Инженерная энзимология представляет собой раздел биотехнологии, который связан с созданием и производством ферментов и коферментов для различных промышленных процессов. Ферменты - это белки, которые ускоряют химические реакции в организме, например, пищеварение. Они играют важную роль в различных отраслях промышленности, таких как производство пищевых продуктов, биотоплива, лекарственных препаратов и других.
В прошлом, ферменты получали из животных, растений и микроорганизмов. Однако, современные биотехнологические методы позволяют производить ферменты и коферменты с использованием генной инженерии и биореакторов. Программа генной инженерии позволяет создавать ферменты с помощью клонирования генов, ответственных за производство ферментов, и переносить их в организмы-хозяева, способные эффективно вырабатывать ферменты. В биореакторах можно создавать стерильные условия и контролировать их, что позволяет производить высококачественные ферменты массово.
Примером использования инженерной энзимологии является производство лимонной кислоты. Лимонная кислота является важным пищевым добавкой, используемой для придания кислого вкуса и запаха. Раньше она получали из цитрусовых плодов, что было неэффективно и дорого. Сейчас она производится с помощью генной инженерии и биореакторов. Ферменты, такие как Aspergillus niger, и лекарственные антибиотики, такие как пенициллин, используются для производства лимонной кислоты.
Коферменты - это важные молекулы, которые необходимы для функционирования ферментов. Они участвуют в реакциях ферментов, но не расходуются в процессе, а остаются неизменными и многократно используются. Коферменты могут быть продуктом синтеза в организмах, например, Витамин В12, или могут быть синтетическими. Примером использования коферментов является производство подсластителя аспартама. Кофермент ТФА (тетрагидрофуранный-6-карбоксил) используется при синтезе аспартама и позволяет увеличить выход установленного продукта.
Биотехнологические методы производства ферментов и коферментов, включая использование генной инженерии и биореакторов, стали более популярными в промышленности, так как они более экономичны, устойчивы в производстве и имеют более высокую чистоту. Более того, этот метод способствует экономии ресурсов и экологичности, что очень важно в настоящее время.