Развитие современной химической биотехнологии

В последние годы в развитии вычислительной техники и оборудовании вычислительных центров (ВЦ) биотехнологических институтов страны произошли существенные изменения. Большинство ВЦ оснащено универсальными современными ЭВМ. Для решения задач автоматизации научных исследований в области биотехнологии (и физико-химической биологии) и технологических процессов разрозненные и морально устаревшие мини-ЭВМ (типа Днепр , М—3000, М—6000 и другие) заменяются универсальной единой системой мини-машин типа СМ ЭВМ (система малых или мини-ЭВМ). С середины 70-х годов нашего столетия началось производство микропроцессоров и микро-ЭВМ, которые сейчас находят широкое применение во многих отраслях биотехнологии. ЭВМ все чаще объединяются в многомашинные и многопроцессорные комплексы, создаются вычислительные сети ЭВМ, многоуровневые системы управления. Все большее распространение получают современные методы обработки информации и управления технологическими процессами на основе систем с разделением времени, телеобработки и ВЦ коллективного пользования, представляющие собой единые семейства или единые системы машин (табл. 4). К таким системам относятся ЕС ЭВМ (Единая система электронных машин) [c.25]

Развитие современной химической биотехнологии [c.133]

Одной из самых интригующих и перспективных задач современной науки является изучение механизма и движущих сил процессов, происходящих в живом организме. Решение этих проблем позволит перейти на качественно новый уровень развития фундаментальных и прикладных наук, таких как медицина, биотехнология и фармакология. В области химических наук толчком к началу исследования процессов молекулярного узнавания в биосистемах послужило открытие в конце бО-х годов искусственных молекул (краун-эфиров), способных к специфическому распознаванию других химических частиц. В последующие годы бурное развитие получил синтез соединений, способных к самоорганизации. На рубеже 80-90-х годов сформировалась новая область знаний, получившая название "супрамолекулярная химия". У ее истоков стоят работы трех нобелевских лауреатов 1987 года -Ч. Педерсена, Д. Крама и Ж.-М. Лена [1-3]. По определению Лена [4], супрамолекулярная химия - это химия межмолекулярных связей, изучающая ассоциацию двух и более химических частиц, а также структуру подобных ассоциатов. Она лежит за пределами классической химии, исследующей структуру, свойства и превращения отдельных молекул. Если последняя имеет дело главным образом с реакциями, в которых происходит разрыв и образование валентных связей, то объектами изучения супрамолекулярной химии служат нековалентные взаимодействия водородная связь, электростатические взаимодействия, гидрофобные силы, структуры "без связи". Как известно, энергия невалентных взаимодействий на 1-2 порядка ниже энергии валентных связей, однако, если их много, они приводят к образованию прочных, но вместе с тем гибко изменяющих свою структуру ассоциатов. Именно сочетание прочности и способности к быстрым и обратимым изменениям - характерное свойство всех биологических молекулярных структур нуклеиновых кислот, белков, ферментов. [c.184]

Процессы такого рода, в которых биомасса, т. е. возобновляемый источник сырья, используется для получения химических веществ, играли ведущую роль на первом этапе развития современной биотехнологии. По мере становления нефтехимии на смену многим из них пришли химические процессы. В тех случаях, когда некоторые химические соединения, например цитрат, ацетат и итаконат, широко использовались при производстве пищевых продуктов, их продолжали получать путем брожения, самым выгодным с экономической точки зрения путем. В некоторых странах (например, в Италии) таким способом вырабатывали даже технический этиловый спирт. Сегодня под влиянием энергетического кризиса производство спирта из растительного сырья получает все более широкое распростране-лие в США и Бразилии и, видимо, вскоре выйдет на первый план в странах Дальнего Востока. [c.12]

Корни современной прикладной микробиологии и соответственно биотехнологии уходят в химическую промышленность начала нынешнего века именно тогда были разработаны основы промышленного производства ряда химических веществ (например, ацетона, этилового спирта, бутандиола, бутанола и изопропанола) из углеводов растений (об истории развития таких производств рассказано в гл. 1). На смену этой важной отрасли промышленности пришла быстро развившаяся нефтехимическая промышленность. Однако сейчас запасы ископаемого сырья стали предметом конкуренции, так как оно требуется для производства химических веществ, энергии и даже пищевых продуктов все это усугубляется повышением цен на нефть и уголь. В таких условиях применение процессов нового типа при производстве химических веществ из возобновляемой биомассы становится все более перспективным. Идет переоценка воЗмож- [c.132]

Оформившись как самостоятельная область чуть больше двадцати лет назад и вобрав в себя самые современные результаты из ряда областей биологии, физики, химии, информатики, биотехнология сразу стала воплощением междисциплинарных подходов и символом развития общества. Более того, вскоре она поставила перед собой дерзкую задачу — создать новые организмы и процессы с невиданными ранее свойствами, а в перспективе — подступиться к конструированию новых форм жизни. Такая дерзость не могла остаться незамеченной в самых разных кругах хранителей традиций (от ревнителей религиозных догм о недопустимости вторжения в непостижимый Божественный промысел при создании живого до производителей химических средств защиты растений), так что новая область деятельности оказалась весьма сильным раздражителем для многих. [c.3]

