪያው አማራጭ በ 1964 በቲ.ቻንግ ቀርቧል. በውስጡም የኢንዛይም መፍትሄ ወደ ዝግ እንክብሉ ውስጥ እንዲገባ ማድረጉን ያካትታል ፣ ግድግዳዎቹ ከፊል-permeable የተሠሩ ናቸው።ፖሊመር. ላይ ላዩን ሽፋን ብቅ ውህዶች መካከል interfacial polycondensation ምላሽ ምክንያት ነው. ከመካከላቸው አንዱ በኦርጋኒክ ውስጥ ይሟሟል, እና ሌላኛው - በውሃ ውስጥ. ለምሳሌ በሴባሲክ አሲድ halide (ኦርጋኒክ ደረጃ) እና በሄክሳሜቲኔዲያሚን-1, 6 (በቅደም ተከተል, የውሃ ደረጃ) በ polycondensation የተገኘ ማይክሮካፕሱል መፈጠር ነው. የሽፋኑ ውፍረት በመቶኛ በማይክሮሜትር ውስጥ ይሰላል. የካፕሱሎቹ መጠን በመቶዎች ወይም በአስር ማይሚሜትሮች ነው።

የሊፕሶምዶችን ማካተት

ይህ የማንቀሳቀስ ዘዴ ለማይክሮኢንካፕሱሌሽን ቅርብ ነው። Liposomes በላሜራ ወይም ሉላዊ ስርዓቶች የሊፕድ ቢላይየሮች ይቀርባሉ. ይህ ዘዴ ለመጀመሪያ ጊዜ ጥቅም ላይ የዋለው በ 1970 ነው. Liposomes ን ከሊፕዲድ መፍትሄ ለመለየት, የኦርጋኒክ መሟሟት ይተናል. ቀሪው ቀጭን ፊልም ኢንዛይም በሚገኝበት የውሃ መፍትሄ ውስጥ ተበታትኗል. በዚህ ሂደት ውስጥ የሊፕዲድ ቢሊየር አወቃቀሮችን እራስን መሰብሰብ ይከሰታል. እንደነዚህ ያሉት የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች በሕክምና ውስጥ በጣም ተወዳጅ ናቸው. ይህ የሆነበት ምክንያት አብዛኛዎቹ ሞለኪውሎች በባዮሎጂካል ሽፋኖች ውስጥ ባለው የሊፕድ ማትሪክስ ውስጥ የተተረጎሙ በመሆናቸው ነው። በሊፕሶም ውስጥ የተካተቱት የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች በህክምና ውስጥ በጣም አስፈላጊው የምርምር ቁሳቁስ ናቸው ይህም የወሳኝ ሂደቶችን ዘይቤዎች ለማጥናት እና ለመግለፅ ያስችላል።

አዲስ ቦንዶች ምስረታ

በኢንዛይሞች እና በአገልግሎት አቅራቢዎች መካከል አዲስ የኮቫልሰንት ሰንሰለቶችን በመፍጠር እንቅስቃሴን መከላከል የኢንዱስትሪ ባዮካታላይስትን ለማግኘት በጣም የተስፋፋው ዘዴ ተደርጎ ይወሰዳል።መድረሻ. እንደ አካላዊ ዘዴዎች ሳይሆን, ይህ አማራጭ በሞለኪውል እና በእቃው መካከል የማይቀለበስ እና ጠንካራ ትስስር ይሰጣል. የእሱ አፈጣጠር ብዙውን ጊዜ በመድሃኒት ማረጋጋት አብሮ ይመጣል. በተመሳሳይ ጊዜ የኢንዛይም መገኛ በ 1 ኛ ኮቫለንት ቦንድ ርቀት ላይ ከአጓጓዥው አንፃር ያለው ቦታ በካታሊቲክ ሂደት ትግበራ ላይ የተወሰኑ ችግሮች ይፈጥራል። ሞለኪውሉ በእቃው ውስጥ በማስገባቱ ተለያይቷል. ብዙውን ጊዜ እንደ ፖሊ-እና ባለ ሁለትዮሽ ወኪሎች ጥቅም ላይ ይውላል. በተለይም hydrazine, cyanogen bromide, glutaric dialhedride, sulfuryl chloride, ወዘተ. ለምሳሌ ጋላክቶሲል ትራንስፌሬሽን ለማስወገድ የሚከተለው ቅደም ተከተል በድምጸ ተያያዥ ሞደም እና በኤንዛይም -CH₂- መካከል ገብቷል። NH-(CH 2₎5_{-CO-። በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታ ውስጥ ማስገባት, ሞለኪውል እና ተሸካሚ በመዋቅሩ ውስጥ ይገኛሉ. ሁሉም በ covalent bonds የተገናኙ ናቸው። መሠረታዊ ጠቀሜታ ለኤለመንቱ ካታሊቲክ ተግባር አስፈላጊ ያልሆኑትን ወደ ምላሽ ተግባራዊ ቡድኖች ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነው። ስለዚህ, እንደ አንድ ደንብ, glycoproteins በፕሮቲን ሳይሆን በካርቦሃይድሬት ክፍል በኩል ወደ ተሸካሚው ተጣብቀዋል. በውጤቱም፣ የበለጠ የተረጋጋ እና ንቁ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ተገኝተዋል።}

