Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Методы регенерации пиридиновыхСодержание книги
Поиск на нашем сайте Коферментов
Ферментативный метод регенерации является естественным процессом, протекающим в живых клетках. Пиридиновые коферменты выполняют роль переносчика окислительно-восстановительных эквивалентов, регенерация их вне организма осуществляется другим ферментом. В ферментативных реакциях с участием дегидрогеназ (схема приведена выше) положение равновесия сильно сдвинуто в сторону образования продуктов реакции, так как восстановительный потен-циал (Еод)пары НАД(Ф)Н/НАД(Ф) отрицателен (Еод = минус 0,32 В). Соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм коферментов после установления равновесия определяется равновес-ным потенциалом системы в целом. В восстановительном регенеративном процессе НАД(Ф), образую-щийся в основной реакции, восстанавливается другим субстратом с участием другого фермента. В качестве такого фермента широкое распространение получила алкогольдегидрогеназа, что объясняется легкостью удаления продукта ферментативной реакции – ацетальдегида. В качестве других ферментов используются глутаматдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа в присутствии соответсвующего субстрата – глутаминовой кислоты, лактата и глюкозо-6-фосфата. Принципиально возмжно для регенерации использовать и любые другие системы ферментов и субстратов. Ферментативная регенерация осуществляется с высокой скоростью. Применяя лактатдегидрогеназу или алкогольдегидрогеназу, можно дость скорости превращений НАД до 30 000 циклов в час. При использовании этого процесса для определения содержания НАД достигается «химическое усиление сигнала» в 106 раз, что обеспечивает принципиальную возможность определять пикомолярные концентрации кофермента. Однако в реальных аналитических системах требуется иммобилизация коферментов, что резко снижает скорость их регенерации. Так, при микрокапсулировании НАД указанные выше ферменты регенерировали кофермент со скоростью лишь 20 циклов в час. Применение других способов иммобилизации несколько увеличивает скорость регенеративных процессов. Принципиально возможна как окислительная, так и восстановительная ферментативная регенерация. Причем наиболее эффективно эти процессы протекают внутри нативного организма. В регенеративных процессах, протекающих в клетках, коферменты совершают огромное число превращений (около 1 млн оборотов), не теряя активности. Теоретически возможно создание подобной системы с использованием ферментов и вне организма. Способность химического соединения окислять или восстанавливать коферменты является основой химической регенерации НАД(Ф). В подавляющем большинстве случаев происходит окислительная регенерация, в которой окислителями могут быть как одноэлектронные, так и двухэлектронные акцепторы, причем во втором случае окисление протекает быстрее. Наиболее энергичными окислителями являются феназинметасульфат и тиазолил синий, менее активен метиленовый синий, еще слабее – рибофлавин, сафранин и 2,6-дихлорфенолиндофе-нол. Облучение акрифлавина и рибофлавина светом увеличивает акцепторные свойства красителей, поэтому в электронно-возбужденном состоянии скорость окисления возрастает более чем на порядок.
e- + H+ R2
  
Рис. 21. Электрохимическое превращение никотинамидных коферментов
При изготовлении биосенсоров требуется иммобилизация регенерирующих агентов. В подавляющем большинстве случаев она осуществляется путем ковалентной сшивки с носителем. Показано, что такая процедура незначительно сказывается на окислительных способностях многих соединений. При химическом способе принципиально возможна как окислительная, так и восстановительная регенерации. Причем скорости процессов окислительной регенерации вполне сравнимы с таковыми при использовании ферментных систем и принципиально возможно проведение 104 циклов регенерации без потери активности кофермента. Эффективность восстановительной регенерации несколько ниже, однако и в этом случае вполне достигается 99 % обратимости процесса. В основе электрохимической регенерации пиридинамидных коферментов лежит реакция электрохимического окисления или восстановления НАД(Ф)Н или НАД(Ф) соответственно. В водной среде электровосстановление протекает в две стадии (рис. 21). Первый одноэлектродный перенос обратим и не зависит от рН. В результате переноса электрона образуется радикал НАД(Ф)*, который может быстро и необратимо димеризоваться. Образующийся димер полностью неактивен в реакциях со многими дегидрогеназами. Вторая стадия восстановления НАД(Ф) необратима и зависит от рН. Путем подбора условий электролиза можно свести к минимуму образование ферментативно неактивного димера. Однако и при выходе 10 % димера после 10 оборотов кофермент превращается в неактивную форму, поэтому для создания систем с восстановительным электрохимическим регенерированием необходима разработка методов двухэлектронного восстановления, минуя стадию образования радикала. Существенного замедления димеризации можно добиться путем пришивки НАД к водорастворимым полимерам. В этом случае из-за замедленной диффузии радикалы быстрее восстанавливаются, чем димеризуются. Сравнительные характеристики различных методов регенерации никотинамидных коферментов приведены в табл. 7.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 400; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.216.198 (0.006 с.) |
H– H–
H R2 H R2
H H
