Инженерная энзимология, ее задачи

Инженерная энзимологии — новое научно-техническое направление, основанное на принципах целого ряда областей современного естествознания, в первую очередь химической энзимологии, биохимии, химической технологии, а также инженерно-экономических дисциплин. Основная задача инженерной энзимологии — разработка биотехнологических процессов, в которых используется каталитическое действие ферментов, как правило, выделенных из состава биологических систем или находящихся внутри клеток, искусственно лишенных способности расти. К инженерной энзимологии относятся соответствующие научно-исследовательские и инженерные разработки, если они ставят своей целью а) получение нового продукта б) получение известного продукта, но лучшего качества в) улучшение техникоэкономических показателей процесса по сравнению с аналогичными существующими процессами. [c.8]

Идеи иммобилизации биокатализаторов инициировали и стимулировали бурное развитие одного из важнейших направлений современной биотехнологии — инженерной энзимологии. Текущая (тактическая) задача инженерной энзимологии — это разработка (конструирование) биоорганических катализаторов с заданными свойствами на основе ферментов (в том числе с использованием полиферментных комплексов и даже целых клеток). Говоря о заданных свойствах, следует понимать, что они продиктованы потребностями практики это, например, необходимое время службы катализатора при определенных условиях реакции (что зависит от его термостабильности, чувствительности к тем или иным факторам среды), избирательность (специфичность) действия, производительность (каталитическая активность), иммуногенность, токсичность, геометрическая форма препарата катализатора, его механические свойства и т. д. [c.146]

Развитие прикладной энзимологии долгое время сдерживалось дороговизной чистых ферментных препаратов, неустойчивостью их при хранении и невозможностью многократного использования. Принципиально новые перспективы открылись перед прикладной энзимологией в 60-е годы XX в. в результате появления на стыке химии и биологии новой отрасли — инженерной энзимологии. Ее задачи заключаются в развитии прогрессивных методов вьщеления ферментов, их стабилизации и иммобилизации конструировании катализаторов с нужными свойствами и разработке научных основ их применения. [c.84]

В настоящее время перед биологической наукой поставлена задача — обеспечить преимущественное развитие научных исследований по следующим основным направлениям разработка методов генетической и клеточной инженерии, создание на их основе новых процессов для биотехнологических производств с целью получения принципиально новых пород животных, форм растений с ценными признаками разработка новых методов и средств диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний разработка научных основ инженерной энзимологии разработка и внедрение новых биокатализаторов (в том числе иммобилизованных) и оптимизация с их помощью биотехнологических процессов получения химических и пищевых продуктов исследования структуры и функции биомолекул клетки изучение молекулярных и клеточных основ иммунологии, а также генетики микроорганизмов и вирусов, вызывающих заболевания человека и животных, создание методов и средств диагностики, лечения и профилактики этих заболеваний исследования молекулярно-биологиче-ских механизмов канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков, их роли в малигнизации клеток и создание на этой основе методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний человека исследования проблем биоэнергетики, питания, психики и молекулярных основ памяти и деятельности мозга. Таким образом, можно наметить следующие главные направления развития исследований в области биологической химии на ближайшую и отдаленную перспективу, так называемые горизонты биохимии [c.18]

ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ, ЕЕ ЗАДАЧИ [c.84]

В связи со все более возрастающим значением проблем охраны природы задачей инженерной энзимологии будущего является создание безотходных технологий, исключающих загрязнение окружающей среды и базирующихся на применении экологически чистых видов сырья, например глюкозы, углекислого газа, водорода, метанола и т. д. Сочетание возможностей реализации возобновляемых источников сырья и энергии (в частности, солнечной) позволит создать технологию, гармонично связанную с окружающей средой. [c.136]

Однако рамки инженерной энзимологии гораздо шире, чем создание катализаторов нового типа. Цель этой дисциплины, ее стратегическая задача состоит в том, чтобы разработать научные основы применения ферментативных катализаторов для создания новых биотехнологических процессов в промышленности, новых методов в терапии н медицинской диагностике, анализе, органическом синтезе и в других областях практической деятельности. [c.146]

Чтобы выйти на уровень инженерной энзимологии, необходимо решать многие основополагающие проблемы и задачи, к которым можно отнести [c.47]

В качестве примера, наглядно иллюстрирующего разработку новых подходов к решению практических задач инженерной энзимологии с привлечением методов иммобилизации, может служить проблема применения биокатализаторов для проведения реакций органического синтеза в среде органических растворителей с низким содержанием воды. Дело в том, что широкое применение ферментов в органическом синтезе существенно ограничивается тем, что ферменты, как принято считать, способны эффективно функционировать лишь в среде с высоким содержанием воды. В то же время в классическом органическом синтезе в качестве реакционной среды нашли применение самые разнообразные органические растворители. Имеется несколько кардинальных причин, которые делают необходимым использование органических растворителей как среды также и для фермента- [c.146]

Ферменты в своем естественном окружении катализируют сотни и тысячи процессов, приводящих к образованию и распаду химических связей. В принципе любой из них может быть реализован в качестве процесса тонкого органического синтеза . Однако на практике дело обстоит не так просто, поскольку естественное окружение фермента невозможно создать в технологическом реакторе. Решение соответствующей задачи инженерной энзимологии зависит от того, каким образом исследователю (или технологу) удалось реализовать каталитический потенциал фермента или ферментной системы и насколько остроумные подходы, зачастую весьма далекие от тех, которые предлагает природа, были при этом использованы. [c.13]