Бос және иммобилизацияланған ферменттердің негізгі айырмашылығы бос ферменттер ешқандай субстратпен байланыспайтын ферменттер, ал иммобилизацияланған ферменттер бір жерден екінші орынға жылжи алмайды.
Ағзамыздағы ас қорыту, тыныс алу және шығару сияқты маңызды функциялар үшін бізге процесті тездететін химиялық заттар қажет. Бұл химиялық заттар ферменттер деп аталады. Бұл ферменттер барлық тірі организмдерде маңызды рөл атқарады және осылайша барлық биологиялық процестерді басқарады.
Ферменттер белоктар. Олардың каталитикалық мүмкіндіктері бар. Әдетте жасушалардың ішіндегі зат алмасу процестері ферменттер арқылы жүзеге асады. Кейде белгілі бір процесс үшін қажет ферменттер жиынтығы бар. Каталитикалық процесте фермент әсер ететін зат субстрат деп аталады. Фермент субстратты өнім деп аталатын бір немесе бірнеше басқа заттарға айналдыра алады.
Бос ферменттер дегеніміз не?
Еркін ферменттер – бұл ешқандай субстрат молекуласымен байланыспаған ферменттер. Фермент қатысатын каталитикалық реакция ферменттің субстратпен байланысуы арқылы жүреді. Ферментте субстраттың онымен байланысуына мүмкіндік беретін белсенді аймақ бар. Сондықтан катализ негізінен белсенді жерде орналасқан аминқышқылдарының бүйірлік тізбектерінің белсенділігіне байланысты. Фермент-субстрат кешені катализ реакциясының аралық өнімі деп аталады.
1-сурет: Гликозидаза ферментінің суреті
Одан да маңыздысы, субстрат ферменттің белсенді аймағына сәйкес келетін пішінге ие болуы керек; әйтпесе ол байланбайды. Демек, субстраттың белгілі бір ферментке енуіне мүмкіндік беретін белгілі бір құрылым бар. Фермент субстратты байланыстыратын бетпен қамтамасыз еткенде, реакцияның активтену энергиясы азаяды. Субстрат байланыстырылғаннан кейін ол аралық өнімді құрайды және аралық өндірістің бұл сатысы өтпелі күй деп аталады. Бұл сатыда субстраттың химиялық құрылымы өзгерген кезде ферменттің құрылымы тұрақты болып қалатын жерде байланыстың үзілуі және байланыс түзілуі орын алады. Өнімдер пайда болғаннан кейін бұл өнімдер ферменттің белсенді аймағына сәйкес келмейтін пішінге ие болады, сондықтан өнімдер ферменттен босатылады. Осыдан кейін біз ұқсас өнімдерді беру үшін басқа субстраттармен қайтадан байланыса алатын бос ферментті байқай аламыз. Сол сияқты каталитикалық цикл жалғасады.
Иммобилизацияланған ферменттер дегеніміз не?
Иммобилизацияланған ферменттер – инертті материалға бекітілген ферменттер. Бұл ферменттер бір жерден екінші жерге қозғала алмайды. Әдетте, фермент байланысатын материал инертті және ерімейді, мысалы. кальций хлоридінің қатысуымен натрий альгинаты ерітіндісі мен фермент ерітіндісінің қоспасынан түзілетін кальций альгинаты. Ферменттің иммобилизациясы рН өзгерістеріне және температураның өзгеруіне жоғары төзімділікті қамтамасыз ете алады. Ол сонымен қатар ферментті реакцияның соңына дейін бір жерге бекітуге мүмкіндік береді. Сондықтан ферментті өнімдерден оңай бөліп алып, оларды реакцияда қайта пайдалана аламыз.
Ыңғайлылығы (реакцияны орындау үшін ферменттің аз мөлшері жеткілікті), үнемділігі (биокатализаторды қайта өңдеу оңай) және тұрақтылық (әдетте, ферменттің бұл түрі бос ферментке қарағанда тамаша термиялық және жұмыс тұрақтылығы).
02-сурет: Ферменттерді иммобилизациялауға арналған альгинат гелі
Біз ферментті иммобилизациялау үшін әртүрлі әдістерді пайдалана аламыз, оның ішінде аффинділік тегтерін байланыстыру, шыныға, альгинатты моншақтарға немесе матрицаға адсорбциялау, ұстап қалу, айқаспалы байланыс әдісі, коваленттік байланыс, т.б. кіреді.
Бос және иммобилизацияланған ферменттердің айырмашылығы неде?
Еркін және иммобилизацияланған ферменттер - ферменттердің екі түрлі фазасы. Бос және иммобилизацияланған ферменттер арасындағы негізгі айырмашылық мынада: бос ферменттер ешқандай субстратпен байланыспаған ферменттер, ал иммобилизацияланған ферменттер бір жерден екінші орынға жылжи алмайды.
Төмендегі кестеде бос және иммобилизацияланған ферменттер арасындағы көбірек айырмашылықтар тізімі берілген.
Қорытынды – Тегін және Иммобилизацияланған ферменттер
Ферменттер белоктар. Биологиялық процестерге пайдалы әр түрлі ферменттер бар. Фермент өнім беру үшін субстратпен байланысады. Субстратпен байланыспаған кезде фермент «бос» күйде болады. Сонымен қатар, біз коммерциялық мақсатта ферментті иммобилизациялай аламыз. Бос және иммобилизацияланған ферменттер арасындағы негізгі айырмашылық мынада: бос ферменттер ешқандай субстратпен байланыспаған ферменттер, ал иммобилизацияланған ферменттер бір жерден екінші орынға жылжи алмайды.
