Инженерная Энзимология

Разрабатывает и осуществляет пром. Методы получения хим. В-в и продуктов (напр., пищевых), основанные на использовании в качестве катализаторов хим. Р-ций ферментов, выделенных обычно из биол. Объектов или находящихся внутри клеток, к-рые искусственно лишены способности роста. И. Э. - одно из направлений биотехнологии. Теоретич. Основы И. Э. - биоорг. Химия, биохимия, микробиология и хим. Технология. Широкое применение ферментов в орг. Синтезе стало возможным благодаря использованию иммобилизованных ферментов, а также иммобилизов. Клеток микроорганизмов (использование в пром-сти последних иногда относят к др. Направлению биотехнологии - микробиологическому синтезу).Иммобилизация придает ферментам качества гетерог. Катализаторов, что позволяет удалять их из реакц.

Смеси (отделять от субстратов и продуктов ферментативных р-ций) простой фильтрацией. Появилась возможность перевести мн. Периодич. Ферментативные процессы (напр., получение 6-аминопенициллановой к-ты) на непрерывный режим, используя колонны или проточные аппараты с иммобилизов. Ферментами. Важно также, что мн. Иммобилизов. Ферменты значительно устойчивее к внеш. Воздействиям, чем р-римые ферменты. Сочетание уникальных каталитич. Св-в ферментов с их устойчивостью и нерастворимостью в воде в иммобилизов. Виде послужило основой для возникновения И. Э. Применение принципа иммобилизации не только к ферментам, но и к их субстратам, ингибиторам и кофакторам, т. Е. В-вам, имеющим избирательное сродство к ферментам, позволило создать методы выделения и очистки последних, основанные на аффинной хроматографии.

Тем самым существенно расширяются возможности получения чистых ферментов для использования в И. Э. Препараты иммобилизов. Клеток представляют собой также гетерог. Биокатализаторы. Преимущество иммобилизов. Клеток микроорганизмов по сравнению с иммобилизов. Ферментами состоит гл. Обр. В том, что при использовании иммобилизов. Клеток отпадает необходимость выделения, очистки и иммобилизации ферментов - стадий часто наиб. Дорогостоящих при осуществлении пром. Процесса. Ферменты в микроорганизмах находятся в своем естеств. Окружении, что повышает их термостабильность и т. Наз. Операционную стабильность (продолжительность работы в условиях технол. Процесса). Известно мн. Примеров, когда ферменты после выделения из организма быстро теряют активность, а иногда их вообще не удается выделить в активной форме.

В то же время в составе клеток микроорганизмов они сохраняют каталитич. Св-ва достаточно долго. Иммобилизация клеток обычно осуществляется путем их адсорбции на водонерастворимых носителях (обычно на ионообменных смолах), ковалентной сшивкой с помощью бифункциональных реагентов (напр., глутарового альдегида) или захвата их в полимер, как правило, с послед. Формованием в виде частиц определенного размера и конфигурации. Иммобилизация клеток микроорганизмов предотвращает их размножение и обычно увеличивает срок их работы в реакц. Среде по сравнению с необработанными клетками. Осн. Направления исследований в области И. Э. Синтез и модификация орг. Соед. С помощью иммобилизов. Ферментов и клеток, в т. Ч. В несмешивающихся двухфазных системах (вода - орг.

Растворитель, полимер - полимер). Получение из растит. Сырья продуктов для пищ., микробиол. И мед. Пром-сти, а также с. Х-ва. Пром. Внедрение процессов И. Э. Осуществляется обычно в тех случаях, когда продукт р-ции практически не м. Б. Получен без участия ферментов. Стоимость продукта определяется гл. Обр. Расходами на выделение ферментов и их иммобилизацию (этим объясняется повыш. Интерес к иммобилизации с помощью простой адсорбции и к применению иммобилизов. Клеток микроорганизмов). В пром-сти И. Э. Служит гл. Обр. Для получения глюкозо-фруктозных сиропов (фермент глюкозоизомераза), разделения рацемич. Смесей аминокислот (фермент аминоацилаза), синтеза L-аспарагиновой и L-яблочной к-т (ферменты соотв. Аспартаза и фумараза в иммобилизов.

Клетках), получения 6-аминопенициллановой к-ты (используется в синтезе полусинтетич. Пенициллинов) из прир. Пенициллина (фермент пенициллинамидаза) и диетич. Безлактозного молока (фермент лактаза, или b-галактозидаза). Перспективно пром. Использование И. Э. Для получения глюкозы из частичных гидролизатов крахмала с использованием иммобилизов. Глюкоамилазы. Глюкозо-фруктозных сиропов из сахарозы с использованием иммобилизов. Инвертазы. Глюкозы из целлюлозы с использованием ферментов целлюлазного комплекса, адсорбированных на целлюлозе. Превращ. Глюкозы в этанол с использованием иммобилизов. Дрожжевых или бактериальных клеток и др. Лит. Введение в прикладную этимологию, М., 1982. Березин И. В., Клёсов А. А., "Вестник АН СССР", 1983, № 4, с.

108-19. Биотехнология, под ред. А. А. Баева, М., 1984, А. А. Клёсов. .