發(fā)布時(shí)間:2013-01-22 13:15:33
1、完整細(xì)胞的固定化
固定化微生物細(xì)胞，是利用酶或酶系的一條捷徑，免去了破碎細(xì)胞提取酶的手續(xù)，酶在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中的穩(wěn)定性高，完整細(xì)胞固定化后，酶活損失少。利用復(fù)合酶系時(shí)，固定化細(xì)胞有可能將微生物發(fā)酵消泡劑的發(fā)酵改為連續(xù)酶反應(yīng)。當(dāng)然要求底物和產(chǎn)物容易透過細(xì)胞膜，而細(xì)胞內(nèi)不應(yīng)存在產(chǎn)物的分解系統(tǒng)和其它副反應(yīng)。如果存在副反應(yīng)，可以采取措施（如加入去污物、熱處理或pH處理等）消除。常用方法有下列幾種：
（1）包埋法：類似固定化酶。
（2）熱處理：菌體本身可以說是天然的固定化酶。恰當(dāng)選擇條件與發(fā)酵消泡劑，可以通過熱處理使其它酶失活而保存所需酶的活性。例如，可用此法將脂肪酸、葡萄糖異構(gòu)酶固定在菌體內(nèi)。
（3）吸附法：吸附在吸附劑上。
（4）共價(jià)法：例如，利用微球菌的細(xì)胞壁上可能存在氨基，以碳二亞胺脫水與CM-纖維素連接。這樣的固定化細(xì)胞雖無生存能力，但仍保持組氨酸一氨裂合酶活性，并用于發(fā)酵消泡劑連續(xù)反應(yīng)。
（5）交聯(lián)法：有少量嘗試。例如，含有天門冬氨酸酶的大腸桿菌曾用多種雙功能試劑及發(fā)酵消泡劑交聯(lián)，發(fā)現(xiàn)只有戊二醛能使菌體交聯(lián)獲得有活力的制劑。但這類方法所得固定化細(xì)胞的顆粒仍屬太細(xì)，機(jī)械性能差。
2、固定化方法和載體的選擇
一種酶可以用不同方法固定化，所得的固定化酶或是性質(zhì)雷同或是相差甚遠(yuǎn)。同一種方法也往往可適用幾種酶的固定化。將酶或維生素固定化后，往往較原來酶的活性降低，原因有四：
（1）進(jìn)行固定化時(shí)，可能與活性中心的氨基殘基的一部分作用受到破壞或結(jié)合有關(guān)。
（2）三維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
（3）基質(zhì)或反應(yīng)生成物的擴(kuò)散或膜透性有變。
（4）由于發(fā)酵消泡劑載體之立體障礙，妨礙基質(zhì)接近而降低活性；另一方面，酶固定化后，有時(shí)發(fā)現(xiàn)對熱、有機(jī)溶劑、發(fā)酵消泡劑、酸、堿、蛋白質(zhì)變性劑、酶阻抑劑、蛋白分解酶等的抗性增強(qiáng)，使酶反應(yīng)最適溫度上升，促使反應(yīng)速度、穩(wěn)定性和持久性得到改良。
相同的酶，若固定化方法不同，它的穩(wěn)定性可能不同。酶固定化后，隨著酶蛋白的電子結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化，發(fā)酵消泡劑載體表面的電荷亦受影響，有時(shí)使酶反應(yīng)的最適pH值亦發(fā)生變化。固定化菌體時(shí)，因基質(zhì)或反應(yīng)生成物的擴(kuò)散，較活體易受pH值變動的影響，其最適pH或活性曲線會發(fā)生變化。如果利用得當(dāng)，即有可能改孌酶的最適pH值。
固定化后，動力學(xué)亦常起變化，通常由于基質(zhì)及生成物的愿體內(nèi)擴(kuò)散抵抗影響，其米氏常數(shù)(K)往往變大，但對具有與發(fā)酵消泡劑載體的電荷相反電荷的基質(zhì)，因互相牽引，有時(shí)米氏常數(shù)K值反而變小。
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本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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