固定化酶

固定在海藻酸鹽凝膠中的酶的圖片。

固定化酶（immobilized enzyme）是一種酶工程的常見技術。將水溶性酶經過物理或化學方法改造，然後固定到特定載體上，成為水不溶性，能反覆連續進行有效催化反應，這樣的酶稱為固定化酶。這種技術可以使得酶對於pH或者溫度的抗逆性增加。這種技術也使得酶在反應中得以被固定，因此可以輕易地與反應物或產物中分離，從而多次使用。這種高效的技術在工業化酶促反應中被廣泛應用。固定化酶的其中一種技術也被稱作全細胞固定化技術。

商業價值

固定化酶具有相當高的商業價值，包括下列優勢：

• 便利性：溶解度較低的蛋白質，藉由此方法可以更簡便地操作。固定後的成品通常僅含有溶劑及產物。
• 經濟性：固定後的酵素具有可再生性。該應用常常應用於利用乳醣酶製造無乳糖牛乳。
• 穩定性：用此法生成的酵素的溫度及化學耐受性均較游離酵素根高。

酶的固定化方法

酶的固定法主要有物理法和化學法兩大類。

物理法

物理吸附法

酶被吸附在纖維素、瓊脂糖、離子交換樹脂等惰性物質的外部。總的來說，這種方法是此處列舉方法中最慢的一種。吸附反應並非化學反應，因此，固定化過程中酶的活性位點可能會被基質遮擋，從而顯著降低酶的活性。

離子交換吸附法

離子交換吸附法利用酶分子表面的電荷與載體表面的相反電荷之間的靜電吸引力，使酶牢固地附著在載體上。

包埋法（Entrapment）

包埋法通過將酶封裝在聚合物、凝膠或合成材料中實現固定化。這種方法操作簡便，但其缺點是包埋材料的不溶性容易阻礙底物進入或產物移出，從而影響酶的活性和反應速率。因此，包埋法適用於小分子底物等的酶促反應。常見的包埋法有格子型包埋法和微囊型包埋法等。

化學法

交聯法

酶通過化學反應與基質形成共價結合，這是一種目前最有效的方法。交聯法利用雙功能或多功能試劑將酶與酶或細胞與細胞之間進行交聯。

共價結合法

共價結合法通過共價鍵將酶與基質牢固結合。這種方法的優點是結合穩固，能有效避免酶從基質上脫落，同時避免了因非共價結合而可能帶來的酶活性降低。然而，共價結合法的缺點是可能導致酶的活性位點被部分封閉，從而影響酶的活性。此外，處理過程可能複雜，且固定化過程中的化學反應條件需要精確控制。