Полиамидные носители

Это группа различных полимеров с повторяющейся амидной

группировкой. Главным достоинством носителей этого типа является то,

что они могут быть созданы в различной физической форме: в виде

гранул, порошков, волокон, мембран, трубок и т. п. Широкое применение

таких носителей, особенно для медицинских целей, обусловлено и

биологической инертностью, и стойкостью к воздействию биологических

факторов.

В Европе для приготовления полусинтетического пенициллина

используется на одном из этапов 6-амино-пенициллиновая кислота,

получаемая с помощью иммобилизованного фермента пенициллин-

ацилазы. В год производится примерно 3500 т этой кислоты, а для этого

требуется произвести около 30 т указанного фермента.

Иммобилизованная глюкозоизомераза используется в США, Японии

и Европе для промышленного производства концентрированного

фруктозного сиропа путем частичной изомеризации глюкозы, получаемой

из крахмала. Миллионы тонн такого сиропа ежегодно выпускаются с

помощью этого фермента, который в настоящее время является наиболее

широко применяемым из всех иммобилизованных ферментов.

Промышленные и коммерческие успехи этого процесса определяются

следующими факторами: глюкоза, получаемая из крахмала, относительно

дешевая; фруктоза – более сладкая, чем глюкоза; концентрированный

фруктозный сироп содержит примерно одинаковые количества глюкозы и

фруктозы, а по сладости подобен сахарозе.

Другой важной областью применения иммобилизованных ферментов

является производство аминокислот с помощью аминоацилазы. Колонки с

амино-ацилазой используются в Японии для производства сотен

килограммов L-метионина, L-фенилаланина, L-триптофана и L-валина.

Ферментно-полимерные

коньюгаты

широко

используются

в

аналитической и клинической химии. Иммобилизованные на колонках

ферменты могут использоваться повторно в качестве специфических

катализаторов при определении различных субстратов. Например,

разработаны ферментные электроды для потенциометрических и

амперометрических определений таких веществ, как мочевина,

аминокислоты, глюкоза, спирт и молочная кислота.

Электрод представляет

собой

электрохимический сенсор,

находящийся в тесном контакте с тонкой проницаемой ферментной

мембраной, способной специфически реагировать с какими-либо

конкретными субстратами. Включенные в мембрану ферменты

продуцируют кислород, ионы водорода, ионы аммония, двуокись

углерода или другие небольшие молекулы (в зависимости от

осуществляемой реакции), которые затем легко детектируются

специфическим сенсором. Выраженность ответа указывает на

концентрацию определяемого вещества.

Применение ферментной технологии в существующих в настоящее

время процессах (таких, как пивоварение, обработка пищевых продуктов,

фармакология, химическая промышленность и т. п.) имеет огромные

перспективы, однако до полной реализации ее еще весьма далеко.

Если говорить о будущем, то кажется вполне обоснованным ожидать,

что производство и применение ферментов будут постоянно расширяться.

Аргументацией этому является растущая в мире обеспокоенность в

отношении загрязнения окружающей среды, истощения ряда ресурсов, в

частности энергетических (рост цен на нефть и другие виды сырья). Все

это стимулирует развитие новых направлений исследований, и

практически не возникает сомнений, что ферменты в решении указанных

проблем будут играть важную роль.

Наконец, несколько слов о так называемых иммобилизованных

микробных клетках, которые получают все большее распространение и

характеризуются снижением расхода времени и дорогих этапов очистки.

Иммобилизация клеток достигается аналогичными методами, что и

свободных ферментов. Огромным преимуществом иммобилизованных

клеточных систем является замена ими сложных ферментационных

процессов, таких, как получение вторичных продуктов микробного

метаболизма (производство синтетических антибиотиков), в постоянно

контролируемых химических процессах с использованием ферментных

электродов, водных анализах и обработках отходов, непрерывных

солодовых процессах, азотфиксации, синтезе стероидов и других

медицинских продуктов.