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:

Познавательный потенциал экологических знаний в условиях комплексного использования разных видов деятельности детей в природе
Определяющим в отношении дошкольников к природе, согласно данным экологической психопедагогики (В. Ясвин, С. Дерябо), является когнитивный компонент, то есть готовность и стремление ребенка получать, искать и обрабатывать информацию об объектах природы. Психологи экспериментально исследовали, что у ...

Чрезмерная активность школьников
Чрезмерная активность-это еще не психическое расстройство. Однако иногда она сопровождается серьезными задержками эмоционального, умственного интеллектуального развития. Нередко такое поведение чревато стрессами и может привести к перевозбуждению. Чрезмерная активность наблюдается у 5-8% мальчиков ...

Сущность социально-педагогической деятельности в теории и практике современной науки
Закон Российской Федерации «Об образовании» (1992) законодательно закрепил приоритет личности в процессе воспитания и обучения человека в условиях образовательного учреждения. Такой подход требует большего внимания к личности обучаемого, его социальным проблемам, которые в условиях образовательного ...