Penelitian makalah

Potensi aplikasi enzim amobil pada / bahan nano: Ulasan

Beberapa jenis dari operator baru dan teknologi telah diterapkan di masa lalu untuk memperbaiki imobilisasi enzim konvensional yang bertujuan untuk meningkatkan pemuatan enzim, aktivitas dan stabilitas untuk mengurangi biaya biokatalis enzim dalam industri bioteknologi. Ini termasuk cross-linked agregat enzim, imobilisasi microwave, teknologi kimia yang sesuai, dukungan mesopori dan imobilisasi yang terbaru berbasis nanopartikel enzim. Persatuan fisik, kimia, sifat optik dan spesifik listrik nanopartikel dengan pengakuan tertentu atau sifat katalitik dari biomolekul telah menyebabkan penampilan mereka di berbagai aplikasi bioteknologi baru. Mereka telah diterapkan dari waktu ke waktu untuk imobilisasi industry. enzim penting dengan karakteristik yang dapat ditingkatkan. Rasio tinggi permukaan ke-volume yang ditawarkan oleh nanopartikel mengakibatkan konsentrasi entitas amobil yang jauh lebih tinggi daripada yang diberikan oleh protokol eksperimental berdasarkan imobilisasi pada permukann planar 2-D. Enzim amobil pada nanopartikel menunjukkan pH dan suhu dan stabilitas termal yang lebih tinggi dari enzim asli. Dibandingkan dengan metode imobilisasi konvensional, imobilisasi berdasarkan nanopartikel memiliki tiga fitur penting; (I) partikel nano-enzim yang mudah untuk mensintesis dalam konten padat tinggi tanpa menggunakan surfaktan dan reagen beracun, (II) Homogen dan didefinisikan dengan baik nanopartikel inti-shell dengan shell enzim tebal bisa diperoleh, dan (III) Ukuran partikel dapat dengan mudah disesuaikan dalam batas utilitas. Selain itu, dengan semakin tinggi nilai untuk kaskade reaksi enzimatik dan in vitro sintesis biologi mungkin bahwa co-imobilisasi multi-enzim dapat dicapai pada nanopartikel ini.1. Perkenalan

Baru-baru ini dalam nanoteknologi telah memberikan manfaat yang beragam yang berpotensi mendukung imobilisasi enzim karena aplikasi potensi mereka di bidang bioteknologi, immunosensing dan bidang biomedis. Imobilisasi enzim menguntungkan untuk aplikasi komersial karena kemudahan dalam penanganan, kemudahan pemisahan enzim dari campuran reaksi dan penggunaan kembali, biaya produk rendah dan kemungkinan peningkatan stabilitas termal dan pH. Syarat penting untuk imobilisasi protein bahwa matriks harus menyediakan lingkungan biokompatibel dan inert, yaitu tidak boleh mengganggu struktur asli dari protein, yang dengan demikian bisa kompromi dengan aktivitas biologis. Enzim amobil ukuran nano seperti bola, serat dan tabung baru-baru ini diteliti. Akibatnya, sejumlah proses untuk imobilisasi enzim dalam silika nanotube dalam fosfolipid bilayer pada rakitan monolayers dalam film Langmuir dalam matriks polimer ,bahan mesopori pada partikel polystyrene lateks (Caruso dan Mohwald, 1999), nanopartikel emas berkumpul di polimer dan zeolit dan penguapan thermal film lipid yang pada suhu tinggi telah dikembangkan, masing-masing dengan karakteristik pro dan kontra. Selain itu, polimer mikrosfer dan berbagai nanopartikel logam juga telah berhasil terkonjugasi dengan protein dan enzim . Modifikasi permukaan nanopartikel melalui molekul enzim dan probe biomembrane disediakan biofunctionality unik untuk mereka. Telah diimobilisasi laktat dehidrogenase (LDH) dan glutamat dehidrogenase ke silica nanopartikel untuk memodifikasi biokimia mereka. Persiapan amobil menunjukkan aktivitas enzimatik yang sangat baik dan kemampuan deteksi. Mereka menggunakan nanopartikel silika dye-doped sebagai biomarker untuk pewarnaan sel menunjukkan bioapplicability mereka di beberapa aplikasi biokimia dan bioteknologi. Dengan demikian, pendekatan ini menunjukkan kelayakan memanfaatkan nanopartikel tersebut dalam aplikasi biosensing dan biomarking. Premis menggunakan struktur nano untuk imobilisasi untuk mengurangi keterbatasan difusi dan memaksimalkan luas permukaan fungsional untuk meningkatkan pemuatan enzim .Selain itu, karakteristik fisik nanopartikel seperti peningkatan difusi dan mobilitas partikel dapat mempengaruhi aktivitas katalitik yang melekat pada enzim . Stabilitas termal, peningkatan luas permukaan dan perlawanan iradiasi , keuntungan lain yang mempercepat aplikasi mereka di photodetectors, solar sel, biosensor, nanogenerators dan keramik .

Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa jenis nanopartikel telah banyak digunakan dalam produksi berbagai struktur nano seperti nanorods, nanotube, nanowires, nanorings dll (Ali dan Winterer, 2010;. Ni et al, 2007). Di antara semua, Biosystems dan komponennya memiliki dampak yang luar biasa sebagai penawaran bioteknologi dengan molekul ukuran nanometer seperti protein dan asam nukleat. Beberapa proses bio-nano telah dikembangkan menggunakan struktur nano dibuat dengan biomolekul sebagai nanoblocks.2. nanopartikel magnetik di imobilisasi enzim

Medan magnet telah digunakan dalam sistem pendukung untuk studi imobilisasi enzim Beberapa partikel magnetik dan dukungan magnetik seperti sebagai mikrosfer berbagai biomaterial encapsulating partikel magnetic dan kopolimer dengan partikel magnetik telah digunakan dengan hasil yang baik. Permukaan yang tinggi terhadap volume yang disediakan oleh nanopartikel magnetik , memiliki kapasitas mengikat tinggi dan spesifisitas katalitik enzim terkonjugasi yang tinggi . Selain itu, kerentanan medan magnet

Selain itu, kerentanan medan magnet mengungkapkan mekanisme untuk efisiensi recovery dari kompleks enzim sehingga mencegah kontaminasi enzim dari produk akhir. Stabilitas enzim dimaksimalkan dengan dukungan nanoscaled dengan keuntungan tambahan dari kemungkinan modulasi kekhususan katalitik, lebih rendah mentransfer perlawanan untuk memecahkan masalah difusi dan operasional yang lebih rendah biaya .

Tabel 1 daftar berbagai nanopartikel magnetic digunakan untuk imobilisasi enzim dan aplikasi bioteknologi mereka. Jebakan enzim juga telah dilakukan dengan menggunakan besi-silika komposit karena biokompatibilitas yang lebih baik . Nikel-diserap partikel silika paramagnetic (NSP) sebagai matriks imobilisasi biokatalis. Sebuah perilaku enzim katalitik amobil yang lebih besar pada NSP (EI-NSP) dibandingkan dengan enzim larut yang mengungkapkan bahwa imobilisasi enzim pada NSP ini melindungi penonaktifan tersebut pada pH yang lebih tinggi dan lebih rendah. Selain itu, peningkatan aktivitas enzim mungkin dikaitkan dengan fakta bahwa konfigurasi enzim diubah di bawah lingkungan amobil. Variasi seperti dari peningkatan aktivitas dalam kondisi amobil telah diamati dengan sistem mikroba lain dan enzim .Selain itu, imobilisasi diastase pada NSP dievaluasi untuk hidrolisis pati pada temperatur yang berbeda mulai dari 30 sampai 60 C pada pH 5.0. EI-NSP menunjukkan aktivitas hidrolisis pati peningkatan dibandingkan dengan enzim bebas di semua suhu ditelitii dan menunjukkan peningkatan thermostability akibat imobilisasi.

Dilapisi partikel magnetik (10 nm) dengan silika (diameter 40 nm) dan memberi mereka dengan ion Cu 2+ melalui sebuah ligan multidentat, asam imino-diacetic untuk imobilisasi His-tag Bacillus stearothermopilus L1 lipase. Silika gel mikro dengan partikel rata-rata diameter 115 um digunakan sebagai bahan pendukung komparatif. Rasio molar masing-masing asam itu molar Cu2 + untuk imino-diacetic adalah 1: 1,14 dan 1: 1,99 di silika gel dan nanopartikel magnetik dilapisi silica (SiMNs),. Aktivitas spesifik enzim amobil dipamerkan dengan urutan sebagai berikut: Cu2 + -Ditagih SiMNN SiMNN Cu2 + - silika gel silika gelN dikenakan. Lipase amobil di Cu2+ dibebankan SiMNs mempertahankan aktivitas 70% setelah penggunaan berulang-5, sementara lainnya persiapan bergerak kehilangan aktivitas jauh sangat tinggi di bawah kondisi percobaan yang sama. Demikian pula, keratinase dari amobilisasi Bacillus subtilis ke polietilen glikol-didukung nanopartikel Fe3O4 superparamagnetic menunjukkan peningkatan yang ditandai dalam stabilitas terhadap berbagai jenis denaturan fisik dan kimia dibandingkan untuk kelarutannya nanopartikel .

