Инженерная энзимология

4. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ:

ЗАДАЧИ, ДОСТИЖЕНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ

Инженерная энзимология  — это отрасль биотехнологии, базирующаяся на использовании каталитических функций ферментов (или ферментных систем) в изолированном состоянии  или в составе живых клеток для получения соответствующих целевых продуктов. Биообъект здесь - фермент (или комплекс ферментов).

Задачи инженерной энзимологии заключаются в развитии прогрессивных методов выделения ферментов, их стабилизации и иммобилизации; конструировании катализаторов с нужными свойствами и разработке научных основ их применения. [2]       

На практике обычно используют иммобилизованные ферменты. Ферменты (биологические катализаторы) по своей активности и избирательности действия (специфичности), намного превосходят катализаторы химические. Ферменты обеспечивают осуществление химических реакций без высоких температур и давлений, а ускоряют их в миллионы и миллиарды раз. При этом каждый фермент катализирует только одну определённую реакцию.

Для того чтобы стабилизировать или иммобилизовать ферменты, сделать их устойчивыми, пригодными для многократного, длительного промышленного использования, ферменты присоединяют с помощью прочных химических связей к нерастворимым или растворимым носителям — ионообменным полимерам, полиорганосилоксанам, пористому стеклу, полисахаридам и т.п. В результате ферменты становятся устойчивыми и могут быть использованы многократно, что значительно расширяет возможности их использования. [6]

С использованием идей и  разработок инженерной энзимологии  создан ряд биотехнологий в областях: синтеза и модификации органических соединений (аминокислот, нуклеозидов, антибиотиков, стероидов и др.), биоконверсии растительного сырья (ферментативный гидролиз целлюлозы), химического и биохимического анализа (биосенсоры, ферментный и иммуноферментный анализ в медицине), фармацевтике (ферментсодержащие лекарственные препараты) и др. [2]

Инженерная энзимология  — одно из новых направлений биотехнологии. Достигнуты лишь первые успехи. Но они существенно преобразили прикладную микробиологию, техническую биохимию и ферментную промышленность. Полученные в результате научных изысканий данные открывают перед прикладной энзимологией новые перспективы: повышение использования биотехнологического потенциала живых организмов в интересах хозяйственной деятельности, решение проблем, связанных с недостаточностью продовольствия, предотвращение загрязнения окружающей среды, диагностика и лечение особо опасных заболеваний, а также оценка состояния современных биотехнологических исследований. Все эти проблемы не могут быть решены без использования методов современной инженерной энзимологии. [5]