Иммобилизованные ферменты - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
по сравнению с носителями, обработанными эпихлоргидрином, и в целом
преимущества метода эпоксидирования перед другими, в частности,
бромциановым, заключаются в том, что он дает возможность получать длинную
"иожку", отделяющую фермент от носителя. Это обстоятельство может иметь
значение для уменьшения потери ферментативной активности из-за
стерических затруднений, возникающих в процессе иммобилизации.
Соединения с активированными двойными связями. В полимеры, содержащие
гидроксильные или аминогруппы, можно ввести винилсульфонильные группы.
Для этого матрицу обрабатывают дивинилсульфоном в сильнощелочной среде:
(r)-он + сн2=сн-so2-сн=сн2 -"- (r)-о-сн2-сн2-so2-сн=сн2
Этот метод активации используется редко ввиду токсичности
дивинилсульфона.
Весьма эффективными агентами для активации полисахаридов оказались
ароматические хиноны, в частности бензохинон:
О
(r)-ОН
[О]
Реакция протекает легко с высоким выходом, в широком интервале pH (от 3
до 10).
Соединения с активным атомом галогена. Хлортриазины (например,
цианурхлорид) легко реагирует с гидроксильной и аминогруппой полимера в
щелочной водно-органической среде:
I
^ * сАЛс,-^0-^ * "
(где R = -Cl; -NH2; -NHR')
29
Наиболее часто этим способом активируют полисахариды и их
аминопроизводные, хотя используются и белковые носители (коллаген,
кератин, фиброин). Среди синтетических полимеров аминированный полистирол
и поливиниловый спирт также могут быть успешно активированы
хлортриазинами.
Эффективным реагентом, позволяющим проводить реакцию в мягких условиях
(pH 7,5), является трезилхлорид (трифтор-этилсульфонилхлорид):
(н)-CHjOH + Cl-S02-CHj-CF3 "- (н)-CHj-О-SO,-CHj-CF3 + HC1
Альдегидные группы. Введение реакционноспособных альдегидных групп может
быть осуществлено несколькими путями. Полимеры, имеющие гидроксильные
группы, например полисахариды, могут быть окислены под действием
перйодата натрия. В качестве примера можно привести структуру звена
диальде-гидцеллюлозы:
П
Применение альдегидных производных полисахаридов часто обеспечивает
меньшую потерю активности фермента, чем, например, хлортриазильных
производных.
Введение альдегидных групп в полимеры, содержащие аминогруппы, можно
проводить с помощью диальдегидов, например глутарового альдегида. Таким
способом можно активировать аминоэтилцеллюлозу, аминополистирол, ПААГ,
полиамиды, белковые носители и т. д. Реакцию активации аминогрупп можно
представить так:
(c)-NHj + НОС-(CHj)3-СНО ----"- (Н)-N=CH-(CHj)3-СНО
И наконец, введение альдегидной группы можно осуществить при
полимеризации, подбирая соответствующий мономер, например аддукты
полиакролеина и гидросульфита натрия, сополимеры ненасыщенных альдегидов
и винилпирролидона и т. д. Один из процессов разобран выше (получение
ванакрила).
-h
Имидоэфирные группы (-C = NH-¦). Введение этих групп
1
OR
применяется как один из способов активации полиамидных носителей. Схему
реакции с диметилсульфатом можно представить следующим образом:
зо
-С-NH-------[СНдЬБО^ _C=NH-
II I
0 ОСНз
Полимерные нитрилы обработкой хлорводородом в среде метанола также можно
активировать до имидопроизводных:
-Н2С-СН - -Н 2С-С Н-
1 I
C==N C=NH
I
ОСНз
+
Диазогруппы (-N=NC1). Их введение - весьма широко применяемый способ
активации носителей, содержащих аминогруппы в ароматических радикалах. В
качестве примера можно назвать n-аминобензилцеллюлозу, поли-п-
аминостирол, наиболее часто активируемые этим путем. К аминопроизводным
также относятся ароматические аминопроизводные шелка, шерсти, хитина,
частично гидролизованный полиамид и др.
Довольно сложная схема активации сефарозы с целью введения
реакционноспособных диазогрупп предложена С. Икедой и С. Фукуи (1973):
N,CI
(Н>-OH + H,N(CH3),NH, -^CW - (Я)-NH(CHj)eNHj -
NaNOj
-(Н)-NH(СНд) tNHCO-^ NOi --S'°*" (Й)-NH(CH,),NHCOC"H4NO,
-¦- (H)-NH(CH3)"NHCO-^-NjCT
Аминогруппы. Введение этих групп (с последующим диазотированием) в
носители, содержащие ОН-группы, может осуществляться различными
способами. Полисахариды, как правило, обрабатывают хлорангидридом л-
нитробензойной кислоты, далее ИОг-группы восстанавливают до ЫНг-групп:
J [Н] _/ОСО-\ nh2
ОН-группы поливинилового спирта активируют взаимодействием с 2-(л-
аминофенил) - 1,3-диоксоланом (а) или л-нитрофе-нилхлорметаном (б):
.нн,
2. N*NOj/HCl
N2C1
// \ (3)
он
^XIH 214 ^ NHj ^NXHj-ft \-J
NjCl
(9
31
Активация карбоксильных групп носителя. Введение азидной группы - это
один из наиболее старых способов активации носителей. Чаще всего для этой
цели используют карбоксильные производные полисахаридов - целлюлозы,
декстрана. Модифицированный препарат этерифицируют, переводят в гидразид,
а затем в азид:
HjCOOH с,н,он, на _^ОСН2 СООС 3 Hs nhiNHj . Hl0
_X)CHi СООН с,н,он. на^
^>.OCH2CONHNH2 NjMOj/на ^^.OCH3CON3
-(r)Г - (r)Г
В качестве источника для получения азида можно применять и полимеры, не
имеющие карбоксильных групп. Например, полиакриламид, обработанный
гидразином ("энзакрил АН"), легко превращается в азид непосредственно
