Расходование коферментов в ходе реакции
Расходование коферментов в ходе реакции создает еще одну проблему – регенерацию кофакторов. Мы уже рассматривали пути регенерации АТФ и НАД-Н. Очевидное неудобство этих путей состоит в необходимости тратить дополнительный реагент для регенерации, что приводит к удорожанию, целевого продукта.
Поэтому особенно перспективны такие процессы, где удается сопрячь последовательные реакции, приводящие к регенерации кофермента в ходе получения одного целевого продукта. Такой процесс предложен для получения аланина из молочной кислоты.
Наконец, последняя область инженерной энзимологии, о которой мы должны упомянуть – применение ферментов в медицине. Это устранение дефицита некоторых ферментов в организме с целью компенсации функциональной недостаточности; удаление уже отмерших денатурированных структур под действием главным образом гидролитических ферментов, лизис тромбов и детоксикация организма.
Очень подробный анализ факторов, способствующих внедрению в практику процессов инженерной энзимологии, дан в работе А. А. Клёсова. Эти процессы, созданные в последнее время, относятся главным образом к производству пищевых продуктов и медицинских препаратов. Такое ограничение современных реальных возможностей инженерной энзимологии вызвано по крайней мере двумя причинами.
Во-первых, сильной конкуренцией со стороны уже существующих химических и микробиологических производств, технология которых за длительный период доведена до определенного совершенства. Следует отметить, что промышленное производство отличается большой инертностью, и переход к новым процессам обычно совершается не тогда, когда новая технология лучше старой, а только когда новая технология намного лучше существующей. Во-вторых, ферменты пока остаются очень дорогими катализаторами, производимыми в сравнительно небольших количествах, и их иммобилизация еще больше удорожает биокатализаторы. Поэтому в последнее время повысился интерес к простым адсорбционным методам иммобилизации ферментов и к использованию иммобилизованных клеток микроорганизмов. В промышленность внедряются такие процессы, где продукт реакции либо практически не может быть получен неферментативно, либо стоимость его настолько высока, что окупаются все расходы на используемые ферменты и их иммобилизацию. Именно такие процессы встречаются при производстве пищевых продуктов и медикаментов.