Fermentlar hossalari va olinish usullari

Slayd 1

Fermentlar hossalarini o’rganish

Slayd 2

Reja
Geninjenerligida ishlatiladigan ishlatiladigan fermentlar
Fermentlarni tuzilishi
O’simlik va hayvonlardan ajratib olinadigan fermentlar
Fermentlarni olinish usullari
Fermentlarni biologik katalizatorlar sifatida qo‘llanilishi

Slayd 3

Buxner ishlaridan sung 1926 yilda Amerikalik bioximik Samner fermentlarini kristall xolatda ajratib olishusulini ajratib oldi va toza ureaza fermentini ajratib oldi. Amerikalik bioximik J.Nortrop kristall xolda tripsin, pepsin, ximotripsinni ajratib oldi. Bu ishlari uchun Samner bilan birgalikda Nobel mukofotiga sazovor bo’lishdi.

Slayd 4

Ferment molekulasini funksional tuzilish sxemasi:1-katalitik qismi, 2-kontaktli qism, 3-kofaktor.

Slayd 5

Fermentlarni Mixaels va Menten bo’yicha ta’sir qilish mexanizmining sxematik ta’sviri quyidagicha:
Buyerda: E – ferment
Ѕ – substrat
P– mahsulot

Slayd 6

Slayd 7

Hayvon xomashyolaridan ayrim fermentlarning tozalangan preparatlari – pepsin, tripsin, ximotripsin, ribonukleaza, DNK aza, lipaza,, katalaza ham ajratib olinadi
O‘simliklardan sanoat miqyosida proteolitik fermentlarning ayrim preparatlari – papain (qovun daraxti mevasining sharbatidan), fitsin (anjir bargi va Ficus oilasiga mansub o‘simliklardan) ajratib olinadi.

Slayd 8

Tozalanmagan ferment preparati – mikroorganizm kulturasini mo‘tadil sharoitda namligi 8-12% ga olib kelingan va butun ozuqa muhiti qoldiqlari bilan birgalikdagi massasidir.
Tozalangan ferment preparati kulturani qattiq yoki suyuq ozuqa muhitida o‘stirish yo‘li bilan olinishi mumkin. Suyuq muhitda o‘sgan kultura quritishdan oldin biomassasi va ozuqa muhiti qoldiqlaridan qisman tozalangan yoki shundayligicha quritilgan bo‘ladi.

Slayd 9

Vakuum-bug‘lantirish usuli
Neytral tuzlar yordamida cho‘ktirish
Ionalmashuv xromatografiya usuli
Eritmadagi moddalarni dializ usuli

Slayd 10

Affinli xromatografiya usuli
Gel xromatografiya usuli

Slayd 11

Vakuum-bug‘lantirish usuli- Ferment eritmalarini quyuqlashtirish.
Qattiq va suyuq ozuqa muhitlarida o‘stirilgan mikroorganizmlarning ekstraktlari saqlash uchun chidamsizdir. Tayyor texnik preparat formalarini olish va ularni quyuqlashtirish kerak. Quruq texnik yoki toza ferment prepapatlarini vakuum-bug‘lantirish usuli ham bir bosqich bo‘lib hisoblanadi.

Slayd 12

Eritmadagi moddalarni dializ usuli – membranani modda massasiga qarab tanlab o‘tkazuvchanlik xususiyatiga asoslangan.
Bu jarayon uchun yarimo‘tkazgich membrananing har ikki tomonida eritmalar konsentratsiyasini farqi vujudga kelishi kerak.

Slayd 13

Dializdan ferment preparatlarini kichik molekulali moddalardan tozalashda foydalaniladi.
Masalan, ferment eritmalarini shakar, aminokislotalar, mineral tuzlar va boshqalardan 60-100% gacha bo‘lgan miqdorda tozalashga erishish mumkin.
Ayniqsa, fermentlar yuqori konsentratsiyali tuzlar bilan cho‘ktirilganda dializdan va eletrodializdan unumli foydalanish kerak. Lekin to‘rtlamchi strukturaga ega bo‘lgan fermentlarni va metallofermentlarni ajratishda elektrodializdan foydalanish mumkin emas, ya’ni ferment ushbu jarayonda o‘z faolligini yo‘qotadi.

