БІОТЕХНОЛОГІЯ - Іншина Н.М. - 2009
РОЗДІЛ 5. ПРОМИСЛОВА БІОТЕХНОЛОГІЯ
Нові продукти біопромисловості
Синтез полігідроксиалканоатів
У Росії (Інститут біофізики РАН) була створена нова промислова біотехнологія одержання полімерів нового покоління - поліоксиалканоатів. Особливістю цих полімерів є їх біосумісність і здатність до біодеградації - руйнування за участі живих організмів. Продуцентом полімерів є мікроорганізми Alkaligenes eutrophus. Найбільш дослідженим полігідроксиалканоатом є полігідроксибутират. У клітинах бактерій Alkaligenes eutrophus вміст полігідроксибутирату досягає 80% від маси клітини. Бактерії використовують полімер як джерело Карбону та енергії. За участі мікроорганізмів поліоксибутират розкладається до вуглекислого газу і води.
Ураховуючи біосумісність полігідроксиалканоатів і здатність до біодеградації, перспективним є використання цих полімерів у фармакології і медицині як шовного матеріалу, матеріалу для імплантації судин.
Синтез полілактидів
Розроблено нові біосумісні матеріали на основі молочної кислоти — полілактиди. Ці полімери були отримані з циклічного димера молочної кислоти — дилактида, що є побічним продуктом ферментації біомаси з великим вмістом крохмалю (кукурудза, пшениця, цукровий буряк). Полілактиди також можна отримувати на основі продуктів переробки нафти. Полілактиди можуть застосовуватися в медицині як носії різних терапевтичних препаратів, використовуватися як шовний матеріал у хірургії, бути основою для фіксації кісток при незначних переломах. Імплантати на їх основі поступово руйнуються і замішуються тканинами організму, стимулюють процеси регенерації. Застосування цих матеріалів дозволяє уникати повторного хірургічного втручання.
Синтез акриламіду
Акриламід є вихідним мономером для отримання полімерів, що використовуються під час очищення стічних вод, у гірничій промисловості, під час виробництва фарб, освітлення соків і вин.
У хімічній промисловості акриламід одержують шляхом гідролізу акрилонітрилу. Цей процес відбувається за високої температури (105ºС) у присутності сульфатної кислоти. У 1987 р. були виявлені мікроорганізми, що здатні перетворювати акрилонітрил в акриламід. У результаті селекції цих мікроорганізмів створено промислові штами бактерій, що синтезують у 10 000 разів більше ферменту нітрилгідратази, ніж дикі штами. На сьогодні здійснений промисловий процес біокаталітичного одержання акриламіду, що відбувається за кімнатної температури і нормального тиску, не утворює відходів, екологічно чистий. Акриламід, одержаний за цією технологією, має високу чистоту.
Синтез нанокристалів
Сучасні нанотехнології потребують нових матеріалів. Магніточутливі бактерії синтезують кристали магнетиту Fe304 із солей Феруму. Синтез наночастинок здійснюється у спеціальних органелах магнітосомах. Бактерії синтезують магнітні наночастинки практично однакової форми за кімнатної температури. Зв’язування іонів Феруму здійснює білок mms6. Дослідники з Токіо University of Agriculture and T echnology (Японія) встановили, шо білок mms6 можна використовувати для синтезу in vitro кристалів магнетилу за кімнатної температури з Fe(OH)2. Учені з Lowa State University (США) використали білок mms6 для синтезу нанокристалів ферите кобальту CoFe2O4, який живі організми не здатні синтезувати
Таким чином, за допомогою бактерій можливий синтез наночастинок з високим ступенем кристалічності.