Анатолий Клёсов - Интернет - Заметки научного сотрудника

Действительно, когда фермент имеется в нашем распоряжении в виде водорастворимого порошка, можно взять, например, раствор пенициллина и бросить туда щепотку фермента пенициллинамидазы. Я уже пояснял выше, что этот фермент химически расщепит каждую молекулу пенициллина пополам и образует так называемое «ядро пенициллина», которое нужно для синтеза новых производных пенициллина, например ампициллина. Или амоксициллина. Или оксациллина. Или диклоксациллина. Или многих других, их испытано несколько сотен, если не тысяч. Вторая половинка – это малоценная молекула, не стоящая того, чтобы о ней здесь говорить. Реакция-то осуществится, но щепотка фермента потеряется. Ее уже не вернуть. Точнее, вернуть можно, но затраты на это будут больше, чем стоимость полученного «ядра пенициллина». Экономика с отрицательным результатом. А если использовать иммобилизованный фермент, то его и выделять не надо. Он же остается в колонне, на гранулах носителя. Промыл его, слил воду – и все дела. Можно использовать опять.

Одним из первых практических применений иммобилизованных ферментов и было как раз применение иммобилизованной пенициллинамидазы для получения новых пенициллинов. Это была та самая работа, за которую наш коллектив получил Государственную премию СССР по науке и технике. Другое применение, которое было реализовано в Италии, – использование иммобилизованной лактазы для удаления молочного сахара (лактозы) из молока. Это была интересная разработка. Дело в том, что многие люди не могут пить молоко. Точнее, технически могут, но испытывают от этого серьезный дискомфорт. Их организм по причинам генетического характера не имеет фермента лактазы, который быстро расщепляет эту самую лактозу на два других сахара – глюкозу и галактозу. С ними организм легко справляется. А лактозу не любит, она вызывает аллергии, когда находится в организме длительное время. Так вот, если молоко обработать лактазой, то расщепление лактозы на те два сахара произойдет не в организме, а прямо в молоке. Получится в некотором роде диетическое молоко. Итальянцы и осуществили эту обработку молока в колонне непрерывного действия, содержащей иммобилизованную лактазу.

К началу 1980-х годов в мире работало уже восемь технологий с применением иммобилизованных ферментов. Помимо двух упомянутых здесь —

• гидролиз пенициллина для получения полусинтетических антибиотиков пенициллинового ряда,

• получение диетического безлактозного молока, еще —

• превращение глюкозы во фруктозу (медовый сахар) с помощью иммобилизованной глюкозоизомеразы,

• получение сахаров из молочной сыворотки с применением опять же иммобилизованной лактазы,

• разделение оптических изомеров аминокислот с помощью иммобилизованной аминоацилазы,

• получение оптически активной аспарагиновой кислоты с применением иммобилизованной аспартазы,

• получение оптически активной яблочной кислоты с помощью иммобилизованной фумаразы,

• превращение сахара в глюкозо-фруктозные сиропы с применением иммобилизованной инвертазы.

С чувством определенной профессиональной гордости должен отметить, что эти разработки не прошли мимо меня. Помимо работы в этой области и написания части книги «Инженерная энзимология», о которой упомянул выше, я написал книгу «Применение иммобилизованных ферментов в промышленности», которая была опубликована в Союзе и также издана ООН на английском языке в виде отдельной книжки в 1989 году.

К настоящему времени наиболее массовое применение иммобилизованные ферменты нашли в медицине, точнее, в аналитических применениях в медицине. Ферменты наносятся и прочно фиксируются на датчиках, электродах, на пластиковых стаканчиках, на мембранах и фильтрах, которые можно использовать либо многократно, либо однократно, но не загрязняя ферментом анализируемый раствор.

Теперь это устоявшаяся область применения ферментов. Но на это потребовалось почти тридцать лет – с начала 1970-х до конца 1990-х.

После второго курса я опять поехал на казахстанскую целину, как это тогда называлось среди студентов. На самом деле это опять был студенческий строительный отряд, и строили мы на этот раз коровники. В отличие от прошлого года, когда моя первая целина была в значительной степени – по воспоминаниям – эйфорией, что не многие смогли бы понять, наблюдая полное изнеможение от рытья котлованов под фундамент, перемешивания лопатами бетона в бетономешалке в поле, перетаскивания кирпичей на носилках и прочих прелестей обычного труда в стройотрядах, на этой второй целине эйфории я не испытывал. И не столько потому, что наш прием был неважно организован, фронт работ не готов, стройматериалы вовремя не прибыли, сколько, наверное, потому, что я был капитально влюблен, и объект моей любви был от меня в нескольких тысячах километров.