Synthesis and chemical modification of hydrophilic polymers for immobilization of enzymes.

Enzymes are macromolecules, that function as biocatalysts by increasing the reaction rates. For many years, research has been conducted over their industrial use. However, the technical use of enzymes in their natural form, still faces many problems, that is why research is conducted over the use of their capability for immobilization. Immobilization is the process of bind to surface or trap them inside the carrier. It has a positive effect on the stabilization of protein structure, which increases the possibility of multiple use and may increase their activity and stability. The most common methods of immobilization are adsorption, immobilization through covalent bonding and inclusion. Popular carriers are synthetic polymers, because they contain a variety of functional groups. The present study focuses on synthetic, hydrophilic carrier, obtained from N-vinylformamide crosslinked with divinylbenzene as a result of copolymerization in reverse suspension. Crosslinked poly(N-vinylformamide) was subjected to hydrolysis, to obtain polyvinylamine, which was then modified with glutaraldehyde and tested for suitability for immobilization of enzymes. Research has also been conducted on immobilization of yeast and their ability for fermentation.

Enzymy należą do grupy makrocząsteczek, które przez zwiększenie szybkości reakcji wykazują działanie jako biokatalizatory. Od wielu lat prowadzone są badania nad ich przemysłowym wykorzystaniem, na wzór procesów zachodzących w naturze. Jednak techniczne wykorzystanie enzymów w ich naturalnej formie napotyka wciąż na wiele trudności, dlatego prowadzone są badania nad wykorzystaniem ich możliwości immobilizacji. Immobilizacja polega na unieruchomieniu, na skutek związania z powierzchnią nośnika lub uwięzieniu w jego wnętrzu. Wywiera ona pozytywny wpływ na stabilizację struktury białek, co zwiększa możliwość ich wielokrotnego użycia oraz może zwiększać ich aktywność i stabilność. Do najczęstszych metod immobilizacji zalicza się immobilizację adsorpcyjną, immobilizację poprzez wiązanie kowalencyjne oraz poprzez zainkludowanie. Ze względu na zróżnicowanie dostępnych grup funkcyjnych dużym zainteresowaniem jako nośniki cieszą się polimery syntetyczne. W niniejszej pracy skoncentrowano się na syntetycznych nośnikach hydrożelowych, otrzymywanych z N-winyloformamidu sieciowanego diwinylobenzenem w wyniku kopolimeryzacji w odwróconej suspensji. Usieciowany poli(N-winyloformamid) poddawano hydrolizie, w celu otrzymania poliwinyloaminy, którą następnie modyfikowano aldehydem glutarowym i testowano pod względem przydatności do immobilizacji enzymów. Podjęto również próbę immobilizacji drożdży i zbadano ich możliwości fermentacyjne.