46. Требования, предъявляемые к продуцентам энзимов.

Ответ. В качестве продуцентов ферментов используются культуры представителей различных таксономических групп — бактерий, актиномицетов, микроскопических и высших базидиальных грибов. Последние в лабораторной и промышленной культуре ведут себя аналогично микроскопическим грибам. К микроорганизмам — продуцентам ферментов предъявляются следующие требования: наличие высокой ферментативной активности; преимущественный синтез фермента или группы ферментов, превращающих определенный субстрат; генетическая стабильность по признаку синтеза фермента или ферментов; достаточно высокая скорость роста; способность расти на средах с доступными и недорогими источниками питания; штаммы не должны продуцировать антибиотики и токсичные вещества, не должны быть родственны штаммам, образующих токсины; легкая очистка энзимов от культуральной среды; высокий выход энзима за короткое время; желательно образование энзима экспресивно-легче выделить. Высокое содержание белка, слабый запах, мягкий вкус одноклеточного протеина в сочетании с лёгкостью хранения придают существенную ценность этому продукту питания. Продуцент должен быть непатогенен и нетоксичен, а его продукты метаболизмам безвредными, строгий санитарный режим и различные процедуры контроля качества должны постоянно осуществляться в течении всего биотехнологического процесса в целях предотвращения порчи продукта, а также загрязнения его потогенными или токсигенными микроорганизмами.

47. Иммобилизованные энзимы и преимущества их применения в биотехнологии.

Ответ. В последние 15–20 лет на стыке ряда химических и биологических дисциплин сложилось новое "инженерное" направление – химическая энзимология, стремительное развитие которой было обусловлено созданием биологических катализаторов нового типа – иммобилизованных ферментов. Иммобилизованные ферментные препараты обладают рядом существенных преимуществ при использовании в прикладных (промышленных целях) производствах по сравнению с чистыми препаратами. Гетерогенный (иммобилизованный) катализатор легко отделить от реакционной среды, что обусловливает: возможность остановки реакции в любой нужный момент; повторное использование катализатора; получение конечного продукта, не загрязненного ферментом. Последний момент весьма важен при производстве пищевых и медицинских продуктов. Применение иммобилизованного катализатора позволяет проводить ферментный процесс непрерывно и регулировать скорость реакции, а также изменять количество получаемого продукта в соответствии с изменениями скорости протока реакционной смеси. Иммобилизация или некоторая модификация фермента может обусловить изменения и некоторых его свойств (специфичность взаимодействия с субстратом; зависимость каталитической активности от рН, ионного состава и других параметров среды, а также его стабильность по отношению к различного рода денатурирующим воздействиям). Иммобилизация ферментов дает возможность регулировать их каталитическую активность за счет изменения свойств носителя. Для иммобилизации ферментов используются также различные типы неорганических носителей, таких, как создаваемые на основе силикагеля, глины, керамик, природных минералов, металлов и их оксидов. Иммобилизация представляет собой включение фермента в такую среду, в которой для него доступной оказывается лишь ограниченная часть общего объема. На практике для иммобилизации ферментов используют рутинные физические и химические методы. Все существующие методы физической иммобилизации (т. е. иммобилизации, при которой фермент не соединяется с носителем ковалентными связями) могут быть подразделены на четыре основные группы: адсорбция на поверхности нерастворимого носителя (или как иногда говорят матрикса); включение в поры геля; пространственное разделение фермента от остальной части реакционной смеси с помощью полупроницаемой мембраны; введение фермента а двухфазную реакционную среду, в которой он растворим, но может находиться только в одной из фаз. Адсорбционная иммобилизация является наиболее старым из всех существующих в настоящее время способов иммобилизации ферментов. Носителями при данном способе иммобилизации могут быть как органические, так и неорганические вещества, которые применяются а виде порошка, мелких гранул или шариков.