Biotexnologiya asoslari

FERMENT VA HUJAYRALAR IMMOBILIZASIYASI
Oxirgi 25-30 yilda ikki fan kimyo va biologiya orasida yangi bir fan yo’nalishi bo’lmish 
kimyoviy enzimologiya tashkil topdi. Fanning bu yo’nalishini tashkil topishini asosiy sababchilari - 
bu fermentlar va ferment hosil qiluvchi mikroorganizmlarni yoki alohida hujayra va to’qimalarini 
immobilizasiya holatida olish bo’ldi.
Immobilizasiya qilingan fermentlarni sanoat miqyosida olish va ularni ishlatish muammosi 
juda katta guruh mutaxassislarini hamkorlikda ishlashlarini taqazo etadi. Bu muammoni hal qilishni 
dolzarbligi esa, oliy ta’lim oldida bunday mutaxassislarni tayyorlashdek o’ta muhim muammoni 
qo’yadi. Bugungi kunga kelib bu muammoga bag’ishlangan yuzlab monografiyalar, ilmiy 
maqolalar to’planmalari hamda minglab ilmiy - eksperimertal maqolalar chop etilgan. 
YUqorida keltirilgan manbalardan keltirilganidek, fermentlar tizimi xalq xo’jaligini har xil 
tarmoqlarda: oziq-ovqat, farmasevtika, to’qimachilik, chorvachilik va boshqa bir qator sohalarda 
keng qo’llanilib kelinmoqda.
SHunday bo’lishiga qaramasdan fermetlarni qo’llash masalasi uzoq vaqtlardan beri rivoj 
topmasdan kelgan. Bunga asosiy sabab fermentlar va fermentlar tizimining iqtisodiy qimmatligi edi. 
Ishlatilgan fermentlar tashlab yuborilavergan, buning ustiga ularni ishlab chiqarishni o’zi ham juda 
qimmat bo’lgan.
Albatta, mikrobiologiya sanoatini rivojlantirish hisobidan kerakli fermentlarni, kerakli 
miqdorda ishlab chiqarishni yo’lga qo’yish mumkin. Ammo bu ham unchalik arzonga tushadigan 
mahsulot emas.
Bundan tashqari fermentlarni ishlatishni to’xtatib turadigan eng kamida ikkita sababi bor: 
¾
fermentlar saqlashda, ayniqsa tashqi muhit ta’siriga (haroratga) o’ta chidamsiz; 
¾
fermentlarni qayta ishlatish juda murakkab masala, chunki ularni reaksiya sharoitidan 
ajratish imkoniyati yo’q.
Mana shu sabablarga ko’ra fermentlardan foydalanish o’zini oqlamay qo’ygan edi. Ammo, 
bugungi kunda bu muammo butunlay hal qilingan.
Immobilizasiya qilingan fermentlarni olish texnologiyasining yaratilishi bu muammoga chek 
qo’ydi.
1916 yilda D.J.Nilson va E.Grifin invertaza fermentini ko’mir maydasiga adsorbsiya 
qilinganda (immobilizasiya qilinganda), uni faolligi saqlanib qolganligini kuzatdilar. 20-30 yillarda 
oqsil va fermentlarni adsorbsiya qilish muammosi bo’yicha qator maqolalar e’lon qilingan. Ammo 
bu maqolalarni mohiyati ilmiy muammolarga bag’ishlangan bo’lib, ishlab-chiqarish bilan bog’liq 
bo’lmagan.
1939 yilda D.J.Pfanmyuller va G.SHleyxlar proteolitik fermentlarni yog’och qipig’iga 
adsorbsiya qilish bo’yicha birinchi patentni olishga muvofiq bo’ldilar va olingan fermentni teriga 
ishlov berishda ishlatish mumkinligini isbotlab berdilar.
Fermentlar va sorbentlar orasida mustaxkam kon’yugatlar (bog’lar) hosil qilish mumkinligini 
birinchilardan bo’lib 1953 yilda N. Grubxover va D.SHleyglar ko’rsatib berdilar Bu olimlar ferment 
bilan sorbentni kovalent bog’lar bilan bog’lash mumkinligini va bu holatda ferment faoliyatini 
saqlab qolajagini isbotlab berdilar.
1950-60 yillarga kelib, bu sohadagi ilmiy yo’nalishlar ishlab chiqarishga uzviy bog’lash 
asosida olib borildi. Bu sohani rivojlanishda G.Maneke va E.Kachalskiylarni xizmatlari beqiyosdir.
Fermentlarni adsorbentlarga bog’lash natijasida geterogen katalizatorlar hosil bo’lishi o’z 
isbotini topgach, 1971 yilda Xeniker (AqSH) tomonidan fermentlar muxandisligi bo’yicha 
o’tkazilgan birinchi umumjahon konferensiyasida "Immobilizasiya qilingan fermentlar" qonunga 
kiritildi. Ilmiy adabiyotlarda ba’zi vaqtlarda "erimaydigan fermentlar", "matrisaga kiritilgan 
fermentlar" degan iboralar ham uchrab turadi. Ularning asosiy mohiyati suvda erimaydigan 
sorbentlarga yopishtirilgan (tarmashtirilgan, ulangan va x.k.) degan ma’no bilan bog’liq.

---

Ammo "immobilizasiya" so’zining kengroq tushinish lozim, xususan oqsil molekulasining 
maydonda harakatdan to’xtatish bilan bog’liq bo’lgan har qanday tadbir oqsilni immobilizasiya 
qilish deb qaralmog’i lozim. YUqorida bayon etilgan usullardan tashqari, molekulalar ichidagi yoki 
molekulalar aro "Bog’lash", oqsilni kichik molekulali ikki funksiyalik molekulalar orqali boshqa 
oqsilga, yuqori molekulali polimerlarga, jumladan adsorbentlarga ham "bog’lash" yoki "ulash" 
usullari ham immobilizasiya usullariga kiradi.
Immobilizasiya qilingan fermentlar, oddiy suvda eruvchi fermentlar oldida bir qator 
ustunlikka ega bo’ladilar.
Birinchidan, ularni reaksion muhitidan ajratib olish juda ham oson, bu esa:
¾
a) reaksiyani hohlagan vaqtda to’xtatish; 
¾
b) biokatalizatorni (fermentni) qayta ishlatish; 
¾
v) kerakli maxsulotni toza holda olish (ferment bilan aralashtirilmaslik) imkoniyatini 
beradi. 
Oxirgi bandda (v) ko’rsatilgan ustunlik oziq-ovqat va farmasevtika sanoatida juda katta rol 
o’ynaydi.
Ikkinchidan, immobilizasiya qilingan fermentlarni ishlatish sharoitida to’xtovsiz olib borishga 
imkon beradi, masalan, oqib o’tadigan maxsus ustunlarda (kolonkalarda) va fermentativ 
reaksiyaning tozaligini boshqarish, demak, kerakli maxsulotni miqdorini oshirish (oqish tezligini 
o’zgartirish hisobidan) imkoniyatini beradi. 
Uchinchidan, fermentni immobilizasiya yoki modifikasiya qilish uni xosca va xususiyatlarini 
kerakli tomonga o’zgarish jarayonlarini tashkil qilish mumkin. Immobilizasiya qilingan 
fermentlarni olinishi, fermentlarni hayotga tadbiq qilishni yangi, avvallari imkoniyati bo’lmagan 
yo’llarini ochib berdi.