Fe2O3 dengan sonikasi Fe (CO) di decalin dan kemudian anil nanopartikel Fe2O3 amorf untuk penggunaan selanjutnya dalam melumpuhkan enzim industri. Beberapa peneliti telah melaporkan sebelumnya perbaikan dalam stabilitas Candida rugosa lipase ketika diamobilisasi pada nanopartikel magnetik Fe2O3. Sistem ini menawarkan teknik yang relatif sederhana untuk memisahkan dan menggunakan kembali enzim selama periode lebih lama dari itu untuk enzim bebas saja dan untuk enzim amobil dengan physisorption. Pemisahan enzim amobil difasilitasi dengan menggunakan magnet di mana baik solusi substrat telah dihapus sementara enzim amobil diadakan di tempat dengan medan magnet atau wakil versa . Studi lain, C. rugosa lipase (CRL) diamobilisasi pada nanosupport baru, poliuretan fosfor yang mengandung. Pra-perlakuan dukungan dengan pelarut polar atau non-polar memiliki dampak negatif pada pemuatan lipase. Surfaktan non-ionik meningkatkan hasil imobilisasi CRL 30-40%. Imobilisasi telah meningkatkan stabilitas termal enzim dan dalam waktu paruh 70 jam pada 55 C. Aktivitas sintetik tertinggi persiapan CRL-polyurethane yang diamati di sebuah w = 0,33. Biokatalis yang ditahan aktivitas 80% setelah lima belas siklus lima jam berikutnya ketika digunakan dalam esterifikasi palmitat asam dengan setil alkohol menunjukkan kelayakan khusus melampirkan dehalogenase haloalkane ke berlapis silika atau tidak dilapisi besi nanopartikel superparamagnetic oksida menggunakan afinitas peptida .Enzim itu dikloning dari Xanthobacter autotrophicus strainn GJ10 dalam Escherichia coli untuk menghasilkan protein fusi yang berisi urutan dehalogenase dengan mengulangi polipeptida C-terminal yang memiliki afinitas khusus baik silika atau besi oksida. Para peneliti menggunakan teknologi saat ini dan mengembangkan aplikasi baru yang memanfaatkan enzim amobil pada nanopartikel. Banyak enzim yang saat ini digunakan di bidang bioteknologi, termasuk oksidase glukosa dan peroksidase, memiliki amobilisasi kovalen ke nanopartikel magnetik (MNPs) menggunakan beberapa ligan yang berbeda. Glukosa oksidase yang digunakan untuk mengukur glukosa darah kovalen bergerak di MNPs. Itu ditemukan stabil melalui berbagai pH dan kisaran suhu dan mempertahankan aktivitas yang signifikan selama 3 bulan . Lipase, yang penting untuk lipid pengolahan di industri makanan dan farmasi, amobilisasi kovalen pada nanopartikel oleh linkage carbodiimide (EDC) dan menunjukkan aktivitas yang signifikan setelah 1 bulan penyimpanan.

Tripsin dan kimotripsin juga telah stabil terhadap denaturasi dan self-pencernaan di antarmuka udara-air dengan imobilisasi pada besi dan emas nanopartikel (Hansen et al, 2006;. Jordan et al., 2006). Streptokinase, yang telah digunakan sebagai agen terapi, itu kovalen imobilisasi ke MNPs oleh linkage carbodiimide untuk digunakan dalam lisis lokal darah gumpalan in vivo. Sifat magnetik dari partikel-streptokinase congener akan memungkinkan fokus pada perawatan di lokasi yang tepat di mana bekuan hadir, sehingga mengurangi jumlah enzim yang diperlukan dan pada gilirannya mengurangi risiko memunculkan respon imun . Ilmuwan berhasil terikat dengan kolesterol oksidase untuk nanopartikel Fe3O4 melalui aktivasi carbodiimide dan dikonfirmasi His mengikat dengan spektroskopi FT-IR. Efisiensi mengikat adalah antara 98% dan 100% terlepas dari jumlah partikel yang digunakan. StudiKinetis mengungkapkan bahwa stabilitas dan aktivitas enzim itu meningkat secara signifikan terhadap pH, suhu dan konsentrasi substrat pada yang mengikat nanopartikel dibandingkan dengan enzim bebas. Energi aktivasi untuk bebas dan terikat dengan oksidase kolesterol adalah 13,6 dan 9,3 kJ masing-mol 1,. Studi ini menunjukkan bahwa stabilitas dan aktivitas enzim ini dapat ditingkatkan melalui attachment ke nanopartikel magnetik, yang selanjutnya dapat berkontribusi untuk penggunaan yang lebih baik dari enzim di berbagai biologis dan klinis aplikasi. Pseudomonas cepacia lipase amobil ke nanopartikel magnetik melalui aktivasi carbodiimide disiapkan oleh co-pengendapan besi dan klorida besi dalam larutan alkali di bawah kondisi hidrotermal menunjukkan efisiensi pengikatan 90% dan pemulihan kegiatan sesuai 70% ketika rasio berat lipase terikat magnetic nanopartikel adalah 0,09. Stabilitas termal secara signifikan membaik setelah imobilisasi sehingga menarik penggunaannya dalam produksi biodiesel , Namun demikian, teknologi organik-anorganik yang kompleks dieksploitasi untuk mempersiapkan seng tetra-aminophthalocyanine-Fe3O4 komposit nanopartikel. Dukungan lakase terikat tersebut melalui glutaraldehid oleh kelompok amino aktif operator magnetik menunjukkan hasil imobilisasi dan nilai Km dari 25% dan 20,1 pM, masing-masing. Lakase imobil memiliki stabilitas termal yang baik, penyimpanan dan stabilitas operasional, yang dapat digunakan penginderaan biocomponent untuk biosensor serat optik berdasarkan katalisis enzim.

Sebuah imobilisasi novel dan efisien galaktosidase dari Aspergillus oryzae baru-baru ini dikembangkan dengan menggunakan magnet Fe3O4- nanopartikel kitosan sebagai pendukung. Magnetik Fe3O4-chitosan nanopartikel disusun oleh adsorpsi elektrostatik kitosan ke permukaan nanopartikel Fe3O4 dilakukan melalui co-pengendapan Fe2 + dan Fe3 +. galaktosidase yang kovalen amobil ke nanocomposites menggunakan glutaraldehid sebagai mengaktifkan agen. Proses imobilisasi dioptimalkan dengan memeriksa waktu bergerak, waktu cross link, konsentrasi enzim, konsentrasi glutaraldehid, dan pH awal nilai-nilai glutaraldehida dan enzim solusi. Akibatnya, enzim amobil disajikan lebih tinggi penyimpanan, pH dan stabilitas termal dari enzim larut. Galactooligosaccharide (GOS) dibentuk dengan laktosa sebagai substrat dengan menggunakan enzim amobil sebagai biokatalis dengan hasil maksimum 15,5% (w / v) diperoleh ketika 50% laktosa dihidrolisis . Baru-baru ini, etanol selulosa telah menerima banyak perhatian sebagai bahan bakar transportasi alternatif untuk mengurangi ketergantungan dunia pada minyak. Namun, karena biaya tinggi enzim, proses tersebut tidak sedang ekonomis. Selulase campuran multi-enzim bersama dengan glukosidase tambahan enzim kunci untuk degradasi biomassa. Glukosa oksidase (GOX) terpilih sebagai enzim Model untuk menunjukkan strategi imobilisasi. Tiga ukuran magnetic nanopartikel yang berbeda (5 nm, 25 nm dan 50 nm) yang dibuat untuk mengeksplorasi pengaruh berbagai ukuran partikel pada efisiensi difusi. Dua metode yang berbeda, co-presipitasi dan oksidasi Fe (OH) 2 yang digunakan untuk membuat berbagai ukuran nanopartikel magnetik difungsikan dengan kelompok-kelompok amina oleh 3- (propil amino) triethoxysilane. Glutaraldehid digunakan sebagai agen silang antara nanopartikel magnetik difungsikan dan GOX. Ditemukan bahwa aktivitas GOX amobil di nanopartikel magnetik ukuran yang berbeda dipertahankan aktivitas ditandai setelah penyimpanan 40 hari pada berbagai suhu. Transmisi elektron mikrograf (TEM) menunjukkan bahwa morfologi nanopartikel magnetic bulat dan ukuran setuju dengan hasil yang diperoleh dari orang-orang dari metode Brunauer, Emmett, Teller. Kekuatan magnetik nanopartikel dianalisis melalui sistem fisik pengukuran properti. X-ray spektroskopi fotoelektron dikonfirmasi setiap langkah dari modifikasi permukaan nanopartikel magnet dan imobilisasi enzim berhasil. Studi stabilitas recovery menunjukkan hilangnya 20% aktivitas selama 10 recovery berturut-turut untuk mendaur ulang ukuran enzim partikel magnetic besar (50 nm) dan menengah (25 nm). Lakase adalah katalis berpotensi menarik untuk bioremediasi polutan lingkungan terutama zat organik seperti Chlorophenol dan hidrokarbon aromatik industri petrokimia, racun dari minyak zaitun, air limbah pabrik, de-lignifikasi dalam industri kertas dan pewarna dekolorisasi di industri tekstil. Lakase dari Trametes versicolor bergerak ke kitosan nanopartikel magnetite dilapisi dengan menggunakan adsorpsi suspensi reversedphase dipertahankan sekitar 71% dari aktivitas awal di akhir penggunaan 30 yang berulang-ulang (Kalkan et al., 2009). amilase amobil pada Fe2O3 nanopartikel memiliki signifikan lebih besar termal, penyimpanan dan stabilitas operasional dibandingkan dengan yang rekan bebas. Kedua enzim larut dan bergerak yang ditandai dengan Transformasi Fourier spektroskopi inframerah (FT-IR), gaya atom mikroskopi (AFM), analisis termogravimetri (TGA) dan analisis termal diferensial (DTA). Hasil untuk hidrolisis terus menerus pati dalam proses batch menyarankan bahwa amilase bergerak di Fe2O3 nanopartikel mungkin calon yang baik untuk

hidrolisis pati dan lainnya polisakarida yang digunakan dalam industri makanan (Khan et al., Dikomunikasikan). Baru-baru ini, penghapusan katalitik bisphenol A diselidiki dengan hemoglobin bergerak pada nanopartikel dimodifikasi amino-magnetik (Tang et al., 2011). Itu

