E S↔ S P Trong đó:
2.9.4. Ứng dụng của enzyme cố định:
Các nghiờn cứu ứng dụng enzyme trong thực tiờ̃n ngày càng mở rụ̣ng và đạt hiợ̀u quả cao. Ở nhiờ̀u nước đã hình thành cụng nghợ̀ enzyme, phục vụ cho nhiờ̀u ngành khỏc nhau.
Trong lĩnh vực nụng nghiợ̀p , enzyme được sử dụng đờ̉ chờ́ biờ́n thức ăn gia súc , nõng cao hiợ̀u quả sử dụng thức ăn . Trong lĩnh vực cụng nghiợ̀p , chờ́ phõ̉m enzyme được sử dụng rụ̣ng rãi tro ng nhiờ̀u ngành cụng nghiợ̀p như cụng nghiợ̀p dợ̀t , cụng nghiợ̀p thực phõ̉m…Đặc biợ̀t , trong lĩnh vực y dược , enzyme được sử dụng đờ̉ định lượng các chṍt, phục vụ cụng viợ̀c xột nghiợ̀m chõ̉n đoán bợ̀nh . Cỏc enzyme còn được sử dụng làm thuụ́c.
Hiợ̀n nay có rṍt nhiờ̀u loại enzyme được điờ̀u chờ́ ở dạng cụ́ định, nhiờ̀u chờ́ phõ̉m enzyme cụ́ định đã được ứng dụng rṍt có hiợ̀u quả trong thực tờ́.
• Ứng dụng trong y học:
Enzyme cụ́ định đã có những thành tựu to l ớn trong y học , đặc biợ̀t đờ̉ chữa các bợ̀nh di truyờ̀n do thiờ́u enzyme hoặc hoạt đụ̣ của enzyme tương ứng khụng đủ mạnh chẳng hạn như bợ̀nh plenylxeton niợ̀u hoặc bợ̀nh suy thọ̃n mãn tính . Nờ́u đưa trực tiờ́p enzyme khụng thuõ̀n khiờ́t v ào đờ̉ chữa bợ̀nh có thờ̉ dõ̃n đờ́n dị ứng hoặc phản ứng miờ̃n dịch. Chang vào năm 1954 đã tạo ra vi tiờ̉u cõ̀u bán thṍm có gắn enzyme, nhờ đó enzyme có thờ̉ tụ̀n tại lõu trong cơ thờ̉ do cơ chṍt và sản phõ̉m phản ứng dờ̃ dàng đi qua màng, cũn enzyme thì biợ̀t lọ̃p với mụi trường xung quanh . Nhờ đó tạo được trong cơ thờ̉ mụ̣t nụ̀ng đụ̣ có hiợ̀u quả cao của enzyme thiờ́u mà võ̃n khụng gõy phản ứng phụ.
Mụ̣t ứng dụng khác là urease gắn trong vi tiờ̉u cõ̀u được s ử dụng có hiợ̀u quả đờ̉ loại ure của máu trong chạy thọ̃n nhõn tạo . Vi tiờ̉u cõ̀u chứa catalase có thờ̉ thay thờ́ mụ̣t cách có hiợ̀u quả các catalase thiờ́u trong cơ.
Sử dụng enzyme cụ́ định còn đem lại nhiờ̀u triờ̉n vọng trong chữa b ợ̀nh hiờ̉m nghốo như ung thư . Đưa vi tiờ̉u cõ̀u có gắn enzyme L-asparaginase vào cơ thờ̉ có khả năng ức chờ́ sự phát triờ̉n của mụ̣t sụ́ khụ́i u ác tính bởi sự phát triờ̉n của các khụ́i u này phụ thuụ̣c vào sự có mặt của L-asparagin.
Enzyme cụ́ định còn được sử dụng trong sản xuṍt kháng sinh. Axit 6- aminopenicillinic (6-APA) là mụ̣t loại kháng sinh quan trọng thuụ̣c họ penicillin. Có thờ̉ thu nhọ̃n bằng cách thủy phõn penicillin G (benzyl-penicillin) hoặc penicillin V (phenoxymethylpenicillin) bằng enzyme penicillin amidase cụ́ định.
Ngoài ra , enzyme cụ́ định còn là cụng cụ đắc lực trong chõ̉n đoán bợ̀nh như enzyme horse radish peroxidase được cụ́ định trờn polystyren cùng với kháng thờ̉ hay kháng nguyờn gõy bợ̀nh giúp chõ̉ n đoán nhanh và chính xác (kỹ thuọ̃t ELISA), các chờ́ phõ̉m này được thương mại hóa như các test ELISA chõ̉n đoán siờu vi B.
