17. Инженер энзимология. Цели, задачи. Перспек разв-я. Иммобилиз биол объекты, их преим-ва перед неиммобилиз. Сферы примен иммобилиз кл и ферм.

Инженерная энзимология — это отрасль биотехнологии, базирующаяся на использовании каталитических функций ферментов (или ферментных систем) в изолированном состоянии или в составе живых клеток для получения соответст­вующих целевых продуктов. Биообъект здесь - фермент (или комплекс ферментов).

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 выделения ферментов, их стабилизации и иммобилизации; конструировании катализаторов с нужными свойствами и разработке научных основ их применения.

Преимущества иммобилизованных биообъектов в биотехнологии

Стандартность условий биосинтеза или биотрансформации

Многократное использование и длительное функционирование биообъекта,

Легкость отделения целевого продукта от компонентов культуральной жидкости.

Непрерывность процессов в проточных колоннах и биореакторах.

Возможность регулировать скорость реакции биотрансформации.

Отсутствие в целевом продукте белковых и других примесей

Компактность производства

Меньший расход сырья на единицу продукции

Сокращение нестандартных операций и отходов производства

Регулирование каталитической активности путем изменения свойств носителя под действием физических факторов.

Повышение качества лекарственных препаратов за счет высокой степени очистки от реагентов, отсутствия пирогенных и аллергогенных примесей.

Ресурсосберегающие технологии и снижение нагрузки на окружающую среду.

Иммобилизованные ферменты в медицине. Иммобилизованные ферменты имеют огромное значение для медицины. В частности, большой рынок сбыта занимают тромболитические ферменты, предназначенные для борьбы с сердечно­сосудистыми заболеваниями. Так, в отечественную клиническую, практику внедрен препарат «стрептодеказа», содержащий стрептокиназу - активатор предшественника протеиназы плазмина, предотвращающий образование тромба в кровеносной системе.

Ферменты, разрушающие некоторые незаменимые аминокисло­ты (например, аспарагиназа), используют для борьбы со злокаче­ственным ростом опухолей. Протеолитические ферменты (трип­син, химотрипсин, субтилизин, коллагеназа), иммобилизован­ные на волокнистых материалах (целлюлоза, полиамидные волокна, декстран и др.), применяют для эффективного лечения ран, язв, ожогов, абсцессов, а их белковые ингибиторы - в заместительной терапии для лечения эмфиземы и панкреатитов.

Исключительно важны с практической точки зрения работы, посвященные направленному транспорту лекарственных веществ. В этом отношении особенно выгодны инкапсулированные фер­менты типа искусственной клетки. Так, микрокапсулы, стенки которых представлены оболочкой эритроцита («тень эритроцита»), а их содержимое заполнено ферментом аспарагиназой, перено­сятся кровотоком к зонам скопления аспарагина и поэтому при­меняются для лечения саркомы. Колонки, заполненные микрокапсулами с фермен­том, используют для диализа в аппарате «искусственная почка», которая работает в 100 раз эффективнее обычного аппарата.