nanopartikel magnetit dimodifikasi amino-yang pertama disiapkan oleh co-pengendapan Fe2 + dan Fe3 + dengan NH3 H2O dan kemudian dimodifikasi oleh 3-aminopropyltriethoxysilane. Diamati bahwa bergerak hemoglobin bisa menghapus bisphenol A hingga 80,3%. Itu imobilisasi memiliki efek menguntungkan pada stabilitas hemoglobin dan konversi dari bisphenol A. Imobilisasi cepat dengan pemurnian satu-pot dari galaktitol dehidrogenase (GatDH) dan dehidrogenase format (FDH) dicapai dengan menggunakan asam Iminodiacetic dengan chelated Co2 + dimodifikasi magnetic nanopartikel sebagai pembawa. Dehidrogenase laktat (LDH) dari rekombinan E. coli dan FDH dimulai Candida methylica digunakan sebagai enzim tambahan untuk regenerasi NADH / NAD +. Afinitas nanopartikel magnetik yang ditandai dengan pemindaian mikroskop elektron (SEM) dan FTIR sedangkan kemurnian GatDH dan FDH adalah

diuji oleh natrium dodesil elektroforesis gel poliakrilamida sulfat- (SDS-PAGE). Sebuah sistem dua-enzim amobil menunjukkan aktivitas optimal pada pH 7,0 dan 8,0 untuk (S) -1,2 propanadiol dan L-Tagatose produksi, masing-masing. Ini mempertahankan aktivitas 70% setelah 1 minggu penggunaan berulang. Itu penggunaan nanopartikel magnetik afinitas menawarkan keuntungan dari-pot satu pemurnian Nya (6) -tagged GatDH dan FDH diikuti oleh produksi gula langka dan diol kiral (Demira et al., 2011).

3. imobilisasi enzim pada nanopartikel baru

Nanopartikel emas berfungsi permukaan biokompatibel sebagai sangat baik untuk imobilisasi enzim dan protein karena interaksi antara amino sistein dan kelompok protein dengan nanopartikel emas sekuat bahwa dari tiol umum digunakan. Dengan demikian, asam amino

dan protein dapat langsung bergerak pada nanopartikel emas tanpa modifikasi apapun (Crespilho et al, 2006;. Lia et al, 2010;. Xu et al., 2007). Nanopartikel emas dapat dengan mudah dan efisien difungsikan dengan molekul thiolated dan kelompok karboksilat, yang pada gilirannya, terkonjugasi dengan kelompok amino dari protein (Juni et al., 2001; Vertegel et al., 2004). Enzim amobil pada poliuretan nanopartikel microsphere-emas telah menunjukkan peningkatan penyimpanan dan stabilitas termal (Kumar et al., 2003). Phadtare et al. (2004) telah menyelidiki perakitan nanopartikel emas pada permukaan amina-difungsikan mikrosfer zeolit untuk pembentukan nanopartikel zeolit-emas "core-shell" struktur dan penggunaannya dalam melumpuhkan jamur protease. Perakitan emas nanopartikel pada permukaan zeolit terjadi melalui gugus amino hadir dalam 3-aminopropyltrimethoxysilane. Protease jamur terikat pada besar "Core-shell" struktur yang mudah dipisahkan dari media reaksi dengan sentrifugasi ringan dan dipamerkan karakteristik reuse sangat baik. Itu Kegiatan biocatalytic protease jamur di bioconjugate marginal ditingkatkan relatif terhadap enzim bebas dalam larutan. Hal ini juga menunjukkan peningkatan pH dan stabilitas suhu dan pergeseran suhu-optima.

Yang et al. (2006) telah mempelajari film multilayer dari GOX di Aunanoparticle permukaan elektroda menggunakan cysteamine sebagai lampiran kovalen silang linker. Namun, kelemahan utama dari metode ini adalah penambahan mediator redoks untuk media reaksi yang kurang efisien daripada menggunakan redoks mediator bergerak. Selain itu, submikron berukuran poli (N-isopropil akrilamida) / polyethyleneimine microgels core-shell disiapkan dalam media air dengan menggunakan tertbutyl hidroperoksida sebagai inisiator dan kemudian nanopartikel emas

(8 nm) dibentuk pada permukaan microgels. Gugus amino pada yang polyethyleneimine (PEI) rantai bertindak sebagai pengikat untuk perakitan nanopartikel emas / microgel kompleks. The microgels yang sangat stabil dengan nanopartikel emas di diperpanjang rantai PEI mereka di air

media, dan kompleks nanopartikel multi-skala ini bisa dipulihkan dari air dan didispersikan kembali dalam air. The nanogold / partikel microgel yang lebih terkonjugasi dengan enzim; horseradish peroksidase (HRP) dan urease. Ditemukan bahwa di bawah kondisi uji identik,

sistem enzim / nanogold / microgel menunjukkan aktivitas biocatalytic ditingkatkan lebih enzim bebas dalam larutan, terutama pada enzim yang lebih rendah konsentrasi. Selain itu, sistem HRP / nanogold / microgel menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi pada berbagai pH, suhu dan stabilitas penyimpanan dibandingkan dengan enzim bebas (Xu et al., 2007). Interaksi emas koloid partikel dengan protein / enzim telah digunakan untuk imobilisasi pepsin dan xantin oksidase (Gole et al, 2001;.. Zhao et al, 1996). Luas permukaan yang tinggi dari nanopartikel emas tuan menerjemahkan amobil enzim "quasi bebas" dan pada saat yang sama mempertahankan keuntungan dari imobilisasi seperti kemudahan dalam menggunakan kembali, stabilitas temporal dan termal ditingkatkan, dll Crespilho et al. (2009) menunjukkan pendekatan yang sangat menjanjikan untuk membangun biosensor enzim. Mereka bergerak urease

pada membran berstrukturnano elektroaktif terdiri dari poli-anilin dan nanopartikel perak (AgNP) stabil di polivinil alcohol (Pani / PVA-AgNP). Fabrikasi elektroda dimodifikasi ini terdiri deposisi kimia poli-anilin diikuti oleh drop-lapisan PVA-AgNP dan urease, menghasilkan ITO akhir / Pani / PVA-AgNP / urease konfigurasi elektroda. Investigasi terhadap kinerja ini

elektroda terhadap urea hidrolisis melalui pengukuran amperometri mengungkapkan peningkatan cepat dalam arus katodik dengan puncak yang terdefinisi dengan baik pada penambahan urea pada larutan elektrolit. Sebuah elektroda dimodifikasi dengan enzim amobil dipromosikan konversi efisien urea menjadi amonium bikarbonat dan ion. Km app 2,7 mM L-1 menunjukkan bahwa arsitektur elektroda yang digunakan mungkin menguntungkan untuk fabrikasi perangkat enzimatik dengan peningkatan biocatalytic properti. Potensi diterapkan ini memastikan minimalisasi gangguan efek ketika biosensor digunakan dalam matriks nyata dan kompleks seperti media biologis, makanan dan minuman. Pengukuran dilakukan dengan H2O2 dan glukosa menunjukkan bahwa pendekatan baru ini sangat menjanjikan untuk pembangunan biosensor enzim. GOX ini kovalen bergerak pada nanopartikel emas thiolated melalui N-etil-N '- (3-dimetil-aminopropil) carbodiimide dan Nhydroxysuccinimide. Its mengikat dikonfirmasi oleh terlihat-UV, FTIR, CD dan TEM studi. Enzim amobil dipamerkan waktu respon dari 30 s, kehidupan rak lebih dari 6 bulan dan ditingkatkan toleransi untuk kedua pH dan suhu. Lebih rendah Km (3,74 mg dL-1) dari bergerak GOX menunjukkan aktivitas yang disempurnakan yang menunjukkan perubahan konformasi yang menguntungkan dalam struktur GOX pada lampiran thiolated nanopartikel emas. Ini GOX thiolated emas nanopartikel digunakan untuk memperkirakan glukosa hingga 300 mg dL-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ini biokompatibel dimodifikasi thiol-emas nanopartikel bisa berfungsi sebagai matriks menjanjikan untuk imobilisasi enzim dan protein lain dengan stabilitas ditingkatkan dan kegiatan untuk aplikasi biosensor (Pandey et al., 2007). Baru-baru ini, nanopartikel emas yang digunakan untuk melumpuhkan acetylcholinesterase. AFM menunjukkan bahwa nanopartikel emas ditingkatkan interaksi enzim dengan elektroda emas. Elektroda diubah adalah dieksploitasi untuk deteksi elektrokimia thiocholine di emas permukaan setelah hidrolisis acetylthiocholine oleh enzim amobil. Respon sensor untuk acetylthiocholine berkurang secara signifikan dan utilitas elektroda terbatas dengan tidak adanya nanopartikel lapisan. Kemampuan sensor berbasis nanopartikel untuk mengukur andal konsentrasi karbofuran organofosfat pestisida pada lebih rendah konsentrasi ditunjukkan dengan memantau penghambatan hidrolisis acetylthiocholine.

