細胞内生物からの酵素の分離
はじめに
酵素は、生物内の生化学反応を高速化する生物学的触媒です。酵素を効果的に研究および利用するには、細胞の文脈からそれらを分離することが重要です。このプロセスでは、目的の酵素をタンパク質、脂質、核酸などの他の細胞成分から分離することが含まれます。選択した方法は、特定の酵素、細胞内の位置、および望ましい純度レベルに依存します。
酵素分離の方法
1。細胞の破壊：
* 機械的方法：
* 均質化： ブレンダーまたはホモジナイザーを使用して、物理的な力によって開いた細胞を破壊します。
* 超音波処理： 超音波波を使用して細胞膜を破壊します。
* フレンチプレス： 細胞を小さな開口部から強制するために高圧を適用し、構造を破壊します。
* 化学方法：
* 洗剤： 脂質二重層を破壊することにより、細胞膜を破壊します。
* 浸透圧ショック： 低張性溶液を使用して、細胞の腫れと破裂を引き起こします。
* 酵素消化： リゾチームのような酵素を利用して細胞壁を分解します。
2。細胞分画：
* 微分遠心分離： 密度とサイズに基づいてセル成分を分離します。 これには、速度の増加における一連の遠心分離が含まれ、異なるオルガネラを含むペレットが含まれます。
* 密度勾配遠心分離： 密度の勾配を使用して、それらの浮力密度に基づいて細胞成分を分離します。
3。クロマトグラフィー：
* 列クロマトグラフィー： 柱に詰められた固定相への親和性に基づいて分子を分離します。
* イオン交換クロマトグラフィ： 充電に基づいて分離します。
* サイズ除外クロマトグラフィ： 分子サイズに基づいて分離します。
* アフィニティクロマトグラフィー： 特定の結合特性に基づいて分離します。
* HPLC（高性能液体クロマトグラフィー）： 化合物を分離および識別するための高解像度技術。
4。電気泳動：
* SDS-PAGE（ドデシル硫酸ナトリウム - ポリアクリルアミドゲル電気泳動）： 分子量に基づいてタンパク質を分離します。
5。降水量：
* 硫酸アンモニウム沈殿： 高濃度の硫酸アンモニウムを使用して、タンパク質を選択的に沈殿させます。
例：大腸菌からの分離ラクトゼ
1。細胞の破壊： 適切な培地で大腸菌を成長させ、超音波処理を使用して細胞を破壊します。
2。遠心分離： 遠心分離により細胞の破片を除去します。
3。クロマトグラフィ： ラクトース結合樹脂を含むアフィニティークロマトグラフィーを使用して、ラクターゼを結合および精製します。
4。透析： 精製されたラクターゼ溶液から塩とその他の汚染物質を除去します。
酵素分離に関する重要な考慮事項：
* 安定性： 酵素は、温度、pH、およびその他の環境要因に敏感です。
* アクティビティ： 選択した方法が酵素を変性または不活性化しないことを確認してください。
* 純度： 必要な純度レベルは、アプリケーションに依存します。
* 収量： 最大の酵素回復のプロセスを最適化します。
分離酵素の応用
孤立した酵素には、以下の多数のアプリケーションがあります。
* バイオテクノロジー： 医薬品、バイオ燃料、およびその他のバイオ製品の生産。
* 医療診断： 疾患の検出とモニタリング。
* 食品産業： チーズ、ヨーグルト、その他の発酵食品の生産。
* 環境アプリケーション： 汚染物質のバイオレメディエーション。
結論
酵素の分離は、さまざまな科学分野で複雑で不可欠なプロセスです。使用される特定の方法と手法は、ターゲット酵素とその応用によって異なります。酵素の分離を成功させるには、酵素の安定性、活性、純度、収量などの要因を慎重に検討する必要があります。
