Интересно >>>> Иммобилизованные ферменты
Иммобилизованные ферменты.
Технологи и инженеры, изучая биохимические процессы в природе, всегда задаются вопросом: «А нельзя ли такие процессы инициировать в лабораторных условиях, программировать ход событий, получать ожидаемый результат? » Вот и ферментативную деятельность живых организмов они не смогли обойти вниманием. Как известно, ферменты – это белки - катализаторы, они руководят химическими реакциями по превращению одних химических конструкций в другие (одного вещества в другое), но ферменты имеют существенный недостаток: по истечении процессов превращения веществ они сами, будучи неустойчивыми соединениями, теряются. Это приводило к нерациональным тратам ферментов, которые для их использования в искусственно созданных условиях промышленного производства необходимо было постоянно добывать. Ученые заметили, что ферменты состоят из множества гидроксильных групп, но и некоторые вещества неорганического происхождения (декстран, целлюлоза, агар, стекло, пластмассы) тоже имеют похожие гидроксильные группы, а это дает возможность присоединять ферменты к таким подходящим «носителям». И как оказалось впоследствии, ферменты прикрепляются к выбранным носителям неподвижно и после окончания реакции все еще продолжают находиться на них в состоянии активности. Такие ферменты назвали иммобилизованными («обездвиженными») и быстро нашли им применение в различных отраслях: медицине, пищевой промышленности, фармацевтической промышленности. Фактически комбинации ферментов и их носителей сделали очередной прорыв в области биотехнологий.
Иммобилизованные ферменты - применение.
Иммобилизованные ферменты на сегодняшний день используются в фармацевтике в производстве полусинтетических производных пенициллина (ампициллина, оксациллина, амоксициллина, диклоксациллина и множества других), что выручило медицину в борьбе с бактериальными инфекциями, на которые уже не действовал пенициллин из-за бактериальной резистентности к нему.
На основе декстрана, как «носителя» (в частности, химически модифицированного крахмала) производят распадающиеся в организме безвредные носители лекарственных компонентов, что позволяет более точно направлять и транспортировать лекарственные составляющие в различные области организма.
Иммобилизованные ферменты в медицине и сфере природопользования используются в качестве своего рода датчиков для анализа (иммуноферментного, биолюминесцентного), для перфузионной очистки биожидкостей. Для проведения анализа ферменты наносят на электроды, фильтры, мембраны, пластмассовые стаканы, поверхности которых контактируют с анализируемым содержимым.
В пищевой промышленности иммобилизованные ферменты оказали большую помощь в производстве молочной продукции с выведенной из ее состава лактозой, которая у многих людей вызывает аллергические реакции, поскольку их организм не имеет нужного фермента для ее расщепления. Молоко, обработанное иммобилизованными ферментами еще на стадии производства, в пищу поступает в удобоваримом и безопасном, с точки зрения аллергенности, состоянии.
Технологи научились получать с помощью иммобилизованных ферментов из сахара глюкозо – фруктозные сиропы, превращать глюкозу во фруктозу (так называемый медовый сахар), получать сахар из молочной сыворотки. Практическое применение таких метаморфоз привело к уменьшению содержания в сладостях и напитках количества сахаров при сохранении того же уровня сладкого вкуса, но уменьшенном количестве калорий, так как сахароза заменяется на глюкозу, та в свою очередь - на фруктозу, количество которой можно уменьшить в составе сладких продуктов.
Использование аминокислот в пищевой промышленности и фармацевтике, сопряженное с их затратными методами добычи из природных источников, вышло на новый уровень производства, когда стали применять иммобилизованные ферменты для получения оптических изомеров аминокислот. Это позволило наладить поточный выпуск аминокислот в качестве кормовых добавок и сократить затраты на их производство для других отраслей промышленности.
Прикладная физика использует иммобилизованные ферменты для создания усилителей сигналов, что позволило создать звуко- и механочувствительные датчики для регулирования каталитической активности (применимо в изготовлении фотографий).
В области изобретения и использования иммобилизованных ферментов еще есть много ниш, достойных дальнейшего изучения и разработок новых технологий, поэтому биотехнологическая промышленность имеет все основания для продолжения изучения ферментативной деятельности, а ферменты будущего – это термофильные ферменты, способные выдерживать высокие температуры.
Почитать
Почитать
