Иммобилизденген фермент

Аннотация

 

 

Беттер          Кесте                    Библ.

 

  Ферменттер, сыра, ашытқы автолизаты, ашытқы РНҚ-сы, иммобилизация, индукция, уыт

 

   Бұл курстық жұмыс үш  бөлімнен тұрады: кіріспеден, аналитикалық  шолу, тәжірибелік бөлім, өндірістің  тіршілік қауіпсіздігі және еңбекті қорғау, қорытынды және қоланылған әдебиеттер.

   Аналитикалық шолу келесі  бөлімдерден тұрады: ферменттер  туралы жалпы мәліметтер, ферменттерді  иммобилизациялау тәсілдері, иммобилизденген  ферменттердің, микроб клеткаларының  физиологиялық – биохимиялық белсенділігіне иммобилиздеудің әсері, иммобилизденген биокатализаторлар негізіндегі биотехнологиялық өндірістер.Яғни, бұл бөлімде иммобилизденген ферменттерді пайдаланылатын орындары туралы жазылған.

 Екінші бөлімде, ашытқы өндірісі, микробиологиялық негіздер туралы мәліметтер берілген.

 Үшінші бөлім – ферменттер  өндірісіндегі қауіпсіздік ережелері  және ҚР заңдарына сәйкес еңбекті  қорғау туралы баяндалады.  

  Курстық жұмыстың мақсаты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ферменттер, сыра, ашытқы автолизаты, ашытқы РНҚ-сы, иммобилизация, индукция, уыт

Мазмұны

 

 

Аннотация……………………………………………………………………………..

Нормативтік сілтеме…………………………………………………………………..

Анықтамалар…………………………………………………………………………..

Қысқартылған сөздер мен белгілер………………………………………………….

Кіріспе………………………………………………………………………………….

1 Аналитикалық шолу………………………………………………………………...

1.1 Иммобилизденген ферменттерге  жалпы сипаттама…………………………….

1.2 Микроб клеткаларының физиологиялық-биохимиялық  белсенділігіне иммобилиздеудің  әсері…………………………………………………………………

1.3 Ферменттерді иммобилиздеудің тәсілдері ……………………………………..

1.4 Иммобилизденген биокатализатор  негізіндегі биотехнологиялық 

өндірістер………………………………………………………………………………

1.5 Иммобилизденген ферменттердің  артықшылықтары………………………….

1.6 Негізгі шикізат – мелассаның  құрамы…………………………………………...

1.7 Меласса құрамының ашытқы  шығуы мен сапасына ықпалы………………….

2 Тәжірибелік бөлім…………………………………………………………………..

2.2 Тәжірибе әдістемесі……………………………………………………………….

2.2.1 Ашытқы өндірісі………………………………………………………………..

2.2.2  Дайын өнімге сипаттама……………………………………………………….

2.3 Микробиологиялық негіздері…………………………………………………….

2.4 Сыра өндірісінің технологиясына  сипаттама…………………………………...

2.5 Сыра өндірісінің технологиялық  жүйесі………………………………………..

2.6 Сыраға сипаттама…………………………………………………………………

3 Тіршілік қауіпсіздігі………………………………………………………………..

Қорытынды…………………………………………………………………………….

Қолданылған әдебиеттер……………………………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Анықтамалар

 

 

Иммобилизденген фермент деп ерімейтін тасымалдағыштармен жасанды байланысқан, бірақта өз каталитикалық қасиетін сақтаған ферменттер.

Витаминдер дегеніміз – азық – түлікте, жем – шөпте шағын мөлшерде ғана кездесетін, ал адам мен жануар организімінде бірқалыпты тіршілік үшін өте қажет төменгі млекулалы органикалық заттар.

Пробиотиктерді адамға пайдалы микроорганизмдерді өсіретін азықтық қоспа деп санау қабылданған

Симбиотиктер – құрамында пробиотик және пребиотик бар комплексті препарат.

Антибиотик дегеніміз – ауруға қарсы тұру қабілеті бар микробтар туындысы.

Ашытқылар – ашу процесін жүргізетін микроорганизмдер

Ферменттер – химиялық реакцияларды жылдамдататын биокатализаторлар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Қысқартылған сөздер мен  белгілер

 

 

   ИММК – иммобилизденген  молекулярлы комплекс РНҚ –  тилорон 

   МО – интерферон активтілігінің  халықаралық бірлігі

   α/β ИФН – 1 -  типтегі  интерферон 

   рекИФН – рекомбинантты  ИФН 

   РНҚ- рибонуклейн қышқылы

   мг – милиграмм

   нм – нанометр

   мкм - микрометр  

   мл – миллилитр

   СТТ – салынатын торай тестикуласы

   Ф - фермент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Кіріспе

 

 

   Қолданбалы энзимологияның  дамуы 20 ғасырдың 60-шы жылдарында  жаңа серпіліс алды. Химия мен  биология ғылымдарының қилысу  нүктесінің кульминациясында ғылымның  жаңа саласы – инженерлі энзимология  пайда болды. Оның мақсаты ферменттерді бөліп алудың прогрессивті тәсілдерін дамыту, оларды тұрақтандыру және иммобилизация; қажетті қасиеттері бар катализатарларды құрастыру және оларды қолдануға ғылыми негіз дайындау.

   Инженерлі энзимологияның  дамуында маңызды сатысы –  иммобилизденген ферментті алу тәсілдерін дамыту және иммобилизденген ферментерді қолдану. Иммобилизденген ферменттердің медицинадағы маңызы өте үлкен. Мысалы дәрілік ортада иммобилизденген ферметтерді қолдану. Жұмыстың практикалық маңызы дәрілік заттарды тасымалдауға арналған.    

   Алғашқы рет иммобилизденген  фермент термині 1971 жылы инженерлі  энзимологияның конференциясында  көрсетілген.

   Иммобилизденген ферменттердің  бос молекулалармен салыстырғанда  бірқатар артықшылықтары бар. Ең  алдымен мұндай ферменттер гетерогенді катализаторлар, реакциялық ортадан оңай ажырайды, көпқайтара қолданыла береді және каталитикалық процесстің үздіксіздігін қамтамасыз етеді.

   Сыра өндірісінде ферменттердің  ролі зор, олар ашу процесіне  қатысады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   1 Аналитикалық шолу

 

   1.1 Иммобилизденген ферменттерге жалпы сипаттама

 

    Иммобилизденген фермент деп ерімейтін тасымалдағыштармен жасанды байланысқан, бірақта өз каталитикалық қасиетін сақтаған ферменттер.

1916 жылдың өзінде Дж. Нельсон  және Гриффин көмірде сорбирленген сахароза өз каталитикалық активтілігін сақтайтынын көрсетті, тек 1953 жылы ғана Н. Грубхобер және Д. Шлейт алғаш рет ерімейтін тасымалдағышта амилазаның, пепсиннің және карбоксипептидазаның ковалентті байланысын іске асырды.

Иммобилизденген ферменттердің бірқатар артықшылықтары бар. Ең алдымен мұндай ферменттер гетерогенді катализаторлар, реакциялық ортадан оңай бөлінеді, көп қайтара қолдананыла береді және каталитикалық процестің үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, иммобилизация фермент қасиеттерін өзгертеді: тұрақтылық, орта параметрлеріне активтіліктің тәуелділігі. Иммобилизденген ферменттер өміршеңді және бос энзимдерге қарағанда тұрақты. Барлық айтылғандар, иммобилизденген фермент қолданатын технологияларға жоғары үнемділікті, ұтымдылықты және бәсекелестікті қамтамасыз етеді.

 Иммобилизациялық ферменттер  үшін тасымалдағыштар. Ферменттерді  иммобилизациялауға қолданылатын  материалдар келесідей негізгі  қасиеттерге ие болуы керек: ерімеуі; жоғары химиялық және биологиялық  тұрақтылық; айтарлықтай гидрофильділік; ферменттер, коферменттер және субстраттар, реакция өнімдері үшін де өткізе алу қабілеті; тасымалдағыштың оңай активтелу қабілеті (реакцияға қабілетті формаға өтуі).

Шындығында жоғарыда айтылған талаптарға тасығыштардың түгелдей дерлігі жауап бермейді. Бірақта нақты жағдайда белгілі ферменттер үшін тасығыштардың кең таңдауы бар.

Табиғатына байланысты тасығыштар органикалық және бейорганикалық болып бөлінеді.

Органикалық полимерлі тасымалдағыштар. Көптеген ферменттерді иммобилизациялау табиғаты органикалық полимерлі тасығыштарда іске асады. Органикалық полимерлі тасымалдағыштарды екі классқа бөлуге болады: табиғи және синтетикалық полимерлі тасымалдағыштар. Өз кезегінде органикалық полимерлі тасығыштардың кластарының өзі құрлымына байланысты топтарға бөлінеді. Табиғи полимерлердің арасынан бөледі, ақуызды, полисахаридті және липидті тасымалдағыштар, ал синтетикалық арасынан – полиметиленді, полиамидті және полиэфирлі.

Табиғи тасымалдағыштардың артықшылығына олардың оңай табылатындығы, көпфункциялылығы және гидрофилділігі ал кемшіліктері – биодеградациялануы және бағасының жоғарылығы.

Полисахаридтердің ішінен иммобилизация үшін жиі қолданатыны,целлюлоза, декстран, агароза және олардың туындылары. Химялық  тұрақтылық қабілетін беру үшін целлюлозаның және декстранның линиялық тізбегіне көлденең эпихлоргидринмен тігеді. Алынған торлы құрлымға әртүрлі иногенді топшаларды ендіру оңай.

