Đường chuẩn CD Bảng 3.1. Nồng độ CD (mg) ∆OD Hình 3.1. ồ đường chuẩn β-CD
Mẫu
Enzym ban đầu Enzym cố định theo hấp phụ Enzym cố định theo bắt giữ
Hiệu suất cố định protein và tỉ lệ hoạt tính enzym theo phương pháp bắt giữ và hấp phụ
Hiệu suất cố định Tỉ lệ hoạt tính
Nhận xét về hiệu suất cố định và và tỉ lệ hoạt tính riêng của enzym
Hiệu suất cố định protein ở hai phương pháp có sự chênh lệch. Phương pháp bắt giữ có hiệu suất cố định protein cao hơn so với phương pháp hấp phụ, gấp 1,2 lần.
Tỉ lệ hoạt tính riêng theo phương pháp bắt giữ cao hơn phương pháp hấp phụ, gấp 2 lần
Vậy cố định enzyme bằng phương pháp bắt giữ cho hiệu suất cố định và tỉ lệ hoạt tính của enzyme cao hơn so với phương pháp hấp phụ
3.3. Bàn luận
Hiệu suất cố định protein ở phương pháp bắt giữ đạt khá cao (87,03%), do đây là phương pháp cố định enzym khơng thuận nghịch, vì vậy enzym khơng thể thốt khỏi chất mang là gel alginat sau khi đã cố định. Còn ở phương pháp hấp phụ, chỉ dựa trên các tương tác bề mặt của gel và enzym như liên kết hydro, lực Van der Waals, cầu nối ion, tương tác kỵ nước nên enzym có thể quay trở lại mơi trường, sự cố định là thuận nghịch, do đó hiệu suất cố định chỉ đạt 72,64%. Tuy nhiên hiệu suất cố định enzym
liên kết bền và mạnh chẳng hạn như lực liên kết ion, điều này có thể được diễn ra nhờ các nhóm chức hiện diện bên trong cấu trúc của cả enzym và gel, chứng tỏ enzym và gel có mức độ tương thích tương đối cao.
Khi nhìn vào thơng số hoạt tính của enzym cố định theo phương pháp hấp phụ và bắt giữ, Nhóm 3 nhận thấy rằng hoạt tính chung và riêng của enzym theo phương pháp bắt giữ đều cao hơn so với phương pháp hấp phụ. Theo lí thuyết, trong phương pháp bắt giữ, tuy không thay đổi cấu trúc enzym nhưng do sự cản trở về mặt không gian nên các enzym được cố định bằng phương pháp bắt giữ khó tiếp xúc với cơ chất, chỉ những enzym nằm ở bề mặt hạt gel mới dễ dàng gặp cơ chất. Từ đây có thể thấy trong q trình tạo hạt gel trong phương pháp bắt giữ, kích thước lỗ của hạt gel đủ để các phân tử cơ chất có thể đi qua lỗ trên bề mặt hạt gel và đi vào bên trong, tương tác với enzym và tạo thành sản phẩm. Nhờ đó tỉ lệ hoạt tính của enzyme theo phương pháp bắt giữ khá là cao và xấp xỉ 64,77% so với enzym ban đầu khơng cố định. Thêm vào đó, phương pháp bắt giữ cố định enzym hiệu quả hơn và nhiều hơn so với theo phương pháp hấp phụ nên hoạt tính riêng của enzym theo phương pháp bắt giữ nhìn chung sẽ cao hơn (do nhiều enzym được cố định dẫn tới tạo ra nhiều sản phẩm hơn). Cịn ở phương pháp hấp phụ, theo lí thuyết enzym nằm ở bề mặt hạt gel, khả năng cơ chất tới và tương tác với enzym sẽ cao hơn nhiều so với phương pháp bắt giữ, enzym chỉ hấp phụ với bề mặt gel bằng các liên kết yếu nên thường không làm thay đổi cấu trúc phân tử enzym nên hoạt tính sẽ cao. Nhưng trên thực tế trong thực nghiệm cả hoạt tính chung và riêng của enzym theo phương pháp hấp phụ đều thấp hơn nhiều so với phương pháp bắt giữ. Điều này có thể được giải thích thơng qua hai lí do. Lí do thứ nhất là như Nhóm 3 đã trình bày ở trên, có thể enzym đã tương tác với bề mặt gel đa số bằng lực liên kết bền và mạnh nên đã có sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc enzym, dẫn tới giảm hoạt tính của enzym nên tạo ít sản phẩm hơn, tỉ lệ hoạt tính so với enzym ban đầu thấp hơn rất nhiều so với phương pháp bắt giữ, nhưng bù lại hiệu suất cố định và lượng enzym cố định hiệu quả và xấp xỉ so với phương pháp kia. Lí do thứ hai là mặc dù hiệu suất cố định khá cao nhưng vẫn thấp hơn nhiều so với phương pháp bắt giữ
nên hoạt tính riêng thấp hơn do lượng enzym cố định thấp hơn so với phương pháp bắt giữ (35,2581 mg trong cố định theo hấp phụ so với 42,2452 mg cố định theo bắt giữ).
Kết luận: Trong cả hai phương pháp cố định thì phương pháp bắt giữ vẫn chiếm hiệu
quả cao hơn nhiều so với phương pháp hấp phụ. Tuy nhiên, hiệu quả của việc cố định enzym và hoạt tính enzym đạt được cịn phụ thuộc vào thành phần và tính chất của gel, sự tương tác giữa gel, cơ chất và enzym. Để đạt hiệu suất phản ứng cao nhất, cần lựa chọn phương pháp cố định và chất mang phù hợp cho từng enzym, cơ chất và phản ứng thực hiện.