Podcast
Questions and Answers
Dlaczego zainteresowano się enzymami?
Dlaczego zainteresowano się enzymami?
- Ze względu na ich toksyczność w porównaniu z katalizatorami nieorganicznymi.
- Ze względu na konieczność zmiany podczas reakcji chemicznej.
- Ze względu na ich wysoką temperaturę aktywacji.
- Ze względu na ich zdolności katalityczne poza komórką. (correct)
Co to jest oczyszczanie enzymów?
Co to jest oczyszczanie enzymów?
Oczyszczanie enzymów to proces usuwania zanieczyszczeń i innych substancji towarzyszących, mający na celu uzyskanie czystego preparatu enzymu.
W jakich warunkach zazwyczaj przebiegają reakcje katalizowane przez enzymy? Temp. poniżej $100^oC$, ciśn. atmosferyczne, i pH ok. ___.
W jakich warunkach zazwyczaj przebiegają reakcje katalizowane przez enzymy? Temp. poniżej $100^oC$, ciśn. atmosferyczne, i pH ok. ___.
7.0
Połącz poniższe techniki z ich zastosowaniem w chromatografii:
Połącz poniższe techniki z ich zastosowaniem w chromatografii:
Co to jest biotechnologia?
Co to jest biotechnologia?
Kto wymyślił termin 'biotechnologia' i w którym roku?
Kto wymyślił termin 'biotechnologia' i w którym roku?
Biotechnologia integruje nauki przyrodnicze i techniczne.
Biotechnologia integruje nauki przyrodnicze i techniczne.
Enzymy to związki wielkocząsteczkowe wykazujące właściwości __________ umożliwiające prawidłowe tempo przemian metabolicznych w organizmach żywych.
Enzymy to związki wielkocząsteczkowe wykazujące właściwości __________ umożliwiające prawidłowe tempo przemian metabolicznych w organizmach żywych.
Zgadnij pary:
Zgadnij pary:
Na czym polega chromatografia jonowymienna?
Na czym polega chromatografia jonowymienna?
Na czym polega do oczyszczania białek rekombinowanych?
Na czym polega do oczyszczania białek rekombinowanych?
Połącz pary: (Match the pairs)
Połącz pary: (Match the pairs)
Filtracja żelowa jest stosowana do rozdzielenia białek na podstawie różnicy ich masy cząsteczkowej.
Filtracja żelowa jest stosowana do rozdzielenia białek na podstawie różnicy ich masy cząsteczkowej.
Jakie ligandy mogą tworzyć trój- lub czterokleszczowe chelaty z jonami niklu lub kobaltu?
Jakie ligandy mogą tworzyć trój- lub czterokleszczowe chelaty z jonami niklu lub kobaltu?
PEGylacja enzymów polega na ich wewnętrznej modyfikacji chemicznej.
PEGylacja enzymów polega na ich wewnętrznej modyfikacji chemicznej.
Jakie są główne zalety chromatografii powinowactwa?
Jakie są główne zalety chromatografii powinowactwa?
Co to jest pułapkowanie?
Co to jest pułapkowanie?
Pogrupuj metody immobilizacji enzymów z odpowiadającymi im zaletami i wadami:
Pogrupuj metody immobilizacji enzymów z odpowiadającymi im zaletami i wadami:
Jak obliczyć czas przebywania τ w h?
Jak obliczyć czas przebywania τ w h?
Jak obliczyć szybkość przepływu substratu przez reaktor F w l/min?
Jak obliczyć szybkość przepływu substratu przez reaktor F w l/min?
Jak obliczyć dobową produkcję jako liczba moli otrzymanego produktu?
Jak obliczyć dobową produkcję jako liczba moli otrzymanego produktu?
Jakie cechy charakteryzują enzymy w analityce medycznej? Wybierz wszystkie poprawne odpowiedzi.
Jakie cechy charakteryzują enzymy w analityce medycznej? Wybierz wszystkie poprawne odpowiedzi.
Jakie metody analityczne z udziałem enzymów są stosowane w analityce medycznej?
Jakie metody analityczne z udziałem enzymów są stosowane w analityce medycznej?
Z jakich elementów składa się każdy system ekspresyjny?
Z jakich elementów składa się każdy system ekspresyjny?
Bakterie Escherichia coli są najtańszym systemem ekspresyjnym.
Bakterie Escherichia coli są najtańszym systemem ekspresyjnym.
Jakie są zalety grzybowych systemów ekspresyjnych?
Jakie są zalety grzybowych systemów ekspresyjnych?
Chromatografia chelatująca z immobilizowanymi jonami metali to skrót IMAC, czyli Chromatografia Poi______.
Chromatografia chelatująca z immobilizowanymi jonami metali to skrót IMAC, czyli Chromatografia Poi______.
