Материал: Инженерная энзимология_лекция
•На итальянских фирмах применяют фермент пенициллиназу, иммобилизованную путем включения клеток Е. coli, продуцирующих фермент, в волокна триацетата целлюлозы;
•на российских предприятиях используют бактериальные клетки, иммобилизованные в полиакриламидном геле.
•переход к технологии, применяющей иммобилизованные бактериальные клетки обеспечивает высокий выход 6-АПК, составляющий 80-85%.
Иммобилизованные ферменты имеют большое значение для медицины.
Большой рынок сбыта занимают тромболитические ферменты, предназначенные для борьбы с сердечнососудистыми заболеваниями.
Так, в отечественную клиническую, практику внедрен препарат «стрептодеказа», содержащий стрептокиназу - активатор предшественника протеиназы плазмина, предотвращающий образование тромба в кровеносной системе.
Ферменты, разрушающие некоторые аминокислоты (например, аспарагиназа), используют для борьбы со злокачественным ростом опухолей.
Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, субтилизин,
коллагеназа), иммобилизованные на волокнистых материалах (целлюлоза,
полиамидные волокна, декстран и др.), применяют для эффективного лечения ран, язв, ожогов, абсцессов, а их белковые ингибиторы - в заместительной терапии для лечения эмфиземы и панкреатитов.
«Умные» биокатализаторы
(smart biocatalysts)
В последнее время значительное внимание привлекли «умные» биокатализаторы (smart biocatalysts),
представленными ферментами, связанными с полимерами, которые чувствительны к действию определенных стимулов (температура, давление, pH, ионная сила, магнитное поле).
Исходя из наличия или отсутствия внешних стимулов, полимер, связанный с ферментом, меняет свою конформацию для защиты фермента от внешней среды.
При наличии или отсутствие внешних раздражителей, полимер, связанный с ферментом, меняет свою конформацию для защиты фермента от окружающей среды и таким образом регулирует активность фермента, действуя как молекулярный
переключатель.
Благодаря такому свойству «умные» биокатализаторы могут быть легко выделены из реакционной смеси и многократно повторно использованы.
«Умные» полимерные биокатализаторы разработаны для промышленных и биомедицинских приложений. Кроме того, они используются в биосенсорах, биометрии и наноэлектронных устройствах.
•Биоконъюгаты полимербелок образуются путем ковалентного или нековалентного связывания полимера и фермента.
•В отсутствие стимулов конъюгированный фермент способен реагировать с субстратом и катализировать образование продуктов.
•Однако при действии определенных факторов (стимулов) биоконъюгат становится нерастворим и обладает минимальной ферментативной активностью.
•При восстановлении оптимальных условий фермент вновь обретает исходную активность
•Такой фермент может использоваться многократно.