Перспективные ферменты

Иммобилизованные ферменты в промышленности

Сегодня в промышленности реализовано всего четыре крупно­масштабные технологии на основе иммобилизованных фермен­тов:

1. Глюкозоизомеразы.

2. Аминоацилазы.

3. Пенициллинацилазы.

4. Лактазы. Так, лактазу иммобилизовали на частицах кремнезема и применяют для превращения лактозы молочной сыворотки в глюкозу и галактозу.

В обозримом будущем иммобилизованные ферменты могут быть использованы для следующих целей.

1. Холинэстераза. Она может применяться для определения пести­цидов. Степень ингибирования этого фермента в присутствии пестицидов оценивают электрохимическими или колориметриче­скими методами.

2. Карбоангидраза. Аналогичным образом другие ферменты могут использо­ваться для определения токсических веществ. Так, карбоангидраза очень чувствительна даже к малым концентрациям хлорпроизводных углеводородов,

3. Гексокиназа — чувствительна к хлордану, линдану и токсафену.

4. Диизопропилфторфосфатаза. Иммобилизованная диизопропилфторфосфатаза нервных клеток кальмара может найти применение для обезвреживания фосфоорганических нервных газов (зомана, зарина).

5. Гепариназа. Иммобилизованная гепариназа может применяться для предотвращения тромбообразования в аппаратах искусственно­го кровообращения.

6. Билирубиноксидаза. Иммобилизованная билирубиноксидаза может использо­ваться для удаления билирубина из крови новорожденных, стра­дающих желтухой.

7. Гемоглобин. Предложен новый способ применения иммобилизованного гемоглобина. Суть его состоит в том, что включенный в полиуретановую матрицу белок образует «гемогубку», способную поглощать кислород прямо из воды с эффективностью 80%. Затем кислород высвобождается из полимера под действием слабого электрического разряда или в вакууме. Предполагается, что такая система может снабжать кислородом водолазов либо работающие под водой двигатели.

Следующий этап в применении иммобилизованных ферментов - это создание систем сразу из нескольких иммобилизованных ферментов, подобно тому, как это делается в живой клетке.

Возможно, вскоре удастся создать такие простейшие системы из нескольких иммобилизованных ферментов. Так, если заключить в микро­капсулы три фермента — уреазу, глутаматдегидрогеназу и глюкозодегидрогеназу, то их можно будет использовать для удале­ния мочевины из крови больных с почечной недостаточностью.

Иммобилизованные ферменты найдут дальнейшее приме­нение в молочной промышленности. При производстве сыра мо­гут использоваться иммобилизованные свертывающие молоко белки — реннин и пепсин. Для гидролиза жира в молоке можно использовать иммобилизованные липазы и эстеразы. Получим "биотехнологический" сыр.

Разнообразные иммобилизованные ферменты со временем найдут применение и в датчиках для быстрого анализа. Сегодня в таком качестве используются лишь несколько ферментов, но когда будет решена проблема стабилизации, их число увеличит­ся. Особенно полезными из-за их высокой стабильности