Основы инженерной энзимологии

Ферменты сохраняют свои уникальные свойства (эффективность, специфичность действия) и вне клеток, поэтому их традиционно широко применяют в практике. Биологические катализаторы нетоксичны, работают в мягких условиях, используют доступное сырье (в том числе и отходы), в связи с чем, их применение в промышленности выгодно с экономической и экологической точек зрения. По объему производства ферменты занимают третье место после аминокислот и антибиотиков. Из более чем 2000 известных в настоящее время ферментов в промышленности используется около 30.

Таблица 2. Применение 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. В частности, методами белковой инженерии, сущность которых состоит в изменении первичной структуры природной молекулы фермента посредством химической модификации самого энзима или его гена, удается принципиально трансформировать структуру активного центра и его функцию, модулировать субстратную специфичность и физико-химические свойства фермента. Так, замена остатка глутамина-102 в молекуле лактатдегидрогеназы на аргинин превратила фермент в высокоактивную малатдегидрогеназу. Созданы гибридные формы ферментной системы, ценной в иммуноферментном анализе, сочетающие в себе свойства β-галактозидазы и β-галактокиназы. Важным этапом развития инженерной энзимологии стала разработка способов получения и использования иммобилизованных ферментов.

Иммобилизованные ферменты

Иммобилизованными ферментами называют ферменты, искусственно связанные с нерастворимым носителем, но сохраняющие свои каталитические свойства.

Ещё в 1916 г. Дж. Нельсон и Е. Гриффин показали, что сахараза, сорбированная на угле, сохраняла свою каталитическую активность, но лишь в 1953 г. Н. Грубхофер и Д. Шлейт впервые осуществили ковалентные связывания амилазы, пепсина, РНКазы и карбоксипептидазы с нерастворимым носителем. В 1971 г. на первой конференции по инженерной энзимологии был узаконен термин «иммобилизованные ферменты». Однако в понятие «иммобилизация» в настоящее время вкладывают более широкий смысл, чем связывание на нерастворимом носителе, а именно – полное или частичное ограничение движения белковых молекул.

Информация по педагогике:

Организация питания детей в детских дошкольных учреждениях
Для нормального роста и развития ребенка необходимо пра­вильно организованное питание. Растущий и быстро развиваю­щийся организм требует достаточной по количеству и полноценной по качеству пищи. Как недостаточное, так и избыточное пи­тание одинаково вредно для здоровья ребенка и может привести к ра ...

Речевое умение, речевые упражнения в обучении монологическому высказыванию
Эти три понятия неразрывно связаны друг с другом. Логическая цепочка связи такова: MB совершается на основе речевого умении, и средством развития речевого умения служат речевые упражнения. Поскольку MB и речевое умение уже рассматривалось выше, обратимся к этапу развития речевого умения и попытаемс ...

Организация, основные этапы экспериментального исследования. Методы сбора и обработки его результатов
Одновременно с проведением теоретико-методического исследования, и в тесной взаимосвязи с ним, нами осуществлялось экспериментальное исследование. При проведении и организации эксперимента мы основывались на опыте, накопленном к настоящему времени в дидактике и частных методиках. Экспериментальное ...