Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 82

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 210 >> Следующая

продукта реакции. Сама иммобилизация тоже может благоприятно сказываться
на стабильности и рабочих характеристиках катализатора, что в конечном
счете может создать основу для кардинального пересмотра экономической
конкурентоспособности определенного типа биопроизводства.
Повторное использование кофактора
Для проявления каталитической активности 30% известных ферментов нужен
один из пяти кофакторов (NAD, NADP, ATP, FAD либо СоА). Само применение
этих ферментов в биокатализе будет определяться тем, удастся ли повторно
использовать эти дорогие вещества либо вообще обойтись без них.
Существует три подхода к решению этой проблемы: ферментативный,
химический и электрохимический.
Ферментативную регенерацию кофакторов, например, можно осуществить при
участии ряда имеющихся в продаже ферментов, которые в качестве
восстановителя используют дешевые субстраты. В этом направлении была
проведена большая работа по использованию формиатдегидрогеназы -
фермента, который катализирует восстановление NADH при превращении
формиата в углекислый газ. Так как продукт реакции является газом, он
легко удаляется из реакционной смеси и не мешает выделению из нее
продукта реакции. Основная трудность здесь - потеря самого кофактора из
реакционной смеси. Предпринимались попытки повторного использования
регенерированного кофактора в такой системе путем присоединения его к
более крупным
Химия и технология
187
молекулам с сохранением его каталитической активности. Такой комплекс
можно удерживать в реакторе при помощи ультра-"фильтрующей или
гидрофобной жидкой мембраны. NAD включали в полиэтиленгликоль (с мол.
массой 10 000-40000) и использовали в мембранном реакторе. К сожалению,
каталитическая активность таких иммобилизованных кофакторов обычно сильно
падает и составляет всего несколько процентов от их активности в
свободной форме. Коферменты и соответствующие регенерирующие ферменты
стабилизировали также путем иммобилизации в структуре гелей.
Химическое окисление NADH можно осуществить в реакции присоединения к
нему кислорода с использованием акцепторов электронов вроде PMS/DCPIP или
FMN.
Несомненный интерес представляет и электрохимическое окисление NAD(P)H и
восстановление NAD(P)+. Для окисления восстановленных коферментов был
предложен ряд электродов. Осуществить стереоспецифическое
электрохимическое восстановление оказалось гораздо сложнее. Недавно были
разработаны соответствующие процессы с применением электродов с
ферментами, которые участвуют в реакции стереоспецифиче-ского
восстановления за счет электрохимического восстановления редокс-центров
ферментов. Это удалось осуществить благодаря разработке методов переноса
электронов между электродами и этими редокс-центрами. В результате в
некоторых случаях каталитический процесс протекает в отсутствие
кофактора. Такое замещение кофактора модифицированным электродом, видимо,
легче осуществить для реакций восстановления, чем окисления.
4.4.3. Будущий вклад биотехнологии в химическую промышленность
Источником сырья для различных отраслей химической промышленности в
обозримом будущем будут нефть и ее производные. Получаемые из них с
малыми затратами продукты вряд ли потребуется производить при помощи
какой-то другой технологии. Факторами, которые могут оказать сильное
влияние на внедрение биотехнологии в эту область, являются истощение
источников сырья, повышение стоимости энергии и постоянная необходимость
эффективной переработки отходов. Уменьшение доступных источников горючего
приведет к тому, что все более широко будут использоваться ресурсы
биомассы. Бродильные производства и технологии на основе ферментов будут
и далее дополнять спектр обычных химических технологий. Что же касается
применения биотехнологии в крупномасштабных производствах химических
веществ или полимеров, то перспективы здесь весьма
188
Глава 4
ограничены. С экономической точки зрения наиболее целесообразным
представляется использование специфических преимуществ биокаталитических
процессов в малообъемных производствах редких химических веществ с
высокой прибавочной стоимостью.
ЛИТЕРАТУРА
Современная химическая биотехнология
Atkinson В., Mavituna F. (1983). Biochemical and Bioengineering
Handbook,, Nature Press, UK.
Cain R. B. (1980). Transformation of aromatic hydrocarbons. In:
Hydrocarbons in Biotechnology (eds. Harrison D. E. F., Higgins I. J. and
Watkinson R.)* pp. 99-133, Heyden, London.
Dellweg H. (ed.) (1983). Biotechnology, Vol. 3: Biomass, Microorganisms
for Special Applications, Microbial Products 1, Energy from Renewable
Sources* Verlag Chemie, Weinheim.
Evelegh D. E. (1981). The microbiological production of industrial
chemicals* Scient. Am., 245, 154-178.
Godfrey T" Reichelt J. (1983). Industrial Enzymology: The Application of
Enzymes in Industry, The Nature Press, Macmillan, UK.
Kieslich K" Sebek О. K. (1979). Microbial transformation of steroids. In:
Annual Reports on Fermentation Processes, Vol. 3 (ed. Perlman D.), pp.
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed