Лекционный курс (1128712), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Получениемономера акриламида с помощью бактерий, обладающих нитрилгидратазнойактивностью, было первым успешным примером использования биокатализа дляполучения продуктов крупнотоннажной химии. Из всего многообразия мономеров,используемых сегодня в полимерной химии, два типа — акриловые мономеры(непредельные соединения) и молочная кислота (оксикислота) — наиболеепривлекательны как объекты для биотехнологов.
Именно применение биокаталитическихсистем для получения акриловых мономеров и молочной кислоты могло бы повыситькачество получаемой продукции, а также обеспечить разработку экономическиэффективных и конкурентоспособных технологий.30. Современное состояние и тенденции развития химической энзимологииХимическая энзимология – это междисциплинарная область знаний, в рамках которойизучаются каталитические процессы, осуществляемые биологическими объектами –ферментами. Ферментативный катализ или биокатализ – ускорение химических реакцийпод действием ферментов.
В основе функционирования различных живых объектов лежатмногочисленные химические реакции расщепления питательных веществ, синтезанеобходимых организмам химических соединений и трансформации их энергии в энергиюразнообразных биохимических процессов (см. Рис. 1). Все эти реакции не могли быпроисходить с необходимой для живых организмов скоростью, если бы в ходе эволюциине возникли механизмы их ускорения с помощью ферментативного катализа.Химическая энзимология активно использует методы и подходы самых разных наук:химии, биологии и физики. Одновременно с этим химическая энзимология в свою очередьзначительно обогащает новыми знаниями эти науки. Так, физическая химия и химическаякинетика являются основой изучения механизмов ферментативных реакций.
Белок какмакромолекула – предмет исследования полимерной химии и, в то же время, биохимии.Молекулярное моделирование предоставляет мощный, развитой аппарат для полученияструктур и изучения особенностей строения ферментов, а химическая энзимология в своюочередь даёт большую массу всевозможных объектов для исследований и дальнейшегоразвития этого аппарата. Использование ферментов для тонкого органического иэнантиоселективного синтеза – вклад химической энзимологии в органическую химию.На основе ферментов созданы широко применяемые в настоящее время аналитическиеметоды, такие как иммуноферментный анализ и различные методы, использующиебиосенсоры в качестве чувствительных элементов.
Очевидно, что мицеллярнаяэнзимология представляет интерес, как для коллоидной химии, так и для ферментативногокатализа. Явление биоэлектрокатализа объединяет энзимологию и электрохимию. Вомногих областях современной науки и практики ферменты находят место либо как объектисследования, либо как инструмент для осуществления тех или иных процессов.Сегодня химическая энзимология является в высокой степени зрелой областью науки.Развитие знаний в этой области позволило расширить фундаментальное понимание нетолько химических, но и биологических процессов в живой природе. Областисовременного использования ферментов достаточно разнообразны: химический синтезсложных органических молекул, химический анализ, электрокатализ, фармацевтическаяиндустрия, пищевая промышленность, бытовая химия, сельское хозяйство, защитаокружающей среды. Можно ожидать, что роль химической и инженерной энзимологии вбудущем будет только возрастать.77.