Заказ OnLine : Ваша корзина
Иммобилизация кофакторов для биокаталитических процессов
Исследователи из Университета Манчестера разработали устройство, которое может значительно упростить промышленный синтез химических соединений с помощью ферментов.
Многие промышленные процессы протекают в условиях катализа ферментами, один из классов этих ферментов – оксидоредуктазы, являются очень важными и полезными катализаторами окисления-восстановления для получения практически полезных веществ, используемых в агрохимии и фармацевтике. Однако проблема в применении оксидоредуктаз осложняется тем, что для работы этим ферментам требуются дорогие кофакторы – соединения небелковой природы, активирующие работу ферментов. Это обстоятельство приводит к тому, что промышленный ферментативный катализ пока еще относится к экономически невыгодным процессам. В настоящее время разработаны методы рециклизации и регенерации кофакторов, однако эти методы тоже отличаются дороговизной и могут приводить к образованию нежелательных побочных продуктов.
Стефан Мор с коллегами смог разработать эффективное микрокапиллярное биокаталитическое устройство, в котором используется и регенерируется искусственный медиатор – диметилвиологен, который дешевле применяющихся в настоящее время кофакторов.
Медиатор и раствор фермента пропускается через электрохимическую ячейку, которая осуществляет одноэлектронное окисление медиатора, в результате чего медиатор взаимодействует с ферментом, активируя его. Затем с помощью насоса раствор активированного фермента закачивается в чип-реактор, в котором он смешивается с раствором субстрата, где происходит каталитическая реакция и образуется целевой продукт. Затем двухфазная система, содержащая продукт, фермент и медиатор попадает в очередной резервуар микрокапиллярной системы и происходит отделение продукта от реакционной смеси.
Стефан Лютц, специалист по биокатализаторам из Университета Эмори отмечает, что новая работа представляет собой новый интересный подход к регенерации кофактора, иллюстрируя некоторые малоочевидные примеры возможностей в применении микрокапиллярных систем. Тем не менее, он говорит о том, что токсичность диметилвиологена может ограничить применение новой методологии в определенных процессах.
Мор подчеркивает, что созданный в его группе работающий прототип реактора наглядно демонстрирует возможности новой системы для широкого ряда ферментативных катализаторов. Исследователи успешно испытали систему с двумя ферментами и планируют продолжить ее испытания с другими реагентами и биокатализаторами, планируя создать новые типы биореакторов.
