Ферментные технологии – для препаратов против СПИДа

Профессор Мариа-Регина Кула (Maria-Regina Kula) и доктор Мартина Поль (Martina Pohl), сотрудницы Института ферментных технологий в Юлихе при Дюссельдорфском университете, удостоились высокой награды за новаторскую разработку в области так называемой "мягкой химии".

Изыскание надежных источников энергии

Как известно, в живом организме все реакции протекают с участием особых белков – ферментов, часто именуемых биокатализаторами. Благодаря научным работам исследовательниц, удостоенных теперь Немецкой премии будущего, ферментные технологии получают сегодня в химической промышленности всё более широкое распространение, поскольку позволяют сделать производство более экономичным и экологичным. Главная трудность состояла в том, что большинству ферментов для эффективной работы необходимы так называемые редокс-кофакторы, выполняющие роль своего рода источников энергии. Мартина Поль поясняет:

"Эти биологические батареи, эти кофакторы, чрезвычайно дороги в производстве, а проблема заключается в том, что, в отличие от ферментов, которые в ходе реакции сами остаются неизменными, кофакторы расходуются. То есть для получения молекулы конечного продукта из молекулы исходного продукта необходима молекула кофактора, которая при этом разряжается. Это делало всю технологию несуразно дорогой".

Суперфермент для зарядки биологических батарей

Исследовательницам удалось решить проблему, выделив новый суперфермент – формиатдегидрогеназу, – способный снова заряжать биологические батареи. В результате кофакторы из "одноразовых" превращаются в "многоразовые". Мартина Поль говорит:

"Формиатдегидрогеназе как ферменту для реакции нужна муравьиная кислота. При расщеплении муравьиной кислоты выделяется энергия, которая переносится на кофактор, так что батарея снова готова к работе, а остаток – это углекислый газ, и он просто улетучивается".

Просто и дешево

Такое хитроумное решение, помимо простоты и дешевизны, имеет и целый ряд других достоинств. Например, универсальность, поскольку во многих реакциях с участием самых разных ферментов для получения самых разных веществ используются один и тот же кофактор. А ещё – экологичность. Мартина Поль говорит:

"Во-первых, в этой технологии в качестве растворителя используется обычная вода. Никаких органических растворителей не требуется. Во-вторых, реакция идёт при комнатной температуре. А в-третьих, единственным побочным продуктом этой технологии является углекислый газ".

На сегодня научная часть проекта завершена. Фермент стабилен, скорость реакции достаточно высока. Фирма "Degussa Feinchemie" в Ханау-Вольфганге уже запустила на базе технологий с использованием формиатдегидрогеназы массовое производство одного из препаратов против СПИДа и готовится в ближайшее время значительно расширить ассортимент.

Владимир Фрадкин, НЕМЕЦКАЯ ВОЛНА