一、簡介:
固定化酶是一種將酶固定在載體上,使其進行催化反應的一類技術。經固定化的酶與游離酶相比,具有呈現貯存穩定性高、分離回收容易、可多次重復使用、工藝簡便、成本價格低廉等一系列優點。目前固定化酶已被廣泛應用于醫藥領域、食品行業、化工行業、材料科學、環保領域、能源領域、蛋白質組學等領域。具有非常廣闊的發展前景。
Resindion公司隸屬于三菱化工有限公司,通過對旗下耐用的SEPABEADSR?EC產品系列進行升級,現推出ReliZyme?產品系列,該產品線可用作酶載體,進行酶的固定化。匯通色譜聯手Resindion公司為客戶提供各種類型的固定化酶材料。

二、特點:
(1)具有較高的物理化學穩定性;
(2)在高濃度溶液和常規溶劑中具有低膨脹性;
(3)致密交聯化,使其具有卓越的機械滲透能力;
(4)有生物親和性和相容性,有利于酶活力的活力發揮;
(5)有較高的酶負載量,載體表面能提供多個活性位點,利于酶分子偶聯;
(6)易于回收和循環利用;
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| 粒徑范圍(μm) | ||
| ReliZyme? | 100-300 | 200-500 |
| SEPABEADSR?EC | 100-300 | 200-500 |
三、固定化機制
這種酶可依據不同的固定原理,包括化學鍵合結合作用主要與功能基團的共價結合以及交聯結合。
(1)物理固定化---吸附和靜電作用
物理固定化的吸附作用和離子相互作用,即在適當的條件下(例如適度的pH和鹽含量),酶可以通過與分布在載體表面的功能基團產生的相互作用而吸附到載體上,這種相互作用是可逆的,吸附在載體上的酶可以通過改變洗脫條件脫附下來。

在一定條件下,與載體間可逆的相互作用:
疏水相互作用 :
-疏水性吸附劑,例如ReliZyme? BU403、OC403、OD403和SEPABEADSR?EC-BU、SEPABEADSREC-OD(其中BU為丁基,OC為辛基,OD為十八烷基);
離子相互作用:
-氨基化的載體,例如 ReliZyme? EA403、HA403、SEPABEADSR?EC-EA、 SEPABEADSR?EC-HA(其中EA為Ethylamino型氨基官能團,HA為Hexamethylamino型氨基官能團)。
(2)化學結合
可逆性的固定化可以通過一步交聯的方式轉變為不可逆的固定化;酶被吸附到載體上,然后通過使用交聯劑進行固定化操作(例如,戊二醛)。交聯的酶分子如同一張網一樣覆蓋著載體。

通過酶與載體功能基團間的共價結合可以進行不可逆性固定化。這種固定化是利用載體上的環氧己烷基團(例如:ReliZyme? EP403、ReliZyme? HFA403、SEPABEADSR?EC -EP、SEPABEADSR?EC-HFA)或氨基官能團(例如:ReliZyme? EA403、ReliZyme? HA403、SEPABEADSR?EC-EA、SEPABEADSR?EC-HA)進行的。當載體上存在氨基官能團時,雙功能偶聯劑(例如,戊二醛)的加入是預活化所必須的步驟。另一種方法是對ReliZyme? HG403和SEPABEADSR?EC -HG中羥基功能團進行活化。

與固定化酶周圍微環境相關的幾個因素會影響到固定化酶的生物催化的作用效率
| 基質的特性 | 作用 | 對催化效率的影響 |
| 官能團類型和表面極性 | 酶的定位 | 活性位點的可用性 |
| 孔隙率 | 傳質 | 周轉率 |
| 官能團類型的歸類和表面極性 | 試劑或產物的積累 | 抑制現象 |
| 間隔臂的長度 | 傳質;系統靈活性 | 穩定性和活性位點的可用性 |
四、ReliZymeTM 和 SEPABEADS ?EC產品線
按照孔隙度可分為3個等級:
| 多孔性 | 樹脂名稱 | 孔徑(nm) | 干重 (%) | 體積 (mL/g) | 蛋白質(kDa) |
| 等級Ⅰ | SEPABEADS ?EC | 10-20 | 35-45 | 2.8-3.3 | <100 |
| 等級Ⅰa | ReliZymeTM | 20-50 | 35-45 | 2.9-3.4 | <100 |
| 等級ⅠⅠ | ReliZymeTM | 40-60 | 30-40 | 3.5-3.7 | 80-250 |
根據生物催化需要,可以選擇不同孔徑:
(1)對于分子量較大的蛋白應該選擇更大的孔徑樹脂
(2)樹脂孔徑越小,表面積大,固定化容量高
(3)更小的孔徑的樹脂能提供更好的機械穩定性
合適的固定化技術:
| 系列 | 官能團 | 共價連接 | 吸附 | |
| 直接連接 | 活性團 | |||
| EP | 環氧基 | 是 | - | - |
| HFA | 長間隔臂環氧基 | 是 | - | - |
| EA,HA | 氨基 | - | 戊二醛,二醛 | 靜電相互作用 |
| HG | 羥基 | - | NaIO4 | 親水相互作用 |
| QA | 季氨基 | - | - | 靜電相互作用 |
| BU | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
| OC | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
| OD | 烷基 | - | - | 疏水相互作用 |
產品線:
| ReliZymeTM | 官能團的密度(umol/g) | 官能團 | SEPABEADS?EC | 官能團的密度(umol/g) |
| EP403 | min.30 | ![]() | EP | min.100 |
| HFA403 | min.40 | ![]() | HFA | min.75 |
| EA403 | min.500 | ![]() | EA | min.600 |
| HA403 | min.500 | ![]() | HA | min.700 |
| QA403 | min.100 | ![]() | QA | min.200 |
| HG403 | - | ![]() | HG | - |
| BU403 | - | ![]() | BU | - |
| OD403 | - | ![]() | O | - |