Slayd 14

Sanoat uchun zarur bo‘lgan ko‘pchilik fermentlar suvda eruvchan oqsillardir. Ferment eritmalari olinish manbalariga qarab mikroorganizmlar, ekstraktlari, kultural suyuqlik filtratlari, o‘simlik yoki hayvon to‘qimalari gomogenatlari bulishi mumkin. Bu ferment eritmalari tarkibi juda murakkab sistemaga ega. Unda fermentlardn tashqari kolloid tabiatiga ega bo‘lgan har xil birikma va moddalar ham uchraydi. Bunday murakkab sistemalardan fermentlarni ajratib olish mushkul vazifadir.

Slayd 15

Neytral tuzlar yordamida cho‘ktirish. Bu jarayon asosan oqsil molekulasining gidrofobligi darajasiga bog‘liq. Tipik oqsil molekulasi sirtida bir qator aminokislotalar (tirozin, triptofan, leysin, izoleysin, metionin, valin va fenilalanin) zanjiri shaklida yopishgan gidrofob qismlarga ega. Oqsil molekulasining gidrofob qismi suv bilan to‘qnashganda suv molekulalari bilan orientirlangan qavat hosil bo‘ladi va shu joylar «muzlatilgan» holatda bo‘ladi. Bunday tartibli strukturalar termodinamik jihatdan chidamli emasdir.

Slayd 16

Fermentlar va boshqa oqsil moddalari har xil erimaydigan adsorbsiya (surilish) qobiliyatiga ega. Bu xususiyat oqsil aralashmalarini birikmalarga ajratishda va ayniqsa fermentlarni laboratoriya sharoitida tozalashda, hamda gomogen bo‘lgan ferment preparatlarini olishda ishlatiladi.
Adsorbsiya usuli, shu bilan birga kolonkali xromatografiya usullari fermentlarni yuqori darajada toza va ko‘p miqdorda olish imkonini beradi.

Slayd 17

Ionalmashuv xromatografiya usuli.
Bu usulda oqsillar elektrostatik kuch yordamida bog‘lanadilar, ya’ni bu hodisa zaryadlangan oqsil sirtlari va zaryadlangan ionalmashuv birikma guruhlarining zich qatlami o‘rtasida yuzaga keladi. Bu moddalar kolonkada qarama-qarshi bo‘lgan ionlarni (metall ionlari, xlor ionlari, bufer va h.k. neytrallaydi. Odatda oqsilning umumiy zaryad belgisi ion almashuvchiga o‘tirgan ion belgisi bilan bir xil bo‘ladi va kolonkadan o‘tish jarayonida aynan uni siqib chiqaradi. Shuning uchun ham bu jarayon xususiyatiga qarab «ion almashuv» jumlasi qo‘llaniladi.

Slayd 18

Keyingi yillarda bu usul L.L.Slyuyterman va boshqalar (1981) tomonidan xromatofokus usuliga o‘tkazish yo‘li bilan takomillashtirilmoqda.
Bunda yuvish jarayonida amfolit tipidagi bufer hajmi yuqori bo‘lgan buferlardan foylalaniladi va shu usul keyinchalik sanoat miqyosida o‘z o‘rnini topishi mumkin.

Slayd 19

Affinli xromatografiya usuli.
Bu usul oqsil va fermentlarni tozalash va ajratishning adsorbsiya hodisasiga asoslangan usullari ichida alohida o‘rinni egallaydi. Ko‘pincha uni affinli xromatografiya yoki bioaffinli yoki bo‘lmasa biospetsifik xromatografiya deyiladi.

Slayd 20

Gel xromatografiya usuli.
Gel filtratsiya jarayonini amalga oshirish uchun dekstran asosida olingan gellardan foydalaniladi va ular yordamida razmeriga qarab har xil makromolekulalarni tez ajratish mumkin. Gel ochiq holdagi ko‘ndalang tikilgan uch o‘lchamli molekula turi bo‘lib, kolonkalarni oson to‘ldirish uchun yumaloq donachalar (granula) ko‘rinishida bo‘ladi. Donachalarda kichik teshikchalari bo‘lib, ularga faqat juda kichik molekulali birikmalar kiradi va yirik molekulalar esa kirmaydi. Bu usul gellarning aynan shu xususiyatiga asoslangandir.

