효소의 고정화

 효소의 고정화

결정된(fixed) 공간에서 효소의 운동성에 제한을 줘 안정성을 향상시킨다.

효소란 원래 물에 용해되어 있을 때, 유동적(flexible)하기 때문에 활동적이다. 즉 안정성이 떨어진다고 할 수 있다.

하지만 이런 효소를 고정화를 해주면 운동성이 감소되어 유동성(flexibility)를 낮춰줘 안정성이 향상된다. 

장점	1. 효소의 재사용이 가능해져 가격을 낮출 수 있다.  2. 연속 공정 구축이 가능해 공정을 통제하기 쉽고  2. 물에 용해되지 않기 때문에 쉽게 분리할 수 있다.  3. 연속 공정을 구축할 수 있어 생산품 수율(product yield)을 최적화 할 수 있다.  4. 안정화되어 반복적으로 사용 가능하고 열적으로도 안정적이다.
단점	1. 담체(carrier, support)의 비용이 든다. 2. 효소의 고유 특성이 변화할 수 있다. 3. 물질 전달 속도가 늦어져 효소의 활성도가 낮아진다

효소의 고정화 방법은? 

1. cross-linking (교차 결합) 

2. binding to carrier (담채에 결합)

3. entrapment (포괄법-가두기)

"cross-linking"

사슬모양 고분자의 사슬 사이를 화학결합에 의하여 서로 연결시킨 것이다. 

단백질들이 공유결합이 되면서 크기가 커져 insoluble한 상태가 되어 사용 후 회수가 쉽다는 장점이 있다.

CLEC(enzyme crystallization and cross-linking): 효소 결정화 후, croos-linking한다.

CLEA(salt precipitation and croos-linking): 염분 침전과정을 거친 후, croos-linking한다.

 CLEC보다 간단하고 효율적이여서 산업적으로 이용가능하다. 

"entrapment"

효소를 담체 내에 가두는 방법이다. 세포 고정화 방법 중 가장 편리한 방법으로 작은 기질과 생성물질만 가능하다.

즉 '효소의 크기'를 고려해야된다. 크기가 너무 작은 경우 효소가 셀 수 있다. 

"bindingn to carrier"

담체의 구멍에 효소를 결합시키는 방법으로 효소 고정화의 표준 방법이다. 이 방법은 '담채의 흡착력'이 중요하다.

"담체"

담체의 특징 

1. 화학적 특징: 소수성(hydrophobicity), 화학적&미생물적 안정성(미생물이 오염에 견딜 수 있도록 안정적이어야한다.)
2. 형태학적 특징(입자의 크기, 구멍 크기...)
3. 기계적 특징 : 압력에 대한 저항, 압축성, 탄성
4. 일반적 특징: 음식, 제약 등급, 비용

담체의 분류

• inorganic carrier (무기물 담체)
• organic from natural sources (자연원료로부터의 유기물 담체)
• organic synthetic material (유기 합성 소재)