Регуляция активности ферментов в процессе иммобилизации.



Способы регуляции активности ферментов:

1. Изменение количества ферментов. 2. Изменение каталитической эффективности фермента. 3. Изменение условий протекания реакции.

Количество молекул фермента в клетке определяется соотношением двух процессов – скоростями синтеза и распада белковой молекулы фермента.

 В клетках существуют два типа ферментов:

1. Конститутивные ферменты – являются обязательными компонентами клетки, синтезируются с постоянной скоростью в постоянных количествах.

2. Адаптивные ферменты – их образование зависит от определенных условий. Среди них выделяют индуцируемые и репрессируемые ферменты.

Изменение каталитической эффективности ферментов:Этот тип регуляции может осуществляться по нескольким механизмам.

Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов

Активаторы разными путями могут повышать ферментативную активность:

1. формируют активный центр фермента;

2. облегчают образование фермент-субстратного комплекса;

3. стабилизируют нативную структуру фермента;

4. защищают функциональные группы активного центра.

 Классификация ингибиторов ферментов:

1. Неспецифические. 2. Специфические:

• необратимые • обратимые: конкурентные неконкурентные.

Неспецифические ингибиторы вызывают денатурацию молекулы фермента – это кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов. Их действие не связано с механизмом ферментативного катализа.

Виды реакторов ферментеров.

Ферментер представляет собой герметичный цилиндрический сосуд, снабженный барботером для подачи стерильного воздуха и мешалкой с электроприводом. Внутри ферментера. вдоль его корпуса и перпендикулярно к нему закрепляют узкие металлические полосы – отбойники для повышения эффективности перемешивания. 

1. Ферментаторы с механическим перемешиванием барботажного типа широко применяются длястерильных процессов выращивания микроорганизмов - продуцентов биологически активных веществ. Ферментатор рассчитан для работы под избыточным давлением 0,25 МПа и стерилизации при 130... 140 °С, а также для работы под разрежением. В процессе выращивания микроорганизмов давление внутри ферментатора в пределах 50 кПа. С помощью торцевых уплотнений удается практически полностью предотвратить утечку среды или попадание воздуха в полость аппарата в месте вывода вала.

2. Ферментаторы с пневматическим перемешиванием и внутренним циркуляционным контуром.Наибольшее распространение получили эрлифтныедрожже-растильные аппараты с внутренним циркуляционным контуром. Данные конструкции ферментаторов не имеют механических средств пеногашения. Пена гасится под тяжестью столба жидкости при ее циркуляции. Воздух в аппарат проходит по центральной трубе в кювету, где из подаваемого сусла и жидкости, содержащейся в нижней части аппарата, образуется газожидкостная смесь, которая движется по внутреннему диффузору. Часть воздуха отделяется от пены и выходит в атмосферу через отверстие в крышке аппарата, а другая часть вместе с пеной опускается по кольцевому зазору между диффузором и стенкой.

3. Цилиндрический эрлифтныйферментатор. Предназначен для непрерывного выращивания дрожжей на сусле, которое является отходом гидролизно-дрожжевого производства. Он представляет собой стальной сварной корпус с днищем в виде усеченного конуса и конической крышкой с центральным отверстием. Внутри аппарата установлены четыре диффузора, которые создают четыре самостоятельно циркулирующих потока. Через коллектор в центральные трубы каждого диффузора, на конце которых имеются конус и кювета, подается сжатый воздух. На крышке аппарата установлен распределительный бачок, куда через штуцера поступают бражка, сусло, засевные дрожжи и аммиачная вода. Все компоненты смешиваются и образуют, питательную смесь, которая свободным потоком по трубам поступает вниз, в кюветы аэрирующего устройства. Питательная смесь, переливаясь через край кюветы, смешивается с воздухом, выходящим через щели под кюветой. Образовавшаяся воздушно-жидкостная эмульсия поднимается вверх по диффузору к отбойнику, откуда, разрушаясь, стекает вниз. Для наружного охлаждения стенок аппарата установлен ороситель в виде коллектора.

4.Для работы с промышленными биокатализаторами используют биореакторы разных конструкций. Простейший биореактор колоночного типа пригоден для использования, когда иммобилизованным биообъектом является только фермент, т. е. в реакторе происходит одностадийное превращение субстрата. Колонка заполняется сферическими частицами нерастворимого носителя со связанным ферментом. При малом диаметре частиц увеличивается площадь поверхности, улучшается диффузия субстрата и продукта реакции. Однако при этом возрастаетперепад давления по высоте колонки. Поэтому вкаждом конкретном случае подбираются оптимальные размеры частиц носителя с учетом таких параметров, как площадь поверхности, перепад давления и равномерность заполнения колонки. Если биообъектом являются иммобилизованные живые клетки с активным дыханием, то особое внимание обращается на диффузию газов.

5. Биореактор с мешалкой. В этом случае необходимо помнить о возможности разрушения частиц носителя лопастями мешалки. При иммобилизации целых клеток, осуществляющих многостадийный синтез целевого продукта, на этот процесс влияют: • биосинтез целевого вещества, происходящий на фоне роста и размножения клеток продуцента; • питательная среда, на разных стадиях биосинтеза меняющаяся по физико-химическим показателям и составу; • отдельные «ферментации» или ферментационные циклы, варьирующие по количеству целевого продукта.


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 785; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!