ሴሎች

ከላይ የተገለጹት ዘዴዎች ለሁሉም አይነት ባዮካታሊስት ሁለንተናዊ ተደርገው ይወሰዳሉ። እነዚህም ከሌሎች ነገሮች መካከል ሴሎች, ንዑስ ሴሉላር አወቃቀሮች, የማይነቃነቅ በቅርብ ጊዜ በስፋት ተስፋፍቷል. ይህ በሚከተሉት ምክንያት ነው. ሴሎች የማይንቀሳቀሱ ሲሆኑ የኢንዛይም ዝግጅቶችን ማግለል እና ማጽዳት ወይም ተባባሪዎችን ወደ ምላሽ ማስተዋወቅ አያስፈልግም። በውጤቱም, የሚቻል ይሆናልባለብዙ ደረጃ ተከታታይ ሂደቶችን የሚያካሂዱ ስርዓቶች።

የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች አጠቃቀም

በእንስሳት ህክምና፣ኢንዱስትሪ እና ሌሎች ኢኮኖሚያዊ ዘርፎች ከላይ በተጠቀሱት ዘዴዎች የተገኙ መድኃኒቶች በጣም ተወዳጅ ናቸው። በተግባር የተዘጋጁ አቀራረቦች በሰውነት ውስጥ የታለመ የመድሃኒት አቅርቦትን ችግሮች መፍትሄ ይሰጣሉ. የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ለረጅም ጊዜ የሚወሰዱ መድኃኒቶችን በትንሹ አለርጂ እና መርዛማነት ለማግኘት አስችለዋል። በአሁኑ ጊዜ ሳይንቲስቶች የማይክሮባዮሎጂ አቀራረቦችን በመጠቀም የጅምላ እና የኢነርጂ ለውጥ ጋር የተያያዙ ችግሮችን እየፈቱ ነው. ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች ቴክኖሎጂም ለሥራው ከፍተኛ አስተዋጽኦ ያደርጋል። የልማት ተስፋዎች በጣም ሰፊ ይመስላል. ስለዚህ, ለወደፊቱ, የአካባቢን ሁኔታ በመከታተል ሂደት ውስጥ ካሉት ቁልፍ ሚናዎች አንዱ የአዳዲስ የትንተና ዓይነቶች መሆን አለበት. በተለይም ስለ ባዮሊሚንሰንት እና ኢንዛይም የበሽታ መከላከያ ዘዴዎች እየተነጋገርን ነው. የላቁ አካሄዶች የሊኖሴሉሎስክ ጥሬ ዕቃዎችን በማቀነባበር ረገድ ልዩ ጠቀሜታ አላቸው. የማይንቀሳቀሱ ኢንዛይሞች እንደ ደካማ የሲግናል ማጉያዎች መጠቀም ይቻላል. ገባሪው ማእከል በአልትራሳውንድ፣ በሜካኒካል ውጥረት ወይም በፋይቶኬሚካላዊ ለውጦች ላይ ባለ ድምጸ ተያያዥ ሞደም ተጽእኖ ስር ሊሆን ይችላል።