Иммобилизованные клетки
Два рассмотренных нами процесса уже реализованы на практике. Несколько перспективных процессов находятся в стадии полупромышленной или лабораторной разработки.
Тирозин можно получить в результате обратимой реакции конденсации фенола, аммиака и пировиноградной кислоты:
В качестве катализатора используют иммобилизованные клетки, содержащие тирозинфеноллиазу. В связи с обратимостью реакции невозможно достичь выхода продукта выше 70-90%. Процесс ведут таким образом, что продукт, L-тирозин, обладающий низкой растворимостью, отделяют фильтрованием, а непрореагировавшие исходные вещества возвращают в цикл.
Если вместо фенола ввести в реакцию пирокатехин (1,2-диоксибензол), то продуктом окажется L-диоксифенилаланин (ДОФА). Эта аминокислота – лекарство от болезни Паркинсона требуется в больших количествах. ДОФА очень чувствительна к кислороду воздуха, поэтому ее получение химическими методами, а также выделением из природного сырья идет с низким выходом. Ферментативный синтез проходит быстрее в мягких условиях и дает более чистый продукт.
Альтернативный путь получения ДОФА – это гидроксилирование L-тирозина в присутствии фермента тирозиназы:
Здесь, однако, встречается довольно характерная трудность, связанная с механизмом действия оксигеназ, к которым относится и тирозиназа, а также ряд других так называемых кофакторных ферментов. Дело в том, что при функционировании этих ферментов расходуется дополнительное вещество – кофактор. В данном случае – тетрагидроптеридин (довольно сложная гетероциклическая молекула), который в ходе реакции окисляется, и, следовательно, требуется какой-то дополнительный процесс для регенерации кофактора. Подробнее мы рассмотрим этот вопрос ниже в связи с реакциями монооксигеназ.