Slayd 21

Ba’zi fermentlar va ularning qo‘llanilish sohalari
Ferment
Qo‘llanilishi
α-Amilaza
Pivo, spirt ishlab chiqarishda
Aminoatsilaza
L-aminokislota olishda
Bromelain
Go‘shtni yumshatish, sharbatlarni tiniqlashtirishda
Katalaza
Tayyor oziq mahsulotlari uchun antioksidant sifatida
Sellyulaza
Spirt va glukoza olishda
Fitsin
Go‘shtni yumshatish, sharbatlarni tiniqlashtirishda
Glukoamilaza
Pivo, spirt ishlab chiqarishda
Glukozoizomeraza
Tarkibida fruktoza miqdori ko‘p bo‘lgan sharbatlar tayyorlashda
Glukozooksidaza
Tayyor oziq mahsulotlari uchun antioksidant sifatida
Invertaza
Saxaroza inversiyasida
Laktaza
Laktoza gidrolizida
Lipaza
Pishloq tayyorlash, aromatizatorlar olishda
Papain
Go‘shtni yumshatish, sharbatlarni tiniqlashtirish
Pektinaza
Spirt olishda, sharbatlarni tiniqlashtirishda
Proteaza
Spirt olishda, detergent sifatida
Renin
Pishloq tayyorlashda

Slayd 22

LIGAZA
RESTRIKTAZA
TESKARI TRANSKRIPTAZA
EcoR1
DNK polimeraza
RNK polimeraza
Nukleaza
Izomeraza

Slayd 23

Fermentlar kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiruvchi biologik katalizatorlar bo’lib, tabiatiga ko’ra eng yuqori darajada takomillashgan oqsil moddalardir. Ular xujayra, to’qima va turli organizmlarning hayotiy jarayonlarining asosi bo’lgan minglab kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiradi. Bu guruh moddalarga, ya’ni biologik katalizatorlarga ferment nomi berilishi yoki ularni ikkinchi nomi enzim deb atalishi bijgish jarayonlarining ochilishi bilan bogliq.
Fermentlar haqidagi ta’limot alohida fan – enzimologiya faniga aylangan.
Reaksiyalarning tezligini boshqa bir moddalar ta’sirida o’zgartirishi kataliz deyiladi. Tirik organizmda xuddi shunday jarayon biokataliz deb ataladi.

Slayd 24

Fermentlar – bu tirik organizmlarda kechadigan kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiruvchi oqsilli moddalar bo‘lib, ular biologik katalizatorlar hisoblanadi. Fermentlarning o‘ziga xosligi shundaki, ular ma’lum bir substratga ta’sir qiladi va reaksiyani odatdagi sharoitda million martagacha tezlashtira oladi.
📌 Fermentlarning qoʻllanilishi
Oziq-ovqat sanoatida
Non yopishda amilaza fermenti kraxmalni parchalaydi.
Sut sanoatida laktaza sut shakari – laktozani parchalaydi.
Pishloq tayyorlashda proteaza (pepsin, ximazin) kazeinni parchalash uchun ishlatiladi.
Tibbiyotda
Ferment preparatlari (tripsin, lipaza, amilaza) ovqat hazm qilish buzilganda qoʻllaniladi.
Tromblarni eritishda streptokinaza, urokinaza ishlatiladi.
Antibiotik va gormonal preparatlar ishlab chiqarishda ham fermentlardan foydalaniladi.

Slayd 25

Biotexnologiyada
Spirtli ichimliklar va sirka ishlab chiqarishda.
Yog‘ochni qog‘oz va tola olish uchun qayta ishlashda.
Biogaz ishlab chiqarishda mikroorganizmlar fermentlari qo‘llanadi.
Kimyo va ekologiyada
Biokatalizator sifatida fermentlar biologik tozalash inshootlarida organik chiqindilarni parchalashda qo‘llaniladi.
Detergentlar (kir yuvish kukunlari)ga proteaza, lipaza fermentlari qo‘shiladi, ular yog‘ va oqsil dog‘larini eritadi.

Slayd 26

E’tiboringiz uchun rahmat!

Slayd 27

Foydali havolalar

🛒 Barcha taqdimotlar | 📰 Yangiliklar | ℹ️ Biz haqimizda