4.7 Jiemenez Chavez

INSTITUTO INSTITU TO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO CINÉTICA, QUÍMICA QUÍ MICA Y BIOLOGÍA. DRA. MARÍA DE LOS ÁNGELES GAMA VALDÉS

UNIDA 4 CINÉTICA ENZIMÁTICA. 4.7 INMOVILIZACIÓN DE ENZIMAS. MÉTODOS DE INMOVILIZACIÓN. EFECTO DE LA INMOVILIZACIÓN SOBRE LA ACTIVIDAD CATALÍTICA. LIMITACIONES DIFUCIONALES EN SISTEMAS CON ENZIMAS INMOVILIZADAS. I NMOVILIZADAS.

Consiste en mantener la biomolécula unida o atrapada en un soporte físico, conservando su actividad catalítica y permitiendo el flujo de sustratos y productos. Las enzimas pueden ser inmovilizadas en sustratos naturales y/o sintéticos por medios químicos, y pueden además ser encapsuladas mecánicamente la adición de agentes que formen una película protectora alrededor de la enzima inmovilizada, permitiendo el paso de reactivos y productos de pequeño tamaño, pero no de proteínas.

Los métodos de inmovilización de enzimas se clasifican en dos rubros: métodos reversibles y métodos irreversibles.

Métodos de Inmovilización Irreversibles

El concepto de inmovilización irreversible implica el enlace del biocatalizador a un soporte de manera permanente, por lo cual el biocatalizador no puede ser liberado sin destruir o modificar su actividad biológica o el soporte. Los procedimientos más comunes de inmovilización irreversible son el enlace covalente, enlace cruzado, atrapamiento y micro encapsulado.

Formación de enlaces covalentes

Formación de enlaces cruzados

Con esta técnica los soportes no son necesarios, ya que la inmovilización se da por un enlace directo entre enzimas, que puede ser mediado o no por un agente de unión. Generalmente se añade el agente de bajo peso molecular (ej. glutaraldehído) a la enzima en solución, uniendo covalentemente los grupos funcionales de las enzimas para formar agregados. Atrapamiento

El método de atrapamiento está basado en la oclusión de las enzimas dentro de una red polimérica que permite al sustrato y a los productos pasar a través de ellos y retener las enzimas. Este método difiere de los métodos de acoplamiento covalente descritos anteriormente, ya que las enzimas no están enlazadas a la matriz o soporte. Existen diversos métodos de atrapamiento de enzimas como el de gel o atrapamiento por fibras, microencapsulado y por inclusión.

MÉTODOS DE INMOVILIZACIÓN REVERSIBLE

En el método de inmovilización reversible, las enzimas inmovilizadas pueden ser desprendidas del soporte bajo condiciones no extremas. El uso de métodos reversibles para la inmovilización de enzimas es altamente atractivo, principalmente por razones económicas debido a que el soporte puede regenerarse y recargarse con enzimas nuevas cuando la actividad enzimática decae. Existen distintos método de inmovilización reversible, que a continuación se d escriben:

Por adsorción

El método de adsorción emplea soportes orgánicos o inorgánicos que presentan un adsorbente activo (monocapastiol auto ensambladas, oro, entre otros) en los cuales, las enzimas son atraídas y retenidas por medio de interacciones iónicas o fuerzas débiles.

Adsorción no específica

Adsorción hidrofóbica

Quelación o enlace metálico.

Formación de enlaces disulfuro

Selección de soportes

Las características de las matrices o soportes son de gran importancia en la determinación de la eficiencia del sistema de inmovilización de enzimas. Las propiedades ideales de un soporte incluyen la resistencia física a la compresión, hidrofilicidad, inertes entre las enzimas y sus derivados, biocompatibilidad, resistencia al ataque microbial y bajo costo. Asimismo, los soportes pueden clasificarse en inorgánicos y orgánicos en función de su composición química. En donde los soportes orgánicos pueden dividirse en polímeros naturales y sintéticos.