Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра фармацевтической технологии и биотехнологии

Реферат

Инженерная энзимология: перспективы развития

Работу выполнила:

студентка 3 курса

фармацевтического факультета

302 Группы

Степанова Виктория Павловна

Проверила: Покровская Ю.С.

Волгоград, 2022 г.

Оглавление:

Введение	3
Ферментные препараты, особенности их применения	4
Иммобилизованные ферменты	8
Иммобилизация клеток	10
Использование иммобилизованных клеток и ферментов	10
Перспективы развития инженерной энзимологии	12
Заключение	15
Список литературы	17

Введение

В конце 60-х – начале 70-х годов на базе технической биохимии, химической технологии, химической энзимологии и ряда инженерных дисциплин возникло новое научно-техническое направление биотехнологии – инженерная энзимология, к которой относят систему методов получения, очистки, стабилизации и применения ферментов.

Инженерной энзимологией называется научно-техническое направление, связанное с интенсификацией биотехнологических процессов и конструированием органических катализаторов (энзимов) с заданными свойствами на основе ферментов и полиферментных систем, выделенных из клеток или находящихся внутри клеток.

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 технико-экономических показателей процесса по сравнению с аналогичными существующими процессами.

В основе инженерной энзимологии лежат принципы органического и ферментативного катализа, химической технологии, биотехнологии и биохимии. Эта наука целиком и полностью занимается практическими разработками – применением ферментных катализаторов в биотехнологических производствах, созданием новых методов в диагностике и терапии, органическом синтезе, решением фундаментальных проблем на основе иммобилизованных ферментов. Она способствует созданию новых высокотехнологичных продуктов, улучшению качества уже существующих, а также ищет пути более экономичного применения биотехнологий.

Ферменты, разработкой которых она занимается, находят применение в пищевой, текстильной, фармацевтической, кожевенной промышленности, в медицине, сельском хозяйстве, в тонком органическом синтезе и т. д. До последнего времени их применение тормозилось крайней дороговизной получения, но теперь найдены способы значительно удешевить процесс, созданы биокатализаторы нового поколения (иммобилизованные ферменты), что способствует расширению сфер их применения.

Ферментные препараты, особенности их применения

Ферменты – это специфические катализаторы белковой природы, вырабатываемые клетками и тканями организмов. Они способны во много раз ускорять течение химических и биохимических реакций, не входя в состав конечных продуктов. Источником ферментов служат растительные и животные ткани, микроорганизмы. Химический синтез ферментов в промышленных масштабах очень сложен, дорог и экономически не целесообразен.

Ферменты сохраняют свои уникальные свойства (эффективность, специфичность действия) вне клеток, поэтому их традиционно широко применяют в практике. Биологические катализаторы нетоксичны, работают в мягких условиях, используют доступное сырье (в том числе и отходы), в связи с чем их применение в промышленности выгодно с экономической и экологической точек зрения.

По объему производства ферменты занимают третье место после аминокислот и антибиотиков. Из нескольких тысяч известных в настоящее время ферментов наиболее широко в промышленности используются различные гидролазы, которые можно разделить на четыре основные группы ферментных препаратов.

I. Амилолитические ферментные препараты

К этой группе препаратов относятся амилазы и глюкоамилаза. Их используют для гидролиза крахмала и гликогена. В процессе гидролиза сначала образуются более простые полисахариды - декстрины, а в последующем - глюкоза. При этом α-амилаза гидролизует без определенного порядка α-1,4-глюкозидные связи с образованием декстринов, мальтозы и глюкозы, β-амилаза отщепляет остатки мальтозы, а глюкоамилаза - остатки глюкозы от концевых частей молекул полисахарида.

Наиболее широкое применение эти препараты нашли в пищевой промышленности (производство патоки и глюкозы).

2. Протеолитические ферментные препараты

Эта группа ферментов относится к гидролазам. Они обладают такой важной особенностью, как высокоселективное воздействие на некоторые пептидные связи белковых молекул и пептидов. Например, пепсин способствует гидролизу пептидных связей с остатками ароматических аминокислот, трипсин катализирует гидролиз пептидной связи между остатками аминокислот аргинина и лизина. Ферментов, входящих в этот класс, очень много. Их классифицируют, в основном, по способности проявлять максимум ферментативной активности в определенной области рН раствора. Кислые протеазы проявляют максимум активности в интервале рН раствора от 1,5 до 3,0, нейтральные - 6,5-7,5, щелочные - от 8,0 и выше.

Протеазы нашли свое применение в различных отраслях народного хозяйства: в пищевой и легкой промышленности (предварительная обработка свежего сырого мяса и шкур, животных в кожевенной промышленности), в химической промышленности при получении синтетических моющих средств с добавками протеолитических ферментных препаратов, в здравоохранении при лечении некоторых воспалительных процессов, ожогов, тромбозов,