Połącz system ekspresyjny z jego zaletami:
Połącz system ekspresyjny z jego zaletami:
Jakie są zalety sieciowania enzymów?
Jakie są zalety sieciowania enzymów?
Podaj wady sieciowania enzymów.
Podaj wady sieciowania enzymów.
Co decyduje o ostatecznej przydatności immobilizowanego enzymu w procesach przemysłowych?
Co decyduje o ostatecznej przydatności immobilizowanego enzymu w procesach przemysłowych?
Dlaczego immobilizowany enzym stopniowo traci swoją produktywność w czasie procesu technologicznego?
Dlaczego immobilizowany enzym stopniowo traci swoją produktywność w czasie procesu technologicznego?
Do jakich zastosowań znalazły się immobilizowane enzymy?
Do jakich zastosowań znalazły się immobilizowane enzymy?
Jakie są korzyści wynikające ze stosowania enzymów w środkach piorących?
Jakie są korzyści wynikające ze stosowania enzymów w środkach piorących?
Flashcards are hidden until you start studying
Study Notes
Biotechnologia
- Definicja biotechnologii: wykorzystanie organizmów biologicznych w technologii do produkcji konkretnego produktu
- Termin biotechnologia został wymyślony w 1919 roku przez Węgra Karla Ereky
- Biotechnologia jest nauką interdyscyplinarną, łączącą nauki przyrodnicze i inżynieryjne
Enzymy
- Definicja enzymu: związek chemiczny, który przyspiesza reakcję chemiczną bez utraty jego struktury
- Enzymy to katalizatory biologiczne, które mogą przyspieszyć reakcję chemiczną nawet o 10^6 razy
- Enzymy są specyficzne dla określonej reakcji chemicznej
Klasfikacja enzymów
- Enzymy zostały sklasyfikowane przez Komisję Enzymową Międzynarodowej Unii Biochemicznej w 1961 roku na 6 klas:
- EC 1 - oksydoreduktazy
- EC 2 - transferazy
- EC 3 - hydrolazy
- EC 4 - liazy
- EC 5 - izomerazy
- EC 6 - ligazy
- W 2018 roku wprowadzono siódmą klasę enzymów - translokazy (EC 7)
Charakterystyka enzymów
- Centrum aktywne enzymu to miejsce, gdzie dochodzi do reakcji chemicznej
- Centrum aktywne jest specyficzne dla określonej reakcji chemicznej
- Enzymy wykazują stereospecyficzność, co oznacza, że mogą rozróżniać izomery przestrzenne substratu
Kinetyka reakcji enzymatycznej
- Szybkość reakcji enzymatycznej zależy od stężenia enzymu, stężenia substratu, temperatury i pH środowiska
- Wpływ stężenia enzymu: przy dużym stężeniu enzymu szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężenia enzymu
- Wpływ stężenia substratu: przy stałym stężeniu enzymu, szybkość reakcji zależy od stężenia substratu
Inhibicja aktywności enzymatycznej
- Inhibicja odwracalna: inhibitor może być oddzielony od enzymu, co przywraca aktywność enzymu
- Inhibicja nieodwracalna: inhibitor wiąże się trwale z enzymem, niszcząc jego strukturę
Analiza ilościowa aktywności enzymatycznej
- Miara aktywności enzymatycznej to szybkość reakcji enzymatycznej
- Aktywność enzymu można określić, mierząc ilość powstałego produktu lub ubytek substratu w jednostce czasu
- Jednostką aktywności enzymu jest unit (U) - ilość enzymu, która powoduje powstanie 1 μmola produktu w ciągu 1 minuty
Oczyszczanie enzymów
- Oczyszczanie enzymów to proces uzyskiwania czystego enzymu z materiału biologicznego
- Etapy oczyszczania enzymów: ekstrakcja, homogenizacja, wytrącanie, oczyszczanie chromatograficzne
- Oczyszczanie enzymów jest procesem trudnym i czasochłonnym, ale koniecznym do uzyskania czystego enzymu o wysokiej aktywności### Polimerizacja i chromatografia
- Polieter polietylenu glycolu (PEG) - ogólny wzór: H-O-[-CH2-CH2-O-]n-H, gdzie n = 4-120
- W zależności od masy cząsteczkowej może być cieczą (m.cz. = 200-600) lub ciałem stałym
- Rozpuszczalniki organiczne (aceton, etanol) - większość białek wytrąca się w przedziale 25-60% rozpuszczalnika
- Enzymy można także wytrącić, zmieniając pH
Oczyszczanie enzymów
- Cel: otrzymanie czystego enzymu z ekstraktu
- Etapy:
- Ekstrak wyjściowy
- Oznaczenie aktywności enzymu
