ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ


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.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Смотреть что такое "ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ" в других словарях:

  • МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ — пром. способ получения хим. соед. и продуктов (напр., дрожжей кормовых), осуществляемый благодаря жизнедеятельности микробных клеток. Иногда к М. с. относят также пром. процессы, основанные на использовании иммобилизованных клеток (см. Инженерная …   Химическая энциклопедия

  • ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ КИНЕТИКА — изучает закономерности протекания во времени ферментативных р ций, а также их механизм; раздел кинетики химической. Каталитич. цикл конверсии в ва S (субстрата) в продукт P под действием фермента E протекает с образованием промежут. соед. Xi: где …   Химическая энциклопедия

  • Биоинженерия — или биомедицинская инженерия (англ. bioengineering) направление науки и техники, развивающее применение инженерных принципов в биологии и медицине[1]. Сфера деятельности биоинженерии простирается от создания искусственных органов с помощью… …   Википедия

  • Клёсов, Анатолий Алексеевич — Для улучшения этой статьи желательно?: Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей. Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Ан …   Википедия

  • Биотехнологии — Биотехнология интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов или их производные для создания и модификации продуктов или процессов различного назначения. Чаще всего применяется в… …   Википедия

  • Клёсов — Клёсов, Анатолий Алексеевич Анатолий Алексеевич Клёсов (род. 1946). На протяжении 12 лет  профессор биохимии Гарвардского университета (Центр биохимии, биофизики и медицины Гарвардской медицинской школы). Известен как первый советский… …   Википедия

  • Члены-корреспонденты РАН — Содержание 1 Список членов корреспондентов 2 Сокращения …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.