Mahmoud dkk. (2009) telah menyiapkan nanokomposit baru yang terdiri dari nanocrystals selulosa difungsikan dengan nanopartikel emas. Siklodekstrin transferase glikosil (CGTase) dan oksidase alcohol terkonjugasi pada nanokristal selulosa / nanopartikel emas diaktifkan matriks dipamerkan aktivitas biocatalytic signifikan dengan stabilitas enzim yang sangat baik dan tanpa jelas kehilangan aktivitas aslinya. Kegiatan khusus pulih adalah 70% dan 95% untuk CGTase dan alcohol oksidase, masing-masing. Demikian pula, bioconjugates enzim dan nanorods emas dengan fabrikasi melalui interaksi elektrostatik antara GOX anionik dan nanorods emas bermuatan positif dibangun. Proses yang dirakit dipantau oleh-UV vis spektrum, pengukuran potensial zeta dan mikroskop elektron transmisi (TEM). Aktivitas enzim dari bioconjugates diperoleh ditampilkan relatif ditingkatkan perilaku thermostability kontras dengan enzim bebas. Gratis GOX dalam larutan telah kehilangan 78% dari aktivitas relatif pada 90 C sementara enzim amobil pada nanorods emas bertahan sekitar 39,3% Kegiatan dalam kondisi inkubasi yang sama (Ma dan Ding, 2009). Dispersi nanosized platinum telah mendapatkan perhatian karena ukurannya tergantung listrik mereka, kimia dan sifat optik. Aktivitas katalitik dan elektrokimia sangat nanopartikel platinum tersebar telah menjadi fokus dari minat dalam pembuatan biosensor amperometri (Genies et al, 1998;. Li et al., 2007; Taman dan Cheon, 2001; Anda et al., 2003). Platinum solusi sol-gel nanopartikel-doped digunakan sebagai pengikat untuk multi-berdinding

karbon nanotube (CNT) untuk pembuatan sensor elektrokimia (Yang et al., 2006). Dihasilkan bahan CNT-silikat membawa kemampuan baru untuk perangkat elektrokimia dengan menggunakan sinergis Aksi aktivitas elektrokatalitik nanopartikel platinum dan CNT.

Kegiatan elektrokatalitik gabungan diizinkan deteksi rendah-potensi H2O2 dengan sangat meningkatkan sensitivitas. Platinum-CNT biosensor berdasarkan menanggapi lebih sensitif terhadap glukosa dari CNTbased biosensor. Sensitivitas biosensor berbasis platinum-CNT

adalah empat kali lebih besar dari biosensor CNT berbasis. Demikian pula, Zhao et al. (2007) telah menunjukkan biosensor glukosa amperometri sensitif berdasarkan nanopartikel platinum dan CNT elektroda. Platinum-nanopartikel meningkatkan aktivitas elektrokatalitik elektroda untuk elektro-oxidating H2O2. GOX elektroda dipamerkan reproduktifitas baik dan kinerja respon yang sangat baik menjadi glukosa dengan linier dari 1 10-5 sampai 7 10-3 mol L-1 dan respon yang cepat waktu dalam 5 s.

4. imobilisasi enzim pada nanopartikel bukan magnetik

Bahan Nanoscaled memberikan batas atas dalam menyeimbangkan kunci faktor yang menentukan efisiensi biocatalysts termasuk permukaan daerah, resistensi perpindahan massa dan efektif enzim pemuatan. Eksploitasi berbagai Nanomaterials seperti nanopartikel, nanofibers,

nanotube dan nanoporous matriks untuk aplikasi bioteknologi telah sangat baik ditinjau oleh Wang (2006). Melampaui tinggi luas permukaan rasio volume, biokatalis nano sistem pameran

perilaku unik yang membedakan mereka dari tradisional bergerak sistem dan memperluas aplikasi yang luar biasa mereka di bidang teknik dari katalisis biomolekuler (Jia et al, 2011;. Kim et al, 2011.). Beberapa pekerja telah mengembangkan metode satu-langkah untuk mempersiapkan

selulase amobil-pada nanopartikel yang terdiri dari terdefinisi

poli-metil metakrilat (PMMA) core dan kerang selulase (Ho et

al., 2008; Kin et al., 2008). Bergerak selulase menunjukkan peningkatan

termostabilitas dan mempertahankan aktivitas secara signifikan sangat tinggi di

lebih luas kisaran pH dibandingkan dengan rekan larut. Nanopartikel ini memiliki cangkang enzim tebal dan merata dan ini

Persiapan dapat diproduksi dalam konsentrasi tinggi hingga 18%

(W / w) konten yang solid. Dengan demikian, metode ini mungkin menyediakan rute komersial baru untuk imobilisasi enzim termal stabil untuk membentuk kompleks enzim nanopartikel (Ho et al., 2008).

Tabel 2 menggambarkan beberapa nanopartikel umum yang telah

bekerja di masa lalu untuk melumpuhkan enzim aplikasi industri utama.

Eldin et al. (2010) disiapkan kopolimer poli-acrylonitrileco-metil metakrilat (PAN-co-MMA) nanospheres menggunakan

Teknik presipitasi-polimerisasi dan ethylenediamine oleh

kovalen lampiran dengan kelompok karbonil nanopartikel PAN-co-MMA. Persiapan ini digunakan untuk imobilisasi

galaktosidase menggunakan glutaraldehid sebagai bahan penghubung. Katalitik yang

aktivitas galaktosidase bergerak adalah 22,35 uM min-1 g-1

nanospheres. Operasional, termal dan penyimpanan kestabilan yang

ditemukan untuk meningkatkan pada imobilisasi. Faktor yang berbeda yang mempengaruhi

modifikasi dan aktivasi proses dipelajari dan resultan

nanospheres diaktifkan ditandai dengan FT-IR, TGA SEM. Bubuk poliuretan dari heksametilena diisosianat dan butanadiol memiliki

juga dimanfaatkan untuk melumpuhkan Penicillium canescens galaktosidase

oleh kovalen mengikat antara kelompok amino dari enzim dan kelompok isosianat dalam bubuk poliuretan (Budriene et al., 2005). Candida

antarctica lipase B adalah salah satu biocatalysts paling diakui digunakan dalam

berbagai aplikasi sintetis industri penting termasuk

kinetik resolusi, aminolysis, esterifikasi dan trans-esterifikasi

(Anderson et al, 1998;. Ghanem, 2008; Schmid dan Verger, 1998).

Beberapa pekerja telah melaporkan peningkatan pemanfaatan bergerak

enzim dalam transformasi kimia dan reaksi polimerisasi

(Kumar et al, 2000;.. Mahapatro et al, 2004). Miletic et al. (2010) memiliki

amobil lipase pada nanopartikel polystyrene dan menemukan bahwa

aktivitas enzim amobil itu sangat meningkat dibandingkan

dengan enzim bebas.

-Chymotrypsin dan lipase yang bergerak di hierarchicallyordered silika mesopori mesocellular (HMMs) dengan cara yang sederhana dan efektif oleh adsorpsi enzim diikuti oleh glutaraldehid silang. Ini mengakibatkan pembentukan skala nanometer silang

enzim agregat (CLEAs) terperangkap dalam pori-pori mesocellular dari

HMMs (37 nm) yang tidak larut dari HMMs melalui sempit

saluran mesopori (13 nm). CLEA dari -kimotripsin (CLEA-CT)

di HMMs menunjukkan kapasitas pemuatan enzim yang tinggi dan stabilitas enzim meningkat secara signifikan bahkan setelah 2 minggu di bawah kondisi ketat gemetar, sedangkan enzim bebas menunjukkan cepat

inaktivasi karena pencucian enzim. Selain itu, CLEA dari lipase

di HMMs mempertahankan aktivitas spesifik 30% dengan sangat ditingkatkan stabilitas (Kim et al., 2007).

Imobilisasi enzim dan protein pada dukungan diaktifkan

diizinkan penyederhanaan desain reaktor dan dapat digunakan untuk meningkatkan beberapa sifat enzim (Gaberc-Porekar dan Menart, 2001;

Iyer dan Ananthnarayan, 2008; Mateo et al., 2007). Mendukung mengandung gugus epoksi terbukti berguna untuk menghasilkan intens multipoint kovalen lampiran dengan nukleofil yang berbeda ditempatkan pada permukaan

enzim molekul (kelompok misalnya, amino, thiol, hidroksil). Namun,

reaksi antarmolekul antara kelompok epoxy dan enzim terlarut sangat lambat. Di sini, imobilisasi enzim dilakukan melalui proses dua langkah: (i) bahan kimia fisik atau awal

interaksi antarmolekul dari permukaan enzim dengan kelompok fungsional baru yang diperkenalkan pada permukaan dukungan, dan (ii) berikutnya

intens intramolekul multipoint kovalen reaksi antara nukleofil dari enzim amobil dan kelompok epoxy dari

mendukung. Imobilisasi pertama mungkin melibatkan daerah enzim yang berbeda yang lebih rigidified oleh multipoint lampiran kovalen (Mateo et al., 2007).

Liu et al. (2009) melaporkan lampiran kovalen dari NAD (H) untuk silika

nanopartikel dan menemukan koordinasi sukses partikel-amobil enzim yang memungkinkan biotransformasi tahapan. Selain itu,

silika nanopartikel-terpasang glutamat dehidrogenase, LDH dan

NAD (H) disiapkan dan diterapkan untuk mengkatalisis reaksi ditambah

untuk produksi -ketoglutarat dan laktat dengan kofaktor ulang dalam siklus reaksi. Penggunaan partikel-terpasang kofaktor

menjanjikan strategi pengolahan biokimia baru untuk bergantung kofaktor biotransformasi.

Dalam studi lain, reaksi tahapan dikatalisasi oleh kovalen

amobil sistem enzim-enzim kofaktor-dicapai (ElZahab et al., 2004). LDH, dehidrogenase glukosa (GDH) dan kofaktor

NADH dimasukkan ke dalam dua silika berpori mendukung kaca

(30 nm dan 100 nm ukuran pori) untuk mendapatkan bolak efektif kovalen terikat NADH antara LDH dan GDH. Diamati bahwa

kaca 30 ukuran pori nm aktivitas enzim yang diberikan

dua lipatan seperti yang diamati untuk segelas 100 nm ukuran pori sehingga menunjukkan bahwa mantan disediakan integrasi enzim-kofaktor yang lebih baik.

Sebuah sistem multienzim yang sama bergerak pada partikel polystyrene tidak keropos diameter 500 nm hanya 2% yang aktif sebagai sistem glasssupported. Hal ini diyakini bahwa struktur nanoporous dari

kaca mendukung peningkatan interaksi molekul antara enzim amobil dan kofaktor, sehingga meningkatkan efisiensi katalitik

dari sistem. Aplikasi katalis seperti di industri kimia

pengolahan dapat memberikan efisien in situ kofaktor regenerasi, mudah

katalis / kofaktor reuse dan pemurnian produk yang sederhana.