- Oczyszczony preparat
- Oznaczenie aktywności w oczyszczonym preparacie
- Obliczenie wydajności metody oczyszczania i stopnia oczyszczenia enzymu
Chromatografia
- Technika analityczna lub preparatywna służąca do rozdziału lub badania składu mieszanin związków chemicznych
- Rozdzielenie składników ulega podziałowi pomiędzy dwie fazy: fazę nieruchomą (stacjonarną) i fazę ruchomą (mobilną)
- Techniki chromatograficzne wykorzystywane są do separacji białek (makromolekuł) na podstawie parametrów:
- Wielkości i/lub kształtu cząsteczki
- Ładunku powierzchniowego
- Hydrofobowości
- Specyficznej biologicznej
Rodzaje chromatografii
- Filtracja żelowa (sączenie molekularne)
- Wykorzystuje żel
- Służy do rozdziału białek różniących się masą cząsteczkową
- Stosowana do oddzielania białek od składników niskocząsteczkowych
- Sephadex, Sepharose, biogel
- Chromatografia jonowymienna
- Wykorzystuje wymianę jonową ze znajdującymi się w roztworze, obdarzonymi ładunkiem przeciwnym jonami wymieniacza jonowego
- Stosowana do rozdziału związków/białek na podstawie różnicy ich ładunku elektrycznego
- DEAE, CM
- Chromatografia hydrofobowa
- Wykorzystuje hydrofobową naturę niektórych białek
- Stosowana do rozdziału białek na podstawie różnic w sile oddziaływania obszarów hydrofobowych białka z ligandami
- Siarczan amonu
- Chromatografia powinowactwa
- Wykorzystuje wzajemne powinowactwo dwóch substancji
- Stosowana do izolowania glikoprotein poprzez ich adsorpcję na nośnikach z immobilizowanymi lektynami
- Konkanawalina A, Sephadex, Sepharose
Kryterium czystości
- Elektroforeza w warunkach denaturujących (SDS-PAGE)
- Stosowana do:
- Sprawdzenia homogenności preparatu białka
- Wyznaczania mas cząsteczkowych białek### Rodzaje wektorów
- Stosowana do:
- Plazmidy: pozachromosomalne, koliste cząsteczki DNA, które mogą replikować się samodzielnie w komórkach bakteryjnych
- Wektory fagowe: wykorzystują fakt, że bakteriofagi wnikają do komórek bakteryjnych i wprowadzają swój DNA
- Kosmidy: powstają z połączenia plazmidów i fagów, posiadają regiony cos bakteriofagowego lambda
- Sztuczne chromosomy drożdżowe (YAC) i bakteryjne (BAC)
Elementy wektora ekspresyjnego
- Sekwencja promotora inicjująca transkrypcję (promotor)
- Miejsce wiązania rybosomu (RBS)
- Miejsce insercji klonowanego DNA (MCS, polilinker)
- Kodon inicjujący translację (ATG) i kodon stop (UAAU)
- Miejsce inicjacji replikacji (ori)
- Gen umożliwiający selekcję (najczęściej warunkujący oporność na antybiotyk)
Promotory
- Wybór promotora zależy od:
- Rodzaju
- Siły
- Możliwości kontroli ekspresji
- Sposobu i kosztu indukcji
- Kompatybilności z wieloma szczepami bakteryjnymi
- Używa się silnych promotorów pozwalających na wydajną produkcję heterologicznych białek
Znaczniki (tagi)
- Krótkie peptydy lub domeny dołączone do rekombinowanego produktu
- Ułatwiają izolację, detekcję i rozpuszczalność
- Nie powinny wpływać na aktywność i strukturę białka
- Przykłady znaczników: His-tag, GST-tag, Strep-tag, CBP-tag, MBP-tag
Usuwanie znaczników
- Metody chemiczne i enzymatyczne
- Chemie: bromocyjan lub hydroksylamina
- Enzymatyczne: endoproteazy i egzopeptydazy
Modyfikacje enzymów
- Chemiczne modyfikacje:
- PEGylacja: przyłączenie polietylenu glikolu do białek/enzymów
- Immobilizacja enzymów: wiązanie z nośnikiem
- Przykłady: PEGylowana L-asparaginaza z E. coli, PEGylowana deaminaza adenozyny
Immobilizacja enzymów
- Metody fizyczne: adsorpcja, pułapkowanie
- Metody chemiczne: wiązanie kowalencyjne
- Zalety immobilizacji:
- Możliwość wielokrotnego użycia
- Zwiększenie stabilności struktury białka enzymatycznego
- Wydłużenie aktywności enzymu
- Wady immobilizacji:
- Wysoki koszt uzyskania wysokooczyszczonego preparatu enzymatycznego
- Częściowa utrata aktywności enzymu
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
