ЛЕКЦИЯ (методическая разработка). для студентов 4 курса, специальность 060301 «Фармация», квалификация «специалист»

для студентов 4 курса, специальность 060301 «Фармация», квалификация «специалист»

(очная форма обучения)

ТЕМА: Инженерная энзимология. Иммобилизованные клетки и ферменты в биотехнологическом производстве

ЦЕЛЬ: способствовать формированию системы теоретических знаний по проведению всех этапов иммобилизации и использованию иммобилизованных биообъектов

ВРЕМЯ ЛЕКЦИИ: 2 часа

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Носители для иммобилизации ферментов.

2. Физические методы иммобилизации.

3. Химические методы иммобилизации ферментов

ВЫВОДЫ.

Основная задача инженерной энзимологии – разработка биотехнологических процессов, в которых используется каталитические свойства ферментов, как правило, выделенных из состава биологических систем или находящихся внутри клеток, искусственно лишенных способности расти. Для получения иммобилизованных ферментов используется огромное число носителей, как органических, так и неорганических.

Методы физической иммобилизации (фермент не соединен с носителем ковалентными связями) подразделяют на четыре группы: 1) адсорбция на нерастворимых носителе; 2) включение в поры геля; 3) пространственное отделение фермента от остального объема реакционной системы с помощью полупроницаемой перегородки (мембраны); 4) включение в двух фазную реакционную среду, где фермент растворим и может находиться только в одной из фаз.

Главным отличительным признаком химических методов иммобилизации является то, что путем химического воздействия на структуру фермента в его молекуле создаются новые ковалентные связи, в частности между белком и носителем.

При сопоставлении различных приемов иммобилизации химические методы для крупномасштабных процессов кажутся малопривлекательными из-за сложности и дороговизны, обычно в них используются те или иные методы физической иммобилизации.

Иная ситуация сложилась в лабораторной практике, где химические методы иммобилизации занимают доминирующее положение. Без них немыслимы аффинная хроматография, иммуноферментный анализ, тонкий органический синтез особо чистых препаратов и многие другие процедуры. Кроме того, в химической сложности и гибкости методов ковалентной иммобилизации заложены широкие возможности создания препаратов иммобилизованных ферментов со строго определенными и контролируемыми свойствами, что особенно важно для целей медицины и высокочувствительных методов анализа (детекции).

Наряду с иммобилизацией ферментов в последнее время все большее внимание уделяется иммобилизации клеток и субклеточных структур. Это объясняется тем, что при использовании иммо­билизованных клеток отпадает необходимость выделения и очис­тки ферментных препаратов, применение кофакторов; создается возможность получения полиферментных систем, осуществляю­щих многостадийные непрерывно действующие процессы.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ СТУДЕНТОВ:

1. Дайте определение понятию «иммобилизованный биообъект».

2. Приведите классификацию носителей для иммобилизации.

3. Каким основным требованиям должны отвечать носители для иммобилизации ферментов?

4. Что такое активация носителя? Какими способами можно активировать различные носители?

5. Охарактеризуйте методы физической иммобилизации.

6. Перечислите преимущества и недостатки каждого из методов физической иммобилизации.

7. В чем заключается процесс химической иммобилизации ферментов.

8 Перечислите преимущества иммобилизованных ферментов и клеток перед свободными.

9. Приведите примеры использования иммобилизованных ферментов и целых клеток в фармацевтической биотехнологии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фармацевтическая биотехнология / Под ред. В.А. Быкова. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2009. – С. 346-383.

2. Основы фармацевтической биотехнологии / Т.П. Прищеп [и др.]. – Ростов н/Д.: Феникс; Томск: Изд-во НТЛ, 2006. – С. 148-170.

3. Сазыкин Ю.О. Биотехнология / Ю.О. Сазыкин, С.Н. Орехов, И.И. Чакалева. - М.: ИЦ «Академия», 2007.- 254 с.

ЛЕКЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА: доц. В.С. Савостиным

Методическая разработка утверждена на заседании кафедры

№_____ от «____________________»

Зав. кафедрой организации фармацевтического дела,

клинической фармации и фармакогнозии, доц. Г.И. Шведов

Дата добавления: 2015-07-07