Sintesis GOS oleh A. oryzae galaktosidase bergerak di POSPVA dilaporkan oleh Neri et al. (2008). Konsentrasi GOS maksimum

dari 26% (w / v) dari total gula dicapai pada 55% konversi laktosa

dari 50% (b / v) larutan laktosa pada pH 4,5 dan 40 C. Trisaccharides

menyumbang lebih dari 81% dari total GOS diproduksi. Pembentukan GOS

tidak jauh dipengaruhi oleh pH dan suhu. Pembentukannya adalah

terpengaruh oleh imobilisasi enzim dalam matriks POS-PVA, yang mengindikasikan adanya keterbatasan difusional di pembawa enzim. Selanjutnya, derivatif bergerak ini bisa digunakan kembali 10 kali dengan

yang retainment hampir 84% dari kegiatan awal. Wan et al. (2007)

memiliki dieksploitasi nanofibers electrospun bantalan liontin porfirin ke

kovalen melumpuhkan katalase dengan demikian meningkatkan aktivitas dan stabilitas enzim amobil. Fasilitasi transfer elektron

antara enzim amobil dan kemampuan liontin porfirin untuk mempertahankan konformasi aktif dari katalase mungkin bertanggung jawab atas peningkatan aktivitas dan stabilitas.

Hamlin et al. (2007) telah melaporkan imobilisasi sukses dan

meningkatkan stabilisasi galaktosidase pada permukaan polielektrolit.

Galaktosidase yang kovalen bergerak dalam saluran borosilikat sebuah

kaca microchip dengan menggunakan teknologi saluran lapisan tertentu (Xiong

dan Regneir, 2001). Imobilisasi galaktosidase ke majelis polielektrolit multilayer dari polyanion, poli [1- [4- (3-karboksi-4-

hydroxyphenylazo) benzenesulfonamido] -1,2-ethanediyl, garam natrium]

(PAZO) dan polycation, PEI dibangun oleh elektrostatik self-assembly telah dipantau. Lapisan tunggal galaktosidase diendapkan

lebih dari film terdahulu yang terdiri sampai lima bilayers dari PEI / PAZO

Pasangan polielektrolit. Enzim diendapkan pada kedua PEI dan PAZO

permukaan.

Tabel 2

Enzim amobil pada nanopartikel magnetik non dan aplikasi mereka.

Enzim Nano Partikel digunakan Aplikasi Kinetic parameter Referensi

Glukosa oksidase Thiolated Estimasi nanopartikel emas kadar glukosa

hingga 300 mg mL-1

Enzim amobil:

K

m = 3,74 mM, larut

enzim = 5.85 mM

Pandey et al., 2007

Lipase Polystyrene nanopartikel aminolysis, esterifikasi,

trans-esterifikasi

- Miletic et al, 2010.

-Chymotrypsin Polystyrene nanopartikel Proteolisis (memotong peptida

obligasi amida)

Enzim amobil:

K

m = 31,7 pM, kcat = 20,0 s-1;

enzim larut:

K

m = 47,8 pM, kcat = 17,8 s-1

Jia et al., 2003

POS-PVA galaktosidase GOS sintesis enzim amobil:

k1 = 1.41 h-1;

enzim larut: k1 = 1.16 h-1

Neri et al., 2009

CGTase + alkohol oksidase nanokristal selulosa Activated / emas

nanopartikel matriks

Enzim ditingkatkan

pemuatan dan stabilitas

_ Mahmoud et al., 2009

Diastase Silica dilapisi nikel nanopartikel Pati hidrolisis enzim amobil:

K

m = 8.414 mM,

V

max = 4.92 uM min-1-mg 1;

enzim larut:

K

m = 10.176 mM,

V

max = 2.71 uM min-1 mg-1

Prakasham et al.,

2007

SA Ansari, T. Husain / Bioteknologi Kemajuan 30 (2012) 512-523 517

Quartz kristal ditimbang dengan pemantauan disipasi, ellipsometry singlewavelength dan spektroskopi serapan UV-terlihat

mengungkapkan perbedaan baik dalam jumlah galaktosidase tergabung dalam masing-masing majelis multilayer dan enzim yang dihasilkan

packing density dalam film. Film-film enzimatik direndam di

solusi reaksi yang mengandung o-nitrophenyl -D-galactopyranoside

dan pengukuran absorbansi yang digunakan untuk memantau konsentrasi o-nitrophenol. Meskipun data menunjukkan bahwa dibandingkan

jumlah galaktosidase didirikan ke kedua permukaan, aktivitas enzim secara substansial terhambat ketika galaktosidase adalah

bergerak di permukaan polyanionic dibandingkan dengan enzim pada

permukaan polikationik. Perbedaan dalam kegiatan katalitik mencerminkan

kemampuan yang berbeda dari dua polielektrolit untuk menyaring situs aktif protein dari lingkungan substrat. Dalam kedua majelis, protein interpenetrated yang multilayer PEI / PAZO, mengganggu negara Jaggregated dari kromofor PAZO. Karya ini menunjukkan

bahwa biaya, konformasi dan komposisi bantal polielektrolit yang mendasari memiliki pengaruh yang signifikan pada struktur dan

fungsi dari protein bergerak dalam nanoassemblies fungsional

(Hamlin et al., 2007). Chitosan, dimodifikasi oleh asam linolenat dan 1-

etil-3- (3-dimethylaminopropyyl) kopling -carbodiimide ditampilkan

peningkatan kapasitas bongkar enzim (0,04-37,57%) dengan meningkatnya

Konsentrasi BSA (Liu et al., 2005).

Daubresse et al. (1996) melaporkan imobilisasi alkali fosfatase oleh jebakan fisik dalam partikel koloid yang dihasilkan

oleh terbalik mikro-polimerisasi emulsi. Fungsi secara independen disampaikan ke permukaan nanopartikel dengan kopolimerisasi

akrilamida, N, N 'methylene-bis-akrilamida dengan N-acryloyl-1,6-

diaminohexane dan asam akrilik. Mereka mempelajari efek fungsional

co-monomer pada ukuran dan zeta potensi lateks reaktif.

Integritas enzim amobil dipastikan dari aktivitas katalitik terhadap hidrolisis p-nitrophenylphosphate. Metode ini juga diberikan enzim amobil dengan stabilitas yang lebih besar

terhadap perubahan lingkungan seperti pH dan suhu, serta

sebagai selektivitas tinggi terhadap substrat. Kim et al. (2006a, b)

telah menunjukkan imobilisasi sukses M. javanicus lipase

pada nanopartikel silika. Lampiran glutaraldehida dan 1,4

phenylene diisothiocyanate ke etilen diamin-diaktifkan nanopartikel silika menghasilkan peningkatan yang luar biasa dalam enzim

kapasitas bongkar aktivitas. Amobil lipase mempertahankan tinggi

tingkat aktivitas lebih lebih luas pH dari bentuk bebas. Panas

stabilitas yang jauh ditingkatkan dengan imobilisasi. Karena ini

imobilisasi enzim berbasis nanopartikel mempertahankan enzim tinggi

bongkar aktivitas dengan stabilitas ditingkatkan, dapat diterapkan untuk berbagai aplikasi enzimatik, seperti biosensor dan bioremediations.

Di masa lalu, Li et al. (2003a, b) telah berhasil kopling pepsin untuk

alumina dengan cara-orientasi khusus. Sebuah analisis komparatif

mengungkapkan bahwa pepsin terkonjugasi mempertahankan aktivitas enzimatik lebih tinggi

setelah imobilisasi terutama karena kurangnya keterbatasan difusi substrat. Selain itu, pada lampiran alumina

nanopartikel, stabilitas termal pepsin ditingkatkan. Mao et

al. (2006) mengembangkan nanopartikel core-shell baru yang terdiri dari

poli (metil metakrilat-) core dilapisi dengan polimer sintetik

dan biopolimer kerang lainnya melalui kopolimerisasi cangkok langsung

metil metakrilat. Hasil enzimatik jauh lebih besar (90%) adalah

dicapai dengan prosedur baru ini immobilizations enzim. Naik

et al. (2004) menunjukkan jebakan kobalt-platinum dan

kadmium-selenium dan seng sulfida nanopartikel dalam silika

matriks. Kedua kadmium-selenium gratis dan terperangkap dan seng sulfida

nanopartikel dipamerkan profil emisi serupa. Diamati bahwa

Selain nanopartikel magnetik ke terperangkap enzim-silika

matriks difasilitasi mudah pemisahan enzim terperangkap dari

produk. Iron nanopartikel oksida yang terjebak bersama dengan enzim dalam matriks silika menggunakan reaksi bio-silisifikasi yang

mengakibatkan usabilitas enzim terperangkap setelah pemisahan magnetik. Biomolekul terperangkap menggunakan metode ini diterapkan secara luas

dalam aplikasi biocatalytic dan biosensing. Demikian pula, nanopartikel kitosan dibuat dan digunakan sebagai pembawa untuk enzim immobilisasi

(Tang et al., 2007). Mereka memilih berbagai metode untuk mempersiapkan chitosan

nanopartikel dan pengaruh beberapa faktor seperti molekul

berat kitosan, konsentrasi kitosan, konsentrasi TPP dan solusi pH pada ukuran nanopartikel kitosan dipelajari. Hasil

menunjukkan bahwa pH larutan, konsentrasi TPP dan konsentrasi kitosan

mempengaruhi ukuran nanopartikel kitosan secara signifikan. Kecukupan

persamaan model untuk memprediksi perintah ukuran kitosan

nanopartikel telah diverifikasi secara efektif oleh data validasi. Ukuran partikel minimum adalah sekitar 42 5 nm. Kondisi optimal imobilisasi adalah sebagai berikut: 1 mg proteinase netral adalah

amobil pada nanopartikel chitosan selama sekitar 15 menit pada 40 C dan

hasil aktivitas enzim yang diperoleh adalah 84,3%.

Sebuah imobilisasi sukses GOX pada permukaan nanopartikel silika (SNP) dilakukan melalui jebakan fisik dalam hidrogel foto-polimerisasi dibuat dari dua berat molekul yang berbeda

(575 dan 8000 Da) polietilen glikol (PEG) (Jang et al., 2010).

Hidrogel jebakan mengakibatkan penurunan laju reaksi dan

peningkatan jelas Km dari silika nanopartikel-bergerak GOX,

tetapi efek negatif tersebut diminimalkan dengan menggunakan hidrogel dengan

lebih tinggi MW PEG, yang menyediakan kadar air yang lebih tinggi dan lebih besar

mesh size. Tingkat katalitik dari PEG 8000 hidrogel sekitar

sepuluh kali lebih cepat dibandingkan dengan PEG 575 hidrogel karena peningkatan perpindahan massa. Sebuah tes stabilitas jangka panjang menunjukkan bahwa

SNP-amobil GOX terperangkap dalam hidrogel dipertahankan

lebih dari 60% dari aktivitas awal setelah seminggu, sedangkan non-terperangkap

SNP-bergerak GOX dan terperangkap GOX tanpa imobilisasi SNP

ditahan kurang dari 20% dari aktivitas awal mereka. Pendirian SNP ke

hidrogel meningkatkan kekuatan mekanik dari hidrogel enam kali lipat dibandingkan dengan telanjang hidrogel. Selain itu, penjebakan hidrogel microarray

SNP-amobil GOX itu dibuat menggunakan photolithography dan berhasil digunakan untuk mendeteksi glukosa kuantitatif. Nattokinase dimurnikan

dari Bacillus subtilis menggunakan kromatografi pertukaran ion berhasil bergerak pada nanopartikel polihidroksibutirat (Deepak et

al., 2009). Imobilisasi mengakibatkan peningkatan stabilitas dengan 20%

meningkatkan aktivitas enzim. Selain itu, kegiatan ini benar-benar

ditahan selama 25 hari setelah penyimpanan pada suhu 4 C. galaktosidase dari Kluyveromyces lactis itu kovalen bergerak ke sebuah MPOS-PVA menggunakan glutaraldehida sebagai agen mengaktifkan. Sebuah enzim larut dan amobil

ditampilkan pH-optimum yang sama (6,5) dan suhu optimum-

(50 C). Namun, enzim amobil menunjukkan peningkatan yang ditandai

stabilitas terhadap berbagai denaturan fisik dan kimia. The jelas K

m

aplikasi dan energi aktivasi untuk kedua galactosidases larut dan bergerak dievaluasi. Bergerak galaktosidase disajikan lebih tinggi

operasional, aktivitas laktosa hidrolisis yang lebih besar dan stabilitas termal

dari enzim larut.

Di laboratorium penulis, nanopartikel ZnO (ZnO-NP) yang

dieksploitasi untuk imobilisasi A. oryzae galaktosidase oleh adsorpsi berdasarkan bioaffinity sederhana. Ansari dan Husain (2011a, b) menunjukkan sebuah novel dan metode yang efisien untuk imobilisasi

A. oryzae galaktosidase dengan menggunakan Concanavalin A (Con A) berlapis

nanopartikel seng oksida sebagai dukungan bioaffinity. Analisis AFM menunjukkan

bahwa matriks siap memiliki mikro yang menguntungkan dan

luas permukaan besar yang tersedia untuk mengikat sejumlah besar enzim. Con A berlapis ZnO-NP mempertahankan 84% dari aktivitas enzim

setelah imobilisasi. Larut dan bergerak galaktosidase dipamerkan pH-optimum pada pH 4,5 yang sama sementara suhu optimum meningkat dari 50 C hingga 60 C untuk bergerak pada

enzim. Enzim bebas kehilangan aktivitas 81% ketika terkena di

60 C selama 2 jam sedangkan enzim amobil mempertahankan aktivitas 60%

di bawah kondisi percobaan yang sama. Michaelis konstan, Km adalah

2,38 mM dan 5,88 mM gratis dan bergerak galaktosidase, masing-masing. Vmax untuk larut dan enzim amobil adalah

0,520 mM / menit dan 0.500 mM / menit, masing-masing. Fungsional

kelompok hadir dalam senyawa asli dan orang tua yang dipantau oleh

FTIR. Enzim amobil ditahan aktivitas lebih dari 80% bahkan setelah

penggunaan berulang-6. Dalam studi lain, studi stabilitas komparatif

galaktosidase bergerak pada asli ZnO dan ZnO-NP diselidiki. Hasil aktivitas imobilisasi adalah 85% untuk enzim

teradsorpsi pada ZnO-NP dibandingkan dengan enzim diserap pada asli

ZnO, yang ditahan hanya 60% galaktosidase pada imobilisasi.

ZnO-NP diserap galaktosidase dipamerkan lebih besar termal, penyimpanan

dan stabilitas operasional dibandingkan dengan ZnO diserap galaktosidase . Selain itu, ZnO-NP diserap galaktosidase dihidrolisis sebuah

jumlah yang lebih besar dari laktosa dari susu dan whey dibandingkan dengan hanya

ZnO teradsorpsi galaktosidase (Husain et al., 2011).

Di masa lalu, Al2O3-NP telah dimanfaatkan sebagai calon potensial dalam pemberian obat yang ditargetkan dan aplikasi biosensor (Frey et al., 1997;

Heilmann et al., 2003) tetapi tidak ada studi telah dilakukan yang bisa

memperkuat pentingnya dalam melumpuhkan enzim industri penting. Dengan demikian, persiapan hasil tinggi bergerak diperoleh dengan adsorpsi spesifik K. lactis galaktosidase pada yang sangat efisien dan

dukungan bioaffinity selektif, Con A berlapis Al2O3-NP. TGA dari bioaffinity

dukungan mengungkapkan 6% penurunan berat badan pada 600 C sedangkan dekomposisi termal diamati pada 350 C dengan DTA. Tidak ada perubahan signifikan melihat dalam intensitas band pUC19 plasmid pada pengobatan dengan

Con A berlapis Al2O3-NP. Uji komet lanjut dipamerkan perubahan diabaikan

panjang ekor komet setelah mengobati limfosit oleh bioaffinity matriks. AFM mengungkapkan area permukaan besar dari Con A berlapis Al2O3-NP untuk

mengikat jumlah yang lebih tinggi dari enzim. Selain itu, FTIR menunjukkan pengikatan galaktosidase pada dukungan bioaffinity dengan memamerkan perluasan di

puncak pada 3.220,61 cm-1 dan 3447,27 cm-1. Larut dan bergerak galaktosidase dipamerkan sama pH-optima pada pH 7,0. Namun, enzim amobil dipamerkan peningkatan stabilitas pH dan spektrum yang luas

suhu optimum. Amobil galaktosidase ditemukan

sangat stabil terhadap penghambatan produk oleh galaktosa dan mempertahankan aktivitas 85% setelah digunakan berulang keenam. Karena produksi mudah, stabilitas suhu yang sangat baik, sifat non-toksik dan spesifisitas yang lebih besar dari

dukungan bioaffinity, mungkin berfungsi sebagai probe biorecognition kuat di

aplikasi biosensor (Ansari dan Husain, 2011a, b).

5. enzim Nanopartikel berbasis di biosensor

Perhatian khusus telah diberikan untuk aplikasi bioassay menggunakan

Nanomaterials untuk mengembangkan biosensor, perangkat biomedis, biofuel

sel dan bioreaktor (Akella dan Mitra, 2007; Cui dan Gao, 2003;

Penn et al., 2003; Ramanavicius et al., 2005). DNA, antibodi dan enzim telah bergerak untuk bahan struktur nano dengan kovalen mengikat, adsorpsi dan jebakan untuk mengembangkan sensitif

biosensor dan metode uji hayati (Li et al, 2003a, b;. Liu dan Ju,

2002). Baru-baru ini, sejumlah besar biosensor enzim berdasarkan

nanopartikel (Besteman et al, 2003;. Xiao et al., 2003) atau nanotube

telah dikembangkan. Kemampuan untuk menyesuaikan sifat Nanomaterials menawarkan prospek yang sangat baik untuk meningkatkan kinerja

sensor biocatalytic berbasis enzim.

Biosensor memiliki banyak keuntungan seperti sensitivitas tinggi, respon yang cepat, murah, kekebalan dari gangguan listrik dan magnetik,

fleksibilitas geometris, kemampuan penginderaan jauh, ukuran kecil dan ringan, dan dapat memberikan alternatif metode pengukuran berbasis laboratorium (D'souza, 2001; Kishen et al., 2003). Salimi et al.

(2007) telah berhasil ikut disimpan GOX pada nikel-oksida (NiO)

nanopartikel pada elektroda karbon kaca. Voltametri siklis digunakan

untuk elektro-deposisi NiO nanopartikel dan imobilisasi GOX.

Transfer elektron langsung bergerak GOX ditampilkan sepasang

didefinisikan dengan baik dan hampir reversibel puncak redoks dengan potensi resmi

(E0 ') dari -0,420 V pH 7,0 penyangga fosfat dan respon menunjukkan

permukaan dikontrol proses elektroda. Cakupan permukaan dan kecepatan transfer elektron heterogen konstan GOX bergerak pada film NiO

elektroda karbon kaca yang 9,45 10-13 mol cm-2 dan 25,2 0,5 s-1

yang menunjukkan kemampuan memuat enzim tinggi nanopartikel NiO

dan fasilitasi besar dari transfer elektron antara GOX dan NiO

nanopartikel. Biosensor menunjukkan respon elektro-catalytical sangat baik untuk oksidasi glukosa ketika ferrocene-metanol adalah

digunakan sebagai mediator redoks buatan. Ini dipamerkan stabilitas yang baik, reproduktifitas dan waktu umur panjang. Selanjutnya, Kiapp 2,7 mM untuk GOX di

nanopartikel oksida nikel dipamerkan bio-elektrokatalitik baik

aktivitas enzim amobil terhadap oksidasi glukosa. Tambahan lagi,

biosensor glukosa menunjukkan respon amperometri cepat (3 s) dengan

sensitivitas 446,2 nA mM-1, batas deteksi 24 pM dan rentang konsentrasi macam 30 pM sampai 5 mM.