Информатика как наука имеет глобальный и универсальный характер применения во всех технических, социальных и экономических направлениях. Воспитание у всех студентов информационной культуры включает в себя прежде всего отчетливое представление роли этой науки в становлении и развитии цивилизации в целом и современной социально-экономической деятельности в частности. Однако вследствие весьма ограниченного времени, выделенного на изучение этой дисциплины, в программу включены в основном вопросы компьютерных информационных технологий применительно к химии и химической технологии, что соответствует Требованиям (Федеральному компоненту) к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров по циклу Общие математические и естественнонаучные дисциплины в части дисциплины Информатика , утвержденным Министерством образования России 21.01.2000 г. Бакалавр по направлениям подготовки Химия , Химическая технология и биотехнология , Материаловедение и технология новых материалов , Защита окружающей среды должен знать современные методы и средства планирования и организации исследований и разработок, проведения экспериментов и наблюдений, обработки информации с применением вычислительной техники, владеть компьютерными методами и технологиями сбора, хранения и обработки информации. [c.3]

Инженерная энзимология как одна из главных ветвей биотехнологии развивается в разных направлениях. Если на первых этапах своего становления инженерная энзимология опиралась на связи с микробиологией и различными дисциплинами химической науки (макрокинетика, полимерная химия, адсорбция и хроматография, органическая химия, химическая технология), то новый современный этап ее развития в значительной степени связан с другими разделами биотехнологии и прежде всего генной, белковой и клеточной инженерией. Сегодня хорошо понятны те ограничения, которые накладывает белковая природа биокатализаторов на их крупномасштабное использование в промышленности температурная нестабильность, ингибирование высокими концентрациями субстратов и продуктов, влияние pH, ионов металлов и других факторов среды. Часть этих проблем может быть решена методами инженерной энзимологии, которые позволяют изменять свойства поверхности белковой глобулы и в целом влиять на ее свойства. Этот подход, несмотря на свою простоту, не позволяет направленно изменять свойства ферментов, и поэтому часто носит эмпирический характер. [c.135]

В сжатой и увлекательной форме рассказано о современных физических и физико-химических методах исследования вещества, о сферах применения каждого из них на конкретных примерах показаны их поразительные возможности, в некоторых случаях уже сегодня достигшие абсолютного рекорда —фиксации свойств вещества, представленного единичными молекулами. Без системной работы в этом направлении было бы невозможно быстрое развитие космонавтики, электроники, биотехнологии и других новейших разделов техники. Иметь предсгавление о применяемых прн этом методах полезно каждому, независимо от избранной им профессии. [c.2]

Современная биотехнология как наука возникла в начале сороковых годов и получила ускоренное развитие с 1953 г., после эпохального открытия Джеймса Уотсона и Френсиса Крика о химической структуре и пространственной организации двойной спирали молекулы ДНК. Новое стратегическое ее направление — генетическая инженерия — родилось к 1972 г., когда в лаборатории Поля Бэрга впервые была синтезирована рекомбинантная молекула ДНК, что окончательно закрепило за биотехнологией и ее центральным звеном — биоинженерией (ядерной биологией) — важнейшее место в современной науке. [c.15]

В последнее десятилетие усилиями кафедры химической эн 1ИМОЛОГИИ МГУ им. М. В. Ломоносова были подготовлены учебные пособия Иммобилизованные ферменты (под. ред. 11. В. Березина, В. К- Антонова, К. Мартинека, 1976) и Введение в прикладную энзимологию (под ред. И. В. Березина и К. Мартинека, 1982), которые уже стали библиографической редкостью. Эти издания рассчитаны на студентов университетов, специализирующихся в области физико-химической энзимологии. Насто-ип ,ее учебное пособие предназначено для более широкого круга читателей — студентов и аспирантов.химических, биологических, технических, медицинских и других специальностей вузов, а также всех интересующихся вопросами применения ферментов в современной биотехнологии. Оно включает в себя результаты развития исследований по инженерной энзимологии и сферам ее приложения вплоть до середины 1986 г. [c.6]

Следуюш,им фактором, способствуюш,им росту интереса к биотехнологии, является современный мировой спад в химических и инженерных направлениях, обусловленный частичным истош,ением источников энергии. В силу этого биотехнология рассматривается в качестве одного из важнейших средств рестимуляции (обновления) экономиьси на основе новых методов, новой технологии и новых сырьевых материалов. Фактически, индустриальный бум 1950-х и 1960-х годов был обусловлен дешевой нефтью, так же как успехи в информационной технологии обусловили в 1970-х и 1980-х годах развитие микроэлектроники. И есть основания полагать, что 2000-е годы станут эрой биотехнологии. Во всяком случае, в мире отмечается суш,ественный подъем исследований в области молекулярной биологии, возникновение новых биотехнологических компаний, увеличение инвестиций в биотехнологические отрасли промышленности (как национальными компаниями, так и отдельными лицами), а также рост фундаментальных [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология