новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

главная > справочник > химическая энциклопедия:

Инженерная энзимология


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Инженерная энзимология, разрабатывает и осуществляет пром. методы получения хим. веществ и продуктов (напр., пищевых), основанные на использовании в качестве катализаторов хим. реакций ферментов, выделенных обычно из биол. объектов или находящихся внутри клеток, которые искусственно лишены способности роста. инженерная энзимология - одно из направлений биотехнологии. Теоретич. основы инженерной энзимологии - биоорг. химия. биохимия. микробиология и хим. технология. Широкое применение ферментов в органическом синтезе стало возможным благодаря использованию иммобилизованных ферментов. а также иммобилизованных клеток микроорганизмов (использование в промышленности 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 реакций) простой фильтрацией. Появилась возможность перевести мн. периодич. ферментативные процессы (напр., получение 6-аминопенициллановой кислоты) на непрерывный режим, используя колонны или проточные аппараты с иммобилизов. ферментами. Важно также, что мн. иммобилизов. ферменты значительно устойчивее к внеш. воздействиям, чем растворимые ферменты. Сочетание уникальных каталитич. свойств ферментов с их устойчивостью и нерастворимостью в воде в иммобилизов. виде послужило основой для возникновения инженерной энзимологии.

Применение принципа иммобилизации не только к ферментам, но и к их субстратам, ингибиторам и кофакторам, т. е. веществам, 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 инженерной энзимологии.

Препараты иммобилизов. клеток представляют собой также гетерог. биокатализаторы. Преимущество иммобилизов. клеток микроорганизмов по сравнению с иммобилизов. ферментами состоит главным образом 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. свойства 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 инженерная энзимология: 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. промышленности, а также с. х-ва.

Пром. внедрение процессов инженерная энзимология осуществляется обычно в тех случаях, когда продукт реакции практически не может быть получен без участия ферментов. Стоимость продукта определяется главным образом расходами на выделение ферментов и их иммобилизацию (этим объясняется повыш. интерес к иммобилизации с помощью простой адсорбции и к применению иммобилизов. клеток микроорганизмов).

В промышленности инженерная энзимология служит главным образом для получения глюкозо-фруктозных сиропов (фермент глюкозоизомераза), разделения рацемич. смесей аминокислот (фермент аминоацилаза), синтеза L-аспарагиновой и L-яблочной кислот (ферменты соотв. аспартаза и фумараза в иммобилизов. клетках), получения 6-аминопенициллановой кислоты (используется в синтезе полусинтетич. пенициллинов) из прир. пенициллина (фермент пенициллинамидаза) и диетич. безлактозного молока (фермент лактаза, или β-галактозидаза).

Перспективно пром. использование инженерная энзимология 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.




выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация