Dragones



Universitat Autònoma de Barcelona
Departament d’Enginyeria Química

Llicenciatura en Biotecnologia










PRÀCTIQUES DE LABORATORI
DE BIOCATALIZADORS IMMOBILITZATS








IMMOBILITZACIÓ DE LLEVATS PER INCLUSIÓ EN
PARTÍCULES D’ALGINAT: SEGUIMENT DEL
CREIXEMENT CEL·LULAR

IMMOBILITZACIÓ DE L’ENZIMA INVERTASA PER
ENLLAÇ COVALENT SOBRE UNA MATRIU


CURS2012-2013









1.- INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS

En aquest guió es presenten les pràctiques de laboratori de l’assignatura Biocatalitzadors Immobilitzats, dissenyades per a ser realitzades en cinc sessions de laboratori, de tres hores de durada. L’objectiu que es persegueix és familiaritzar a l’alumne amb dues tècniques diferents d’immobilització, basades en metodologies diferents, iaplicades a dos biocatalitzadors diferents, per una banda unes cèl·lules de llevat i per altra uns enzims. Aquestes pràctiques consten de dues parts, que es van alternant per tal de rendibilitzar més el temps.

En una part, que és la que s’inicia en primer lloc, es tracta d’efectuar la immobilització per inclusió en gels d’alginat càlcic de cèl·lules de llevat, Sacharomyces cerevisiae. Unavegada efectuada la immobilització d’una determinada quantitat de cèl·lules, es tracta de fer un seguiment, durant dos dies, del procés de creixement cel·lular que es produeix dins de les partícules quan aquestes s’incuben en un medi de cultiu.

En la segona part de la pràctica, que s’inicia a partir del tercer dia, es tracta d’efectuar la immobilització de l’enzim invertasa sobre un suport.

En larealització de la pràctica, tots els alumnes apliquen les dues tècniques d’immobilització i en fan el seguiment, però cadascuna de les parelles de treball ha de realitzar la pràctica emprant un concentració determinada de llevats en la immobilització de cèl·lules, i un nombre determinat d’unitats en la immobilització d’enzims.

Al final de les pràctiques, cada parella presentarà un informe ambels resultats obtinguts i les observacions efectuades, i es farà també una sessió de posada en comú dels resultats obtinguts pels diferents grups.


2.- MÈTODES D’IMMOBILITZACIÓ

La immobilització implica el confinament dels biocatalitzadors en un espai determinat del bioreactor en el que porten a terme totes les seves funcions. Es podria definir un sistema d’immobilització ideal aquell queacompleixi les següents característiques:

a) Capacitat per retenir altes concentracions de biocatalitzador
b) Mètode d’immobilització senzill, econòmic i que no afecti l’activitat biològica del biocatalitzador
c) Elevada resistència i estabilitat mecànica
d) Major relació superfície/volum
e) Minimització de les limitacions per transferència de matèria externa i difusió
f) Possibilitat decontrolar el pes molecular dels compostos que difonen a través del suport d’immobilització
g) Utilització de materials esterilitzables per calor
h) Possibilitat de mesurar les concentracions del biocatalitzador
i) Possibilitat de canviar d’escala fàcilment
No es pot considerar cap mètode d’immobilització com el millor de tots, cadascun presenta els seus avantatges i inconvenients. Laimmobilització es pot portar a terme mitjançant sis metodologies diferents:
a) inclusió
b) encapsulació
c) adsorció
d) formació d’enllaços covalents
e) formació d’enllaços creuats
f) utilització de sistemes de retenció de fibres buides

Aquests sistemes d’immobilització es diferencien entre sí pel mecanisme en que es fonamenta la retenció del biocatalitzador, per les característiques dels suportsemprats i pel procediment metodològic necessari per portar a terme la immobilització.

2.1- Inclusió.

Aquest mètode d’immobilització es basa en la formació d'una matriu tridimensional en l’estructura de la qual queden atrapats els biocatalitzadors. La naturalesa de la matriu ha de permetre la retenció dels biocatalitzador al seu interior i la fàcil difusió de substrats i productes. Aquest...