U radu je ispitana imobilizacija lipaze iz Candida rugosa u pH-i temperaturno-osetljive hidrogelove N-izopropilakrilamida i itakonske kiseline različitog sastava i pod različitim uslovima. Aktivnost imobilisanog enzima je ispitana standardnom metodom na emulziji maslinovog ulja. Praćena je kinetika otpuštanja enzima iz hidrogelova. Utvrđeno je da na aktivnost imobilisane lipaze utiče način imobilizacije i sastav hidrogelova. Značajan uticaj ima i temperatura na kojoj se izvodi imobilizacija,

more »

... o da se sa promenom temperature menja i masa imobilisane lipaze kao i njena specifična aktivnost. Ispitana su mehanička svojstva i morfologija sintetisanih hidrogelova. Enzimi imaju velike mogućnosti primene u različitim granama industrije zahvaljujući svojstvu da selektivno katalizuju mnoge reakcije pod blagim uslovima, dajući proizvod dobrog kvaliteta i u velikom prinosu. Upotreba nativnih enzima ima brojne nedostatke (jednokratna upotreba, nestabilnost, teško izdvajanje enzima iz reakcione smeše i od proizvoda reakcije, zaostajanje enzima u finalnom proizvodu, denaturacija enzima prilikom uklanjanja viška enzima iz reakcione smeše) zbog čega su enzimski procesi još uvek neekonomični u poređenju sa hemijskim. Velika specifičnost, brzina reakcije, netoksičnost i rastvorljivost u vodi su glavne prednosti u odnosu na neorganske katalizatore, ali je njihova upotreba ograničena zbog uskog intervala pH i temperature u kojima su enzimi stabilni i aktivni [1] . Mogućnost primene enzima se može povećati i unaprediti imobilizacijom enzima pre upotrebe pri čemu se dobija stereospecifičan katalizator koji može da se upotrebi više puta, a po završenoj reakciji izoluje iz smeše filtracijom ili centrifugiranjem [2] . Enzimi se mogu imobilisati na više načina pri čemu se uspostavljaju hemijske veze ili nekovalentne interakcije između molekula enzima i čvrstog nosača [3] . Savremena istraživanja su orijentisana ka imobilizaciji enzima u prirodne i sintetske hidrogelove čime su obezbeđeni blagi uslovi imobilizacije i zaštita enzima unutar hidrogela od štetnih uticaja iz spoljašnje sredine. Pri imobilizaciji enzim se smešta u hidrogel čije pore moraju biti dovoljno velike da se omogući difuzija molekula supstrata i proizvoda reakcije, a da pri tome enzim ostane u mreži gela. Iimobilizaciju često prate promene u enzimskoj aktivnosti, pH optimumu, stabilnosti enzima, itd. Upravo te promene zavise od kombinacije enzima i nosača kao i uslova imobilizacije [4] . Kada se enzim imobiliše na temperaturno osetljiv polimer promene u konformaciji polimera znatno utiču na aktivnost enzima kao i njegove dostupnosti supstratu [5] . Autor za prepisku: N. Z. Milašinović, Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Karnegijeva 4, 11000 Beograd. E-pošta: nikolla3@tmf.bg.ac.rs Rad primljen: 15. oktobar 2008. Rad prihvaćen: 5. decembar 2008. Mogućnosti primene imobilisanih enzima se stalno uvećavaju. Eksperimentalna istraživanja otkrivaju neočekivane rezultate, bilo da je u pitanju izuzetan pad ili čak porast aktivnosti enzima u poređenju sa nativnim enzimom [6] . Poroznost, kao i ostala svojstva hidrogelova se lako mogu kontrolisati odgovarajućim izborom monomera i uslova sinteze [7] . Tema ovog rada je imobilizacija lipaze iz Candida rugosa u pH-i temperaturno-osetljive hidrogelove N-izopropilakrilamida i itakonske kiseline različitog sastava. Imobilizacija je izvedena na dva načina, i to mešanjem enzima sa komponentama reakcione smeše pre izvođenja reakcije polimerizacije, pri čemu se enzim direktno imobiliše u toku formiranja hidrogela (in situ polimerizacija) i bubrenjem prethodno sintetisanih hidrogelova u rastvoru lipaze na 5 i 25 °C. Ispitan je uticaj sastava hidrogelova, postupka i uslova imobilizacije na aktivnost imobilisanog enzima i kinetiku otpuštanja enzima iz hidrogela. Pored toga, kako su za primenu imobilisanih enzima u reaktoru sa pakovanim slojem veoma važna mehanička svojstva nosača, u radu je ispitan uticaj sastava i različitih uslova sinteze na morfologiju i mehanička svojstva hidrogelova. Poroznost hidrogelova dozvoljava smeštanje enzima unutar gela, ali i njegovo potencijalno otpuštanje brzinom koja zavisi od veličine pora i koeficijenta difuzije enzima kroz mrežu gela [8] .