Применение биотехнологий в промышленности. Заключение.

Клеточные ферменты привлекают внимание производителей, занимающихся производством органических соединений. Это происходит, поскольку в клетке ферменты контролируют образование органических веществ, четко и тонко регулируя эти реакции, повышая скорость реакции в сотни и тысячи раз. Тысячи существующих природных ферментов были охарактеризованы и используются в настоящее время в производстве продуктов питания, красителей для текстильной промышленности, антибиотиков и инсектицидов. Доступность технологий рекомбинантных ДНК предоставила возможность видоизменять ферменты таким образом, что они становятся менее чувствительными к нагреванию, более долго живущими и не перестают работать при накоплении продукта реакции. Новые технологии позволили также одной молекуле фермента выполнять разные функции, в то время как в естественных условиях для этого требуется несколько ферментов. Совершенно ясно, что, поскольку это научное направление еще очень молодо, его потенциал только ждет своей реализации.

Открытие новых природных ферментов и создание ферментов с заданными свойствами — трудная задача, требующая кропотливой работы. Это связано со сложностью состава клеточного бульона, трудностями по предсказанию влияния небольших изменений в аминокислотной последовательности на структуру, а отсюда — и на функцию белка. Данная задача стала достижимой при использовании аналитических методов, основанных на бесчисленных данных по структуре и функциям белков. Компьютерные технологии сгруппировали белки царства животных и царства растений в суперсемейства, представители каждого из которых имеют сходную структуру и функцию. Сравнивая структуру вновь обнаруженного фермента со структурой ферментов, чья функция известна, можно иногда сделать предположение о функции нового фермента.

Промышленные процессы, включающие клетки и клеточные ферменты, проводятся в биореакторах. Большинство биокаталитических процессов проходят в водной среде в присутствии питательных веществ и растворенного кислорода при условиях контролируемой температуры и рН, а также при постоянном удалении отходов. Новые разработки упростили некоторые из этих подходов путем иммобилизации клеток или реагирующих соединений. Это позволяет уменьшить размер реактора и упростить контроль условий среды.

Технологии биоремедиации были разработаны с целью очистки загрязненной почвы и воды. Существующие в природе микроорганизмы участвуют в детоксикации опасных соединений, хотя имеются определенные подходы, позволяющие увеличить скорость протекания этих процессов. Такие подходы включают увлажнение загрязненной почвы и добавление питательных веществ. Есть природные микроорганизмы, а также микроорганизмы, искусственно созданные человеком, которые способны разрушать многие органические загрязнители и даже «кушать» металлы. Металлпотребляющие бактерии переводят металлы в менее токсичные формы. Подземные воды представляют особую проблему, поскольку питательные вещества, необходимые для поддержания роста культуры микроорганизмов, которые добавляются в воду при очистке этих водоемов, сами могут оказаться загрязнителями. В целом биоремедиация менее популярна у широкой общественности, чем простое удаление загрязненной среды с соседствующих территорий. Были разработаны также приемы очистки воздуха с помощью микроорганизмов.


Оставить комментарий

Ваш комментарий