Холодо- и термоэкстремозимы: промышленное значение и современные тенденции

Разработка ферментов для промышленного применения в значительной степени опирается на использование микроорганизмов. Присущие микробным ферментам свойства, такие как стабильность, воспроизводимость и высокий выход, наряду с многими другими, способствовали их внедрению в широкий спектр продуктов и промышленных процессов. Экстремофильные микроорганизмы представляют собой недостаточно используемый и инновационный источник новых ферментов. Эти микроорганизмы выработали уникальные механизмы и молекулярные средства адаптации к экстремальным температурам, кислым и щелочным значениям pH, высокой солёности, интенсивному излучению, низкой активности воды, высоким концентрациям металлов и другим условиям окружающей среды. Ферменты, полученные от экстремофилов, или экстремозимы, способны катализировать химические реакции в жёстких условиях, например характерных для промышленных процессов, которые ранее не считались благоприятными для ферментативной активности. Благодаря оптимальной активности и стабильности в экстремальных условиях экстремозимы предлагают новые каталитические альтернативы для современных промышленных применений. Эти экстремозимы также служат основой для разработки экологически безопасных, эффективных и устойчивых промышленных технологий. В последние годы достигнут значительный прогресс в промышленном биокатализе; однако потенциал биокатализа с использованием экстремозимов ещё далёк от полной реализации. В настоящей статье рассматриваются адаптации и значение психрофильных, термофильных и гипертермофильных ферментов, а также их применение в отдельных промышленных секторах. Кроме того, обсуждаются современные проблемы разработки и массового производства экстремозимов, а также перспективы и тенденции их биотехнологического применения.