• Ứng dụng trong kỹ thuật sinh hóa :
Enzyme cụ́ định là cụng cụ phõn tích sinh hóa có giá trị . Năm 1970, Bernty đã dùng glucooxidase gắn bằng đụ̀ng hóa trị ở trong cụ̣t polystirol đờ̉ xác định tự đụ̣ng glucose.
Ngày nay người ta sử dụng phương pháp phõn tích bằng enzyme khụng cõ̀n tác nhõn, dựa trờn điợ̀n cực enzyme. Khi đặt điợ̀n cực enzyme tiờ́p xúc với dung dịch nghiờn cứu có chứa cơ chṍt của enzyme, trong lớp điợ̀n cực sẽ xảy ra phản ứng enzyme. Với ứng dụng này , người ta đã xác định liờn tục nụ̀ng đụ̣ glucose nhờ glucooxidase khụng tan . Và cũng trờn nguyờn tắ c đó , nhà khoa học Clark đã đờ̀ ra phương pháp xác định metanol và etanol trong nước và trong hơi nước nhờ điợ̀n cực enzyme có chứa alcoloxydoreductase cụ́ định.
• Ứng dụng trong cụng nghiệp :
Enzyme cụ́ định có ứng dụng trong cụng n ghiợ̀p khá đa dạng , đem lại hiợ̀u quả kinh tờ́ cao cho nhà sản xuṍt . Các ngành cụng nghiợ̀p : bia, rượu, nước giải khát , chờ́ biờ́n sữa, sản xuṍt hóa chṍt… . Đờ̀u có nhiờ̀u những ứng dụng enzyme cụ́ định trong quy trình sản xuṍt.
Cỏc lĩnh vực đã sử dụng ở quy mụ cụng nghiợ̀p:
- Sản xuṍt hụ̃n hợp glucose - fructose từ tinh bụ̣t thụng qua enzyme glucoisomerase.
- Tách hụ̃n hợp D, L – axit amin thành L– axit amin nhờ L- aminoacylase. - Sản xuṍt L-aspartic nhờ enzyme aspartase.
- Sinh tụ̉ng hợp L- axit succinic nhờ enzyme fumarase. - Thu nhọ̃n sữa khụng có lactose (sữa phi- lacto) nhờ lactase.
Ngoài ra enzyme cụ́ định còn được sử dụng trong mụ̣t sụ́ lĩnh vực khác như trong xử lý mụi trường, trong sản xuṍt thực phõ̉m vv...(xem chương 5).
TểM TẮT CHƯƠNG 1 1- Khái niệm cơ bản về protein
Protein là hợp chṍt có phõn tử lượng lớn, được cṍu tạo từ các axit amin. Có 20 loại axit amin chủ yờ́u trong thành phõ̀n protein. Protein cú bụ́n bọ̃c cṍu trúc. Cṍu trúc bọ̃c 1 là sụ́ lượng và trình tự sắp xờ́p của các axit amin trong chuụ̃i polypeptid. Cṍu trúc bọ̃c 1 cụ́ định, khụng thay đụ̉i và được mã hóa trong bụ̣ máy di truyờ̀n. Cṍu trúc bọ̃c cao (2,3,4) quyờ́t định tính chṍt chức năng và vai trò sinh học của protein. Khi cṍu trúc bọ̃c cao bị phá vỡ phõn tử protein bị biờ́n tính, mṍt hoạt tính sinh học và thay đụ̉i mụ̣t sụ́ tính chṍt.
Protein có khả năng điợ̀n ly lưỡng tính, khả năng tan trong nước của protein rṍt khác nhau, protein khụng tan trong dung mụi hữu cơ, protein hṍp thụ tia tử ngoại và người ta sử dụng tính chṍt này đờ̉ định lượng protein. Protein bị thủy phõn bỡi các tác nhõn như axit, kiờ̀m và enzyme protease. Protein có những tính chṍt chức năng như khả năng tạo gel, tạo bọt, tạo bụ̣t nhão, khả năng nhũ hóa và cụ́ định mùi, được sử dụng nhiờ̀u trong sản xuṍt thực phõ̉m.
Mụ̣t sụ́ nguụ̀n nguyờn liợ̀u giàu protein, có ý nghĩa ứng dụng cao như tảo và mụ̣t sụ́ vi sinh vọ̃t được nghiờn cứu nuụi trụ̀ng. Ngoài ra mụ̣t sụ́ protein có hoạt tính sinh học cao như insulin, interferon, protein tái tụ̉ hợp cũng được nghiờn cứu đờ̉ có thờ̉ tụ̉ng hợp bằng con đường sinh học phục vụ con người.