Практичне використання ферментів

Ферментативний каталіз не має аналогів в неживій природі. Його унікальними рисами є висока специфічність та інтенсивність дії, безвідходність в поєднанні з м’якими умовами. Часто ферменти об’єднуються в надмолекулярні ансамблі, які узгоджено здійснить багатоетапне перетворення певної речовини. Діяльність ферментів дуже чутлива до змін умов процесу, тобто регулюється ними. Ці риси стають особливо привабливими в час, коли цивілізоване людство шукає нові технології одержання речовин і енергії, які б не загрожували екологічною, кризою. Важливим завданням, яке потрібно вирішити на шляху впровадження ферментативних процесів у промисловість, є створення оптимальних умов для їх дії. Ферменти зберігають свої якості лише у зв’язку з іншими компонентами біосистеми. Тому великий успіх мають розробки методів іммобілізації ферментів, тобто фіксації їх на водонерозчинних носіях. Носіями ферментів можуть бути кульки з пористого скла, найлонові трубочки, тонкі плівки, капсули або гранули з полімерних гелей. Іммобілізовані ферменти мають ряд переваг: вони легко відокремлюються від реакційного середовища, дозволяють вести процес неперервно і регулювати його швидкість, мають активність в тисячі, навіть, міліони разів вищу, ніж незв’язані молекули, мало чутливі до дії денатуруючих агентів.

Іммобілізовані ферменти - основа одного з головних напрямків сучасної біотехнології. їх використовують при виробництві ряду антибіотиків, оптично активних сполук (амінокислот та інших).

Одночасно розвиваються методи використання каталізаторів у складі мікроорганізмів, їх клітини можна розглядати як живі лабораторії, що містять необхідні ферменти.

Крім промислових синтезів ферменти продовжують використовувати в традиційних галузях хлібопечіння, пивоваріння, виноробства. Тут необхідні ферменти розщеплення вуглеводів. В галузях, які займаються обробкою білкової сировини (шкіри, хутра, м’яса і молока), потрібні ферменти, які використовуються для прискорення розщеплення білків. В побутовій хімії набуло поширення використання ферментних добавок до миючих засобів.

В медицині використання ферментів пов’язане як з лікуванням, так і з діагностикою захворювань. Їх використовують при лікуванні хвороб травного тракту, для розчинення тромбів та видалення гною з ран, нормалізації обміну речовин, пригнічення пухлин.

Використання ферментів у діагностиці грунтується на тому, що вони мають тканеву специфічність. Різні тканини одного і того ж організму відрізняються як за складом ферментів, так і за фізико-хімічними характеристиками ферменту, який виконує одну певну функцію, що зумовлено генетично або умовами синтезу в певній клітині. Множинні форми одного і того ж ферменту (ізоферменти) відомі не менш як для половини вивчених ферментів. Під час хворобливого процесу в клітині відбувається посилене руйнування специфічних ферментів і вимивання їх в русло крові. Тому біохімічний аналіз крові дозволяє провести діагностику захворювання. Наприклад, при зростанні в крові вмісту амілази, є підозра на захворювання підшлункової залози. Поява в крові трансамідінази свідчить про захворювання нирок. Діагностика інфаркту міокарду проводиться по зміні ізоферментного складу лактатдегідрогенази і т.д.

Таким чином, розвиток вчення про ферменти є яскравим прикладом того, що фундаментальна наука рано чи пізно знаходить різноманітне застосування в житті суспільства.

Вітаміни

Історія відкриття вітамінів пов'язана з вивченням ролі різних нутрієнтів в життєдіяльності організму. Російський вчений М.І.Лунін вперше (1880) звернув увагу на те, що крім білків, жирів, вуглеводів, мінеральних солей і води, тварині необхідні особливі компоненти харчування, без яких вони можуть захворіти та загинути. Пізніше (1912) польський дослідник К. Функ виділив з рисових висівок речовину, що попереджує розвиток захворювання бері-бері, і назвав її вітаміном (від лат. vitaminum - амін життя.

Вітаміни - це низькомолекулярні органічні сполуки, які необхідні в невеликих кількостях для нормальної життєдіяльності та синтез яких у організмі даного виду відсутнійабо обмежений.