固定化酶

固定化酶是附着在惰性、不溶性材料上的酶，例如海藻酸钙（通过海藻酸钠溶液和酶溶液的混合物与氯化钙反应产生）。这可以提高对pH或温度等条件变化的抵抗力。它还可以让酶在整个反应过程中保持在原位，然后它们很容易与产物分离并可以再次使用——这是一种效率更高的过程，因此在工业中广泛用于酶催化反应。酶固定的替代方法是全细胞固定。

固定化酶对于商业用途非常重要，因为它们对反应的费用和过程具有许多好处，包括：

• 便利性：微量蛋白质溶解在反应中，因此后处理会容易得多。完成后，反应混合物通常仅包含溶剂和反应产物。
• 经济性：固定化酶很容易从反应中去除，从而易于回收生物催化剂。这在生产无乳糖牛奶等过程中特别有用，因为牛奶可以从容器中排出，而将酶（乳糖酶）留在里面，为下一批做好准备。
• 稳定性：固定化酶通常比酶的可溶形式具有更高的热稳定性和操作稳定性。

过去，生物洗衣粉和洗涤剂含有许多分解污垢的蛋白酶和脂肪酶。然而，当清洁产品接触人体皮肤时，它们会产生过敏反应。这就是为什么酶的固定很重要，而不仅仅是经济上的原因。

有多种方法可以固定酶：

• 亲和标签结合：可以使用非共价或共价蛋白质标签将酶固定到表面，例如在多孔材料中。该技术已建立用于蛋白质纯化目的。这种技术是普遍适用的，并且可以在没有事先酶纯化的情况下进行，结果是纯制剂。使用多孔玻璃及其衍生物，其中多孔表面可以在疏水性方面进行调整以适应所讨论的酶。
• 吸附在玻璃、藻酸盐珠或基质上：酶附着在惰性材料的外部。通常，此方法是此处列出的方法中最慢的。由于吸附不是化学反应，固定化酶的活性位点可能会被基质或珠子阻断，从而xxx降低酶的活性。
• 诱捕：酶被困在不溶性珠子或微球体中，例如海藻酸钙珠子。然而，这些不溶性物质阻碍了底物的到达和产品的退出。
• 交联：酶分子彼此共价键合，形成几乎仅由酶组成的基质。该反应确保结合位点不覆盖酶的活性位点，酶的活性仅受不动性的影响。然而，共价键的不灵活性排除了化学吸附自组装单分子层所表现出的自修复特性。在这种情况下，使用像聚（乙二醇）这样的间隔分子有助于减少基材的空间位阻。
• 共价键：酶与不溶性载体（如硅胶或具有环氧基团的大孔聚合物珠）共价结合。这种方法提供了xxx的酶/支持物相互作用，因此在催化过程中蛋白质泄漏最少。

许多具有生物技术重要性的酶已通过随机多点连接固定在各种支持物（​​无机、有机、复合和纳米材料）上。然而，通过随机化学修饰进行固定会导致异质的蛋白质群体，其中存在于蛋白质中的多于一个侧链（氨基、羧基、硫醇等）与支持物相连，由于限制底物进入活性位点，活性可能降低.相反，在定点酶固定中，支持物可以连接到远离活性位点的蛋白质分子中的单个特定氨基酸（通常是N或C末端）。

由于底物可以自由进入活性位点，因此可以保持xxx的酶活性。这些策略主要是化学的，但可能还需要遗传和酶促方法来在支持物和酶上产生官能团（蛋白质中不存在）。SDCM方法的选择取决于许多因素，例如酶的类型（不太稳定的嗜冷，或更稳定的嗜热同系物）、酶的pH稳定性、试剂的N端或C端的可用性、不干扰酶末端与酶活性、催化氨基酸残基的类型、可用性、价格和试剂制备的难易程度有关。例如，产生互补的可点击功能（炔烃和叠氮化物）在载体和酶上是通过定点化学修饰固定酶的最方便的方法之一。

固定化方法与酶一起广泛使用的另一个应用是固定化底物上的酶促反应。这种方法有助于酶活性的分析并模拟酶在例如细胞壁上的性能。