Sebuah biosensor pakai baru untuk penentuan cepat H2O2 adalah

disiapkan oleh penjebakan HRP dalam nanopartikel emas koloid dimodifikasi

membran kitosan (Au-kitosan) untuk memodifikasi elektroda ITO. Ini

membran sangat efisien untuk mempertahankan aktivitas enzim dan

mencegah kebocoran keluar dari membran. Biosensor ditandai dengan SEM, AFM dan metode elektrokimia. Parameter yang mempengaruhi kinerja biosensor, termasuk konsentrasi

o-phenylenediamine dan pH larutan substrat yang dioptimalkan

dan rentang kalibrasi linier diperoleh 0,01-0,5 mM

dengan koefisien korelasi 0,997 (n = 8). Tanggapan amperometri dari biosensor tidak menunjukkan penurunan yang jelas setelah

substrat disuntik terus menerus 34 kali ke dalam aliran sel.

The biosensor siap adalah ekonomi karena biaya rendah ITO

Film elektroda yang diperoleh dari produksi massal industri. Diaktifkan

tekad yang sederhana, sensitif dan cepat untuk H2O2 dan dengan demikian, menyediakan platform yang berguna untuk pengembangan biosensor. Biosensor memiliki presisi deteksi yang baik, akurasi yang dapat diterima dan

stabilitas penyimpanan untuk fabrikasi dalam batch (Lin et al., 2007). Sensor dikembangkan menunjukkan respon elektrokatalitik cepat untuk pemantauan

H2O2 dan menyediakan platform yang menjanjikan untuk pengembangan biosensor, afinitas mendukung dan reaktor enzim amobil.

Glukosa oksidase diamobilisasi pada tin oxide menggunakan membran

Metode jebakan yang tersedia proses sederhana untuk fabrikasi

elektroda enzim. Oksidase glukosa bergerak menunjukkan respon saat relatif besar dibandingkan dengan biosensor glukosa lainnya. Ini menunjukkan reproduktifitas baik dan stabilitas. Sensitivitas

biosensor adalah 19.55 A mM-1 dan respon linear yang diamati antara 0 dan 3 mM glukosa. Seperti glukosa amperometri

biosensor dapat digunakan untuk mendeteksi glukosa dalam darah, urin, minuman

dan sistem fermentasi (Park et al., 2008).

galaktosidase yang kovalen bergerak ke sebuah dilapisi emas

Film magneto-elastis melalui dirakit monolayer diri (SAM) dari alkylthiol asam -karboksilat yang mengandung gugus karboksilat terminal. Enzim kemudian melekat monolayer melalui karbodiimida / Nhydroxysuccinimide-dimediasi kopling (Ball et al., 2003). Enzim amobil dipamerkan Km 1,2 mM dengan menggunakan galactopyranoside indolyl sebagai substrat. Parameter kinetik untuk non-pencetus dan

pencetus substrat enzimatik diperiksa oleh penghambatan kompetitif. Selain itu, metode ini juga bisa digunakan untuk skrining

enzim inhibitor atau menentukan konsentrasi substrat enzim atau inhibitor berdasarkan nirkabel, transduksi magnetoelastic.

Li et al. (2003a, b) menyiapkan metode baru untuk melumpuhkan antibodi (antigen) berdasarkan nanopartikel magnetik untuk piezoelektrik

immunoassay. Kambing-anti-IgG antibodi sebagai model analit adalah

pertama kovalen bergerak ke nanopartikel magnetik yang

permukaan dimodifikasi dengan amino-kelompok. The bionanoparticles magnetik

yang terbentuk melekat pada permukaan kristal kuarsa dengan

bantuan magnet permanen. Deteksi IgG dilakukan

dengan sensor siap. The immunosensor piezoelektrik dapat menentukan IgG di kisaran 0,6-4,9 mg ml-1 dengan batas deteksi

0,36 mg ml-1. The bionanoparticles magnetik dan immunocomplex

Lapisan bisa dihapus dengan mudah dengan mengambil medan magnet,

membuat regenerasi sensor piezoelektrik lebih mudah dan lebih

efisien.

Seorang mediator kurang biosensor telah dibuat dengan elektroda emas mikro dua sisi oleh berturut-turut melumpuhkan monolayer rakitan campuran yang terdiri dari asam karboksilat dan tiol-dihentikan

tiolat (DL-thiorphan dan 1,8-octanedithiol, GOX) dan akhirnya emas

nanopartikel (Au-NP) di satu sisi kerja. Elektroda emas mikro dua sisi yang dibentuk oleh plasma sputtering emas pada nilon substrat berpori, menghasilkan jenis tatap muka dua elektroda

sel elektrokimia. Sementara lurus rantai molekul 1,8-octanedithiol membentuk monolayer isolasi padat, yang bersenjata bentuk DL-thiorphan sisi lapisan kepadatan rendah untuk difusi pasangan redoks untuk

permukaan elektroda. Campuran monolayer rakitan tidak hanya

disediakan kelompok fungsional menghubungkan untuk kedua nanopartikel enzim dan emas, tetapi juga mengakibatkan monolayer tepat spasi untuk proses transfer elektron langsung dari pusat enzim redoks untuk

permukaan elektroda. GOX ini kovalen bergerak ke karboksilat asam dihentikan nanopartikel emas monolayer dengan hanya mengeluarkan

dalam larutan koloid emas. Diamati bahwa biosensor amperometri yang dihasilkan dipamerkan kuantitatif respon yang sama menjadi glukosa

di hadapan dan oksigen terlarut, yang memberikan bukti bahwa

thegoldnanoparticlesimmobilizedonandaroundtheGOXpromotedirect transfer elektron dari enzim ke elektroda, dengan asumsi

peran mediator redoks umum (Zhang et al., 2006). Tanggapan SteadyState H2O2 biosensor diukur dengan menggunakan selenium

nanopartikel. Ini mencapai 95% dari arus steady state dalam 10 s.

Dengan konsentrasi H2O2 meningkatkan respon amperometri dari

sensor meningkat. Kisaran respon linear dari sensor untuk H2O2

Konsentrasi adalah dari 1,7 10-6 5,3 10-4 mol L-1 dengan koefisien korelasi 0,998 (n = 12) dan batas deteksi

9,2 10-7 mol L-1 pada rasio signal-to-noise dari 3. jelas Michaelis-Menten konstan bertekad untuk menjadi 0,31 mM L-1. Penyimpanan

stabilitas sensor diperiksa oleh respon amperometri di

Konsentrasi H2O2 dari 106 pM L-1. Setelah 60 hari penyimpanan dan sebentar-sebentar mengukur setiap 5 hari, hasil penelitian menunjukkan bahwa respon

dari sensorstill mempertahankan about80% dari nilai-nilai asli (Zhanget al.,

2004a, b).

Baru-baru ini, nanopartikel enzim tunggal telah digunakan untuk berbagai

aplikasi dalam penelitian Bioscience dari biosensor untuk pengembangan baru obat, makanan, pemantauan lingkungan, proteomik, biomarker

analisis dan deteksi virus. Transduser sinyal biologis yang banyak digunakan untuk pembuatan nanobiosensors (Binder dan Dadra,

2009). Kishen et al. (2003) telah mengembangkan biosensor serat optik di

masa lalu untuk memantau aktivitas Streptococcus dalam air liur manusia. Wu

et al. (2009a, b) disajikan film baru bionanocomposite terdiri

oksidase glukosa / platinum / lembar grafem fungsional / chitosan

untuk penginderaan glukosa. Biosensor dipamerkan sensitivitas yang baik dengan

Batas deteksi 0,6 pM glukosa dan respon yang lebih baik karena yang

area permukaan besar dan transfer elektron cepat graphene dan nanopartikel Pt. Itu reproduktifitas baik dan stabilitas jangka panjang. The mengganggu sinyal dari askorbat dan asam urat yang diabaikan. Ini

kerja menunjukkan bahwa biosensor hybrid ALLAH / Pt / FGS / kitosan nanocompositebased memiliki potensi besar untuk utilitas klinis dan perawatan di rumah

untuk pemantauan cepat glukosa. Metode fabrikasi biosensor berbasis graphene ditunjukkan dalam pekerjaan ini adalah mudah diterapkan untuk

fabrikasi biosensor lainnya berdasarkan oksidase seperti biosensor untuk kolesterol, alkohol, laktat, asetilkolin, hipoksantin dan

xanthine (Wang dan Lin, 2008). Beberapa enzim berdasarkan nanopartikel lain yang telah digunakan untuk mengembangkan biosensor penting industri dan aplikasi klinis telah diringkas dalam Tabel 3.

Sebuah biosensor asam urat reagen berdasarkan uricase bergerak di

ZnO nanorods dikembangkan oleh Zhang et al. (2004a, b). ZnO nanorods

elektroda berasal mempertahankan aktivitas enzim dan bisa meningkatkan transfer elektron antara enzim dan elektroda. Sensor ini menunjukkan

stabilitas termal yang tinggi hingga 85 C dan kegiatan elektrokatalitik ke

oksidasi asam urat tanpa kehadiran mediator elektron. Itu

Tanggapan elektrokatalitik menunjukkan ketergantungan linear pada asam urat

konsentrasi mulai dari 5,0 10-6 1,0 10-3 mol L-1 di 3. Itu

biosensor dikembangkan untuk deteksi fenol pada ZnO nanorods dipamerkan

kinerja menunjukkan waktu respon yang baik kurang dari 5 s setelah menambahkan fenol dengan larutan penyangga. Sensitivitas dan limit deteksi ditingkatkan ke 103,08 A mM-1 dan 0,623 pM karena pretreatment

elektroda emas (Gu et al., 2009).

