Многие исследователи не удовлетворяются только селекцией высокоактивных микробных культур-деструкторов и определением основных промежуточных продуктов метаболизма, они выделяют и изучают ферменты, ответственные за осуществление тех или иных трансформаций резистентных соединений. При этом существует перспектива не только изучения механизма действия и возникновения специфических, новых ферментных систем, но и использования этих ферментов при очистке биосферы. И если предложения Райта [530] о применении ферментных препаратов путем внесения их в почву для ускорения биологической детоксикации гербицидов вряд ли осуществимы и несколько преждевременны, то энзиматическая очистка сточных вод уже сейчас имеет под собой надежную основу — принцип иммобилизации ферментов и ферментных систем.[ ...]
Мы использовали возможность закрепления микроорганизмов на загрузках при создании установки для биологической очистки воды, содержащей вещества с повышенной упругостью паров [56]. Ранее считалось невозможным производить аэра-ционную биологическую очистку сточных вод, загрязненных легколетучими токсическими соединениями, так как отработанный воздух увлекает их за собой, загрязняя атмосферу [7]. Во избежание этого мы предложили направить воздух после аэротен-ка 1 (см. рис. 34) в аэрофильтр 2, верхняя часть которого орошается разбавляющей водой 3 с минеральными питательными солями, в то время как сточная вода 4, содержащая легколетучие органические соединения, подается ниже верхнего края загрузки установки. Поднимающийся навстречу сточной жидкости воздух увлекает за собой летучие вещества в верхнюю часть аэрофильтра, где они ассимилируются адсорбированными на загрузке, адаптированными к загрязнению микроорганизмами.[ ...]
В зависимости от количества и степени летучести загрязнений высота верхней части аэрофильтра должна быть разной Опыты, проведенные на лабораторной модели установки, показали, например, что однометрового слоя загрузки над местом подачи стока достаточно, чтобы уменьшить содержание п-нитро-анилина в отработанном воздухе в 10—15 раз [57].[ ...]
Очень перспективным методом очистки воды от всевозможных загрязняющих ее веществ, особенно синтетических, является использование иммобилизованных (закрепленных, нерастворимых) ферментов — «ферментов второго поколения». Идея закрепления ферментов на нерастворимом в воде носителе и применения таких мощных катализаторов в технологических процессах и медицине возникла давно. Еще в 1916 г. осуществлена адсорбция инвертазы на активированном угле в свежевыделенной гидроокиси алюминия. С 1951 г. для фракционирования антител и выделения антигенов используют конъюгацию белков с целлюлозой. До недавнего времени существовал единственный метод закрепления ферментов — обыкновенная физическая адсорбция. Однако адсорбционная емкость известных материалов относительно белков явно недостаточна, а силы адгезии невелики, и разрыв связи между ферментом и поверхностью адсорбента может наступать от малейших изменений условий процесса. Поэтому такой метод иммобилизации не нашел широкого применения, но, поскольку он прост и может, по-видимому, способствовать выяснению механизма действия ферментов в живых системах, илах и почве, а в некоторых случаях применяться на практике, некоторые исследователи занимаются изучением адсорбции ферментов, поиском новых, эффективных носителей и т. д. [104, 206].[ ...]
В последние 10—15 лет были разработаны различные химические и физико-химические методы иммобилизации ферментов, что открыло широкие возможности использования их во многих технологических процессах. Многочисленные работы по этому вопросу опубликованы в самых разнообразных изданиях — от специальных академических журналов до массовых газет [19, 20, 110, 111, 133, 239, 240, 397]. Иммобилизация ферментов является важнейшим научно-техническим достижением современной биологической науки. Закрепление ферментов позволяет многократно их использовать, не загрязняя продуктов реакции, приводит к увеличению стабильности по отношению к условиям внешней среды, а иногда и к повышению активности.[ ...]
Несмотря на то, что ферменты можно извлекать из животных и растительных тканей, а также осуществлен химический синтез некоторых из них, непревзойденным по дешевизне и доступности источником ферментов являются микроорганизмы. Поэтому и в случае применения наиболее эффективной биохимической очистки воды — ферментативного катализа — остается проблема подбора микроорганизмов, способных осуществлять необходимые реакции с синтетическими или трудноразрушае-мыми веществами.[ ...]
Очень важное значение имеют способы иммобилизации. Они должны быть простыми, эффективными, не снижать каталитической активности белка и давать возможность закреплять ферменты из сложных биологических комплексов без особой предварительной очистки, что значительно удешевило и упростило бы процесс.[ ...]
В нашей лаборатории изучается энзиматическая очистка воды от некоторых органических соединений с помощью ферментных комплексов, удерживаемых в неоднородном электрическом поле. Нами было показано, что высокомолекулярные соединения природного происхождения — белки, нуклеиновые кислоты — могут концентрироваться из растворов при пропускании их через поляризованные электрическим полем зернистые, волокнистые или пористые загрузки проводников второго рода и диэлектриков [50, 52, 53, 54].[ ...]
Установлено, что эффективность удерживания белков и нуклеиновых кислот целлюлозным волокном, помещенным в постоянное электрическое поле, прямо пропорциональна напряженности этого поля и обратно пропорциональна скорости протока испытуемого раствора в рабочей камере. На рис. 40 представлены экспериментальные кривые изменения концентрации некоторых белков и нуклеиновых кислот вытекающей из рабочей камеры жидкости в зависимости от напряженности поля и скорости протока растворов.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Удерживание белка поляризованной ватой |
 |
| Влияние напряженности электрического поля и начальной концентра-ции веществ иа удерживание биополимеров поляризованной ватой. |
 |