Lược sử nghiờn cứu enzyme cố định

E S↔ S P Trong đó:

2.9.2. Lược sử nghiờn cứu enzyme cố định

Lịch sử nghiờn cứu cụ́ định enzyme bắt đõ̀u từ năm 1916, khi Nelson và Griffin quan sát khả năng thủy phõn đường saccharose của enzyme invertase nṍm men , hṍp

thụ trờn than hoạt tính. Sau đó nhiờ̀u phương pháp cụ́ định enzyme đã được thực hiợ̀n, trong giai đoạn đõ̀u các nghiờn cứu cụ́ định chủ yờ́u dựa trờn cơ sở tạo liờn kờ́t bờ̀n hoặc liờn kờ́t khụng bờ̀n giữa chṍt mang và phõn tử enzyme .

Micheal và Iuers (1949) đã sử dụng phương pháp azid hóa đờ̉ tạo liờn kờ́t cụ̣ng hóa trị giữa chṍt mang carboxymethyl cellulose và phõn tử enzyme.

Grubhofer và Schleith (1953) cụ́ định mụ̣t vài enzyme như carboxypeptidase , pepsin, ribonuclease bằng liờn kờ́t cụ̣ng hóa trị (covalent binding ) lờn nhựa polyaminostyren được diazo hóa.

Mizt (1956) đã cụ́ định enzyme catalase lờn DEAE – cellulose bằng liờn kờ́t ion (ionic binding) vv... Khi tạo liờn kờ́t bờ̀n giữa enzyme và chṍt mang thường dõ̃n đờ́n làm giảm khả năng xúc tác của enzyme, vì vọ̃y những năm vờ̀ sau nhiờ̀u cách cụ́ định khác được xõy dựng với mục đích khụng làm giảm khả năng xúc tác của enzyme.

Năm 1963 Bernfeld và Wan mụ tả phương pháp cụ́ định cỏc enzyme trypsin, papain, amylase và ribonuclease bằng cách nhụ́t (entrapment) trong gel polyacrylamide, mụ̣t năm sau (1964) Chang và đụ̀ng nghiợ̀p cũng đã cụ́ định thành cụng enzyme hydratase trong bao vi thờ̉ (microencapsule).

Quiocho và Richards (1964) đã tìm ra phương pháp tạo liờn kờ́t giữa các phõn tử enzyme với nhau đờ̉ làm cho mạch phõn tử lớn lờn và chúng khụng hòa tan (phương phỏp khõu mạch: cross–linking) với enzyme carboxypeptidase A bằng glutaraldehyde.

Enzyme cụ́ định lõ̀n đõ̀u tiờn được ứng dụng ở quy mụ cụng nghiợ̀p vào năm 1969 đờ̉ chuyờ̉n hụ̃n hợp D, L–axit amin thành L– axit amin với enzyme aminoacylase được cụ́ định trờn DEAE – sephadex nhờ liờn kờ́t ion do Chibata và các cụ̣ng sự thực hiợ̀n. Từ những thành cụng bước đõ̀u này đã mở ra những ứng dụng to lớn của enzyme và tờ́ bào cụ́ định vào cụng nghiợ̀p.

Mụ̣t trong những bằng chứng thuyờ́t phục là sử dụng enzyme glucoisomerase cụ́ định đờ̉ sản xuṍt fructose từ glucose ở qui mụ cụng nghiợ̀p . Theo sụ́ liợ̀u thụ́ng kờ năm 1988 có khoảng trờn 7 triợ̀u tṍn siro fructose/năm được sản xuṍt trờn thờ́ giới nhờ cụng nghợ̀ này.

Ngoài glucoisomerase, mụ̣t sụ́ enzyme như invertase, β-galactosidase cũng được cụ́ định và sử dụng trong cụng nghiợ̀p thực phõ̉m.

Ngày nay enzyme cụ́ định đã và đang được ứng dụng rụ̣ng rãi vào nhiờ̀u lĩnh vực khác nhau như n ghiờn cứu sinh hóa cơ bản , cụng nghợ̀ chờ́ biờ́n thực phõ̉m, y học, dược học, cụng nghợ̀ hóa chṍt, trong phõn tích tự đụ̣ng và bảo vợ̀ mụi trường.

Ở Viợ̀t Nam , những nghiờn cứu cụ́ định enzyme chỉ mới bắt đõ̀u trong những năm gõ̀n đõy, kờ́t quả thu được cũng còn rṍt hạn chờ́. Năm 1994 – 1995, Viợ̀n Sinh học Nhiợ̀t đới Thành phụ́ Hụ̀ Chí Minh nghiờn cứu cụ́ định enzyme glucoisomerase trờn các hạt Silochrom B2hoạt hóa bằng glutaraldehyde.

Mụ̣t sụ́ tác giả khác như Nguyờ̃n Quang Tõm (2002) đã nghiờn cứu cụ́ định pectinase thu nhọ̃n từ các chủng nṍm mụ́c , Nguyờ̃n Quyờ́t (2004) đã nghiờn cứu cụ́ định α-amylase thu nhọ̃n từ vi khuõ̉n Bacillus subtilis vv...

Bằng kỹ thuọ̃t cụ́ định tương tự như enzyme, các nhà khoa học đã cụ́ định tờ́ bào vi sinh vọ̃t lờn giá thờ̉ khụng tan đờ̉ dờ̃ dàng tách chúng ra khỏi mụi trường lờn men. Tờ́ bào vi sinh vọ̃t cụ́ định lõ̀n đõ̀u tiờn được ứng dụng ở qui mụ cụng nghiợ̀p cũng được thực hiợ̀n bởi Chibata (1973), Chibata và các cụng sự đã cụ́ định E. coli trong gel polyacrylamide đờ̉ sả n xuṍt axit L- aspartic từ amonium fumarat nhờ hoạt tính aspartase rṍt cao của E. coli.

Nhiờ̀u nghiờn cứu vờ̀ cụ́ định tờ́ bào cũng được thực hiợ̀n tại Viợ̀t nam . Lờ Văn Hiợ̀p (1995) cụ́ định vi khuõ̉n tả (Vibro cholerae ) lờn giá thờ̉ polyhydroxy ethyl methacrylat (PHEMA) bằng kỹ thuọ̃t bức xạ, Nguyờ̃n Thị Xuõn Sõm (2005) cụ́ định vi sinh vọ̃t trờn alginat, Nguyờ̃n Thị Diờ̃m Quỳnh cụ́ định vi khuõ̉n Bacillus subtilis lờn giṍy lọc và vỏ bưởi vv...Tuy nhiờn viợ̀c sản xuṍt enzyme cụ́ định cũng như vi sinh vọ̃t cụ́ định với qui mụ thương mại thì chưa có tại Viợ̀t nam.