ЗАДАЧА 9

Применение иммобилизованных ферментов и белков в медицине открывает новые возможности создания эффективных ЛС…

Вариант ответа

В отличие от химической трансформации биокатализ обладает уникальной специфичностью и избирательностью действия фер­ментов, возможностью проведения процесса в «мягких» условиях, высокой скоростью, использованием малых количеств катализаторов, практически полным отсутствием побочных реакций, что является несомненным преимуществом при создании лекарствен­ных препаратов (антибиотики, стероиды, простагландины и т.д.). Гидролитические ферменты (гидролазы) нашли наибольшее приме­нение в практике по следующим причинам:

• гидролитические реакции в водной среде, как правило, полно­стью термодинамически сдвинуты в сторону образования про­дуктов;

• кинетика реакций ферментативного гидролиза легко поддается количественному описанию до глубоких степеней превращения;

• гидролазы — наиболее изученные и наиболее легко управляемые ферменты;

• существует возможность оптимизации процессов по двум пара­метрам — концентрации расщепляемого субстрата и активности фермента;

• гидролазы избирательны по типу катализируемой реакции, про­являют широкую субстратную специфичность;

• гидролазы доступны в необходимых количествах (микроорганиз­мы содержат значительные количества различных гидролаз).

Возможности гидролаз можно представить при модифика­ции пенициллинов и цефалоспоринов. Получение новых, более эффективных аналогов пенициллинов и цефалоспоринов связано с изменением боковой цепи при сохранении ядра антибиотика — 6-АПК или 7-АЦК как ключевых соединений для синтеза новых пенициллинов и цефалоспоринов. Например, после отщепления боковой цепи биосинтетического пенициллина и последующего ацилирования ее аминогруппы можно сравнительно легко полу­чать его «полусинтетические» аналоги. Отщепление боковой цепи и превращение в 6-АПК с помощью фермента пенициллинамидазы можно провести в одну стадию при обычных условиях и темпера­туре 10-40 °С в водной среде, избегая многостадийности, энер­гоемкости и больших объемов органических растворителей при химической трансформации, расщепив при этом более устойчивую амидную связь и сохранив более лабильную связь в β-лактамном кольце пенициллина.

Таким образом, переход к биокаталитической технологии суще­ственно упрощает процесс, увеличивает выход целевого продукта и объем производства, стабилизирует процесс, делает его экологичным и снижает себестоимость.

При получении новых полусинтетических цефалоспоринов также используют пенициллинамидазу, которая сохраняет целостность лабильного β-лактамного кольца.