Табиғи аминосахаридтерден иммобилизация үшін тасығыш ретінде хитинді қолданады ол крабты өндірістік өңдеу процесінде қалдық түрінде жиналады. Хитин химиялық тұрғыдан тұрақты және  жақсы айқындалған саңылаулы құрлымы бар.

Ақуыздар арасынан тасымалдағыш ретінде кератин, фиброин, коллаген тәрізді протеиндерді және коллагеннің өңделген өнімі – желатин қолданылады. Бұл ақуыздар табиғатта кең таралған сондықтан жеткілікті мөлшерде табу оңай, арзан және ферменттерді байланыстыру үшін көптеген функциональды топтары бар. Ақуыздар биодеградациялануға қабілетті ол өз кезегінде иммобилизацияланған ферметтерді медициналық мақсатта конструкциялауда маңызды.

Синтетикалық полимерлі тасымалдағыштар. Материалдың көптігіне және түрлілігіне байланысты бұл топ материалдары иммобилизация тасығыштары үшін кең қолданылады. Оларға стирол, акрилді қышқыл, поливинилді спирт; полиамидті және полиуретанды  полимерлер негізіндегі полимерлер жатады. Синтетикалық полимерлі тасығыштардың көпшілігі механикалық беріктікке ие. Кейбір синтетикалық полимерлер әртүрлі физикалық формада (труба, талшық, гранулалар ) түрінде шығарылуы мүмкін. Бұл қасиеттердің барлығы әртүрлі тәсілдермен ферменттерді иммобилизациялауда пайдалы.  

Табиғаты бейорганикалық тасығыштар. Тасығыштар ретінде кең қолданатыны шыныдан жасалған материалдар, батпақ, керамикалар, графит, силикагель сонымен қатар, силохромдар, металл оксидтері. Оларды химиялық модификацияға түсіруге болады , сол үшін тасымалдағыштарды алюминий оксидтерімен, титанмен, гафниямен, цирконимен қаптайды немесе органикалық полимерлермен өңдейді. Бейорганикалық тасығыштардың негізгі артықшылығы – регенерацияның  оңайлығы. Синтетикалық полимерлер тәрізді бейорганикалық тасымалдағышқа кез – келген форманы беруге болады және оларды саңылаулықтың қалаған дәрежесінде алуға болады.

Қазіргі уақытқа дейін ферменттерді иммобилизациялау үшін көп мөлшерде әртүрлі тасымалдағыштар жасалған. Бірақта әрбір жеке ферменттер үшін тасығыштың  оптималды нұсқаларын және иммобилизациялау тәсілдерін таңдау керек.

   Иммобилизденген ферментердің  рН тәуелділігінің өзгеруі. Иммобилиздеу  барысында ферменттердің бастапқы  немесе ұтымды параметрлерінің (протондардың таралуы) өзгеруі, олардың рН тәуелділігінің өзгеруіне әкелетіні анықталды. Бұл құбылыстар полииодық матрицалардың протондардың таралуына әсер етуімен немесе полимерлік матрицаның протондарының диффузиясының шектелуіне негізделген.

Бос ерітінді фазасы мен ферменттердің микроқоршауының арасында протондарды қайта таратуды туғызатын қабілеті зарядталған (иондалған) топтардың бар болуына негізделген полиионды матрицалардың жалпы қасиеті болып табылады. Сонымен қатар полииондар протондарды концентрациялауға тырысады, мұнда иммобилизденген ферменттердің айналасындағы pH- ты төмендетеді, ал бұл жағдайларда поликатиондар әдеттегідей протондарды тебеді, сол арқылы pH-ты жоғарылатады.

Фермент иммобилизденген полимерлік матрица фотондардың бос диффузиясына кедергі жасауы мүмкін, ол әсіресе pH жоғарылағанда байқалады. Биохимиялық реакциялардың басқа өнімдерінің көпшілігіне қарағанда протондар ферменттердің концентрациясы төмен болған жағдайларда да олардың белсенділігіне әсер етеді. Сондықтан иммобилизденген ферменттің pH-қа сезімталдылығын анықтағанда микроқоршауда pH-тың мәні ерекшеленеді.

Иммобилизденген ферменттердің тұрақтылығы.

Иммобилизденген ферменттердің технологиялығының негізіне олардың жоғары тұрақтылығы жатады.

   Ферменттердің инактивациясын әр түрлі физикалық (температура, сәлелендіру, ультрадыбыс және т.б.) және химиялық факторлар шақыратыны белгілі, олардың әсерінің негізіне келесі молекулалық механизмдер жатады:

       - сутекті байланыстар  және гидрофобтық әрекеттесулер  арқасындағы агрегация;