6. Nanobiocatalysis

Didorong oleh kemajuan terbaru di bidang bioteknologi molekuler dan

ilmu nano dan rekayasa, pengembangan nanobiocatalysts

telah menunjukkan tren multiskala yang mencakup optimalisasi protein

struktur molekul, manipulasi lingkungan nano dari

enzim, sifat mikro dari bahan dan cairan dan operasional

faktor reaktor macroscale (Wang, 2009). Dibandingkan dengan enzim

bergerak di mendukung micrometric, nanobiocatalyst bisa mencapai

jauh lebih tinggi kapasitas enzim bongkar signifikan ditingkatkan

efisiensi perpindahan massa. Kemajuan terbaru dari pendekatan nanobiocatalytic telah meningkatkan kinerja pencernaan protein oleh

menggunakan berbagai Nanomaterials seperti bahan nanoporous, magnetik

nanopartikel dan nanofibers polimer. Tripsin stabilisasi

dicapai dalam bentuk nanofibers berlapis tripsin yang menunjukkan penurunan diabaikan dalam kegiatan setelah penggunaan berulang selama 1 tahun dan dipamerkan

proteolisis resistanceto lebih besar, oleh karena itu dapat beemployedin pengembangan otomatis, tinggi-throughput dan on-line pencernaan

Tabel 3

Nanopartikel dimanfaatkan untuk mensintesis biosensor berbasis enzim.

Enzim

amobil

Jenis nanopartikel Referensi Aplikasi

Glukosa

oksidase

Selenium

nanopartikel

H2O2 biosensor,

penentuan gratis

glukosa dalam cairan tubuh,

makanan dan pertanian

produk

Zhang et al.,

2004a, b

Uricase ZnO nanopartikel Asam urat biosensor,

evaluasi serum

asam urat

Zhang et al.,

2004a, b

Glukosa

oksidase

Biosensor nanopartikel emas, catalytic

nanodevice untuk

membangun nanoreactors

Yang et al., 2006;

Li et al., 2007

Lakase Zinc-tetra-aminophthalocyanineFe3O4, silika laccasemodified

nanopartikel,

magnetik inti-shell

(Fe3O4-SiO2)

nanopartikel

Biosensor serat optik,

katekol biosensor dan

di bisphenol merendahkan

Sebuah

Huang et al.,

2007; Zhang et

al., 2007;

Galliker et al.,

2010

Glukosa

oksidase

Nikel oksida

nanopartikel

Amperometri

biosensor dan

elektrokimia

investigasi glukosa

oksidase

Salimi et al.,

2007

Glukosa

oksidase

Platinum

nanopartikel, emas

nanopartikel

Biosensor, mata telanjang

deteksi glukosa dalam

kencing

Zhao et al., 2007;

Radhakumary

dan Sreenivasan,

2011

Urease Perak nanopartikel,

fosfonat dicangkokkan

oksida besi

nanopartikel

Biosensor, analisis

konten urea dalam darah,

urin, alkohol

minuman, alami

air dan

lingkungan

air limbah

Crespilho et al.,

2009, Sahoo et

al., 2011

Peroksidase Emas-chitosan

nanopartikel

Kerusakan yang cepat dari

H2O2, pengolahan air,

farmasi dan

aplikasi biomedis

Lin et al., 2007

Glukosa

oksidase

Pt / FGS / kitosan,

silika nanopartikel

Biosensor glukosa,

estimasi kuantitatif

glukosa

Wu et al., 2009a,

b, Jang et al.,

2010

Siklodekstrin

glikosil

transferase,

alkohol

oksidase

Selulosa-perak

nanopartikel

Biosensor,

penentuan

methanol dan metil

ester konten pektin

Ma dan Ding,

2009; Mahmoud

et al, 2009.; Ling

dan Heng 2010

520 SA Ansari, T. Husain / Bioteknologi Kemajuan 30 (2012) 512-523

sistem. Metode baru ini berimplikasi peningkatan kinerja pencernaan protein dalam kecepatan, sensitivitas deteksi, daur ulang dan tripsin

stabilitas (Kim et al., 2010). Sebuah metode sederhana dan unik dikembangkan

untuk mempersiapkan bahan bioaktif melalui proses spin coating (Tong et

al., 2008). Para pekerja ini telah menyelidiki persiapan protease,

Subtilisin carlsberg-dilapisi film plastik dan diperiksa aktivitas mereka untuk

hidrolisis albumin telur ayam (CEA). Metode baru ini diproduksi

pelapis enzimatik dengan pemuatan khas 13 mg cm-2 dan dipertahankan

Kegiatan albumin telur ayam 46% dalam larutan air dan dipamerkan sangat meningkatkan stabilitas termal.

Wang et al. (2009) telah mengembangkan sebuah pendekatan yang menarik untuk fabrikasi nanobiocatalyst dengan melumpuhkan chloroperoxidase pada besi

MNPs oksida yang murah dan biokompatibel dengan inti yang berisi beberapa MNPs oksida besi dan shell polimer tebal. Beberapa

enzim seperti hidrolase, oksidase glukosa dan alkohol dehidrogenase telah bergerak di MNPs seperti pada masa lalu dengan

sukses besar (Blakemore, 1975;. Kim et al, 2008; Petros dan DeSimone, 2010).

Ginet et al. (2011) memiliki Fungsionalisasi berlapis lipid nano-magnet

dengan phosphohydrolase dan berhasil direkayasa mudah-to-memurnikan,

kuat dan dapat didaur ulang biokatalis untuk menurunkan etil-paraoxon, yang biasa

pestisida yang digunakan. Mereka genetik menyatu gen OPD dari Flavobacterium

sp. ATCC 27551 encoding paraoxonase tomamC, sebuah protein yang berlimpah

membran magnetosome di Magnetospirillum magneticum AMB-

1. MamC protein bertindak sebagai jangkar untuk paraoxonase ke permukaan magnetosome, sehingga menghasilkan nanopartikel magnetik menampilkan aktivitas phosphohydrolase. Magnetosomes difungsikan dengan OPD yang

mudah pulih dari rekayasa genetika AMB-1 sel. Katalitik yang

Sifat dari amobil OPD yang diukur oleh hidrolisis etil-paraoxon dipamerkan Km (dan kcat) nilai 58 pM (dan

178 s- 1) dan 43 pM (dan 314 s- 1) untuk enzim amobil dan dimurnikan, masing-masing. Enzim amobil ditemukan cukup stabil

lebih penggunaan berulang untuk degradasi pestisida dan dengan demikian itu membuat berlaku untuk bioremediasi pestisida dalam limbah yang terkontaminasi.

Magnetosomes adalah partikel berukuran nano magnetit (Fe3O4) atau

greigite (Fe3S4) yang biomineralized oleh filogenetis beragam

kelompok prokariota, bakteri magnetotactic. Mereka mencakup luas

berbagai aplikasi seperti pencitraan resonansi magnetik, pengobatan kanker hipertermia atau molekul dan sel penyortiran. Fungsional larut

protein (luciferase) telah dicangkokkan pada permukaan magnetosome oleh

kopling kimia ligan spesifik membran lipid atau protein,

atau ditampilkan oleh fusi gen menggunakan sebagai protein jangkar khusus ditargetkan untuk membran magnetosome (Lang et al., 2007). Pendekatan kedua circumvents langkah pemurnian, seperti enzim secara genetik

ditargetkan untuk membran yang mengelilingi kristal: selanjutnya, yang

partikel magnetit difungsikan dapat magnetis pulih setelah

gangguan sederhana dari sel. Produksi bakteri magnetotactic dapat dicapai dengan hasil yang wajar dalam kondisi yang terkendali

di bioreaktor. Dalam studi lain, produksi tunggal-langkah dari reusable

biokatalis magnetik dilakukan untuk bioremediasi polutan

dari tanah dan air dengan memanfaatkan di imobilisasi vivo dari bakteri

phosphotriesterase. Ini seng enzim logam dimer mampu menghidrolisis neurotoksin organophosphorous seperti pestisida (yaitu paraoxon) atau agen saraf (Van Dyk dan Pletschke, 2011).

7. Penutup

Nanokristalin dan oksida logam nanoporous permukaan yang melayani

sebagai matriks baru untuk imobilisasi enzim. Baru-baru ini, penggunaan

nanopartikel telah muncul sebagai alat serbaguna untuk menghasilkan baik

mendukung untuk stabilisasi enzim karena ukurannya yang kecil dan besar

luas permukaan. Nanopartikel sangat mempengaruhi sifat mekanik dari bahan seperti kekakuan dan elastisitas dan menyediakan lingkungan biokompatibel untuk imobilisasi enzim. Ketersediaan

enzim murni merupakan faktor kunci dalam mempersiapkan biocatalysts bergerak sangat aktif untuk pengembangan biosensor karena difasilitasi

pendudukan penuh permukaan dukungan oleh enzim. Selain itu, penggunaan enzim murni menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan dikatalisasi oleh enzim kontaminan persiapan mentah. Untuk mengatasi

masalah yang terkait dengan pemurnian enzim seperti memakan waktu, biaya tinggi, inaktivasi, dll, salah satu solusi yang cocok akan

adalah untuk mengeksploitasi nanopartikel untuk imobilisasi dengan prosedur imobilisasi sangat selektif. Utilitas dari matriks yang sangat efisien seperti

dapat diperpanjang dalam pengembangan agen terapi

sebagai novel yang ditargetkan pemberian obat untuk mengobati pasien kanker di seluruh

dunia