Техника - молодёжи 1985-11, страница 25

проводят биохимики: молекулы как бы «пришиваются» к поверхности твердых неорганических носителей — например, к крупинкам пористого стекла. Для этого используют реагенты, молекулы которых имеют форму стержней с разными «шипами» на концах: один способен прочно связываться с атомами стеклянной подложки, а другой реагировать с группами атомов фермента. Можно поступить и проще — включить молекулы фермента в состав полимера, имеющего ажурную трехмерную сетчатую структуру: если размер ячеек достаточно мал, то фермент застревает в такой сетке и приобретает должную устойчивость и технологичность, не потеряв своих замечательных каталитических свойств.

Такие обездвиженные (иммобилизованные) ферменты действительно работают как обычные катализаторы, насыщенные ими стеклянные или полимерные гранулы можно использовать длительное время в непрерывных технологических процессах. Но в отличие от обычных катализаторы-ферменты работают очень быстро, безошибочно и, самое главное, способны выполнять деликатнейшие химические операции, различая не только молекулы веществ, но даже участки одних и тех же молекул. И все это происходит при комнатной температуре и атмосферном давлении то есть в тех условиях, при которых возникла и существует жизнь.

Применение иммобилизованных ферментов открыло перед промышленностью тонкого органического синтеза поразительные возможности. Ведь если в реактор слоями загрузить гранулы, с которыми связаны различные ферменты, таким образом, чтобы продукт работы одного служил исходным реагентом для другого то такой реактор, подобно настоящей живой клетке, способен выполнить целый комп леке сложнейших химических операций и заменить целый цех обычного химического предприятия. Этот прием уже успешно используется при синтезе некоторых особо ценных лекарственных препаратов.

НЕ НЕФТЬ, А ЦЕЛЛЮЛОЗА, НЕ УГОЛЬ, А ВОДОРОД

Управление работой ферментов открывает огромные возможности. Коротко расскажу лишь о двух перспективных направлениях исследо

ваний, успешно развиваемых в нашем институте.

Известно, что запасы нефти основного сырья химической промышленности — не беспредельны. Что же делать химикам?

В результате фотосинтеза на Земле каждый год образуются бо лее ста миллиардов тонн органи ческого материала - целлюлозы. Большая часть ее просто пропадает, некоторое количество используется в качестве топлива, строительного материала, перерабатывается в бумагу. Но для химической промышленности целлюлоза никакой ценности пока что не представляет, потому что известными химико-технологическими приемами из нее ничего ценного получить невозможно.

А ведь в желудках жвачных животных особые микроорганизмы расщепляют целлюлозу с помощью одних ферментов до глюкозы, которая с помощью других превращается в неисчислимое множество продуктов. Иммобилизовав эти ферменты, их можно использовать для того, чтобы получать из целлюлозы ценные вещества полимеры, полуфабрикаты органического синтеза.

Процессы, происходящие при фотосинтезе, можно использовать и иначе, производить, скажем, водород из воды с помощью солнца Превращение растениями лучистой энергии солнца в энергию сложных органических соединений представляет длинную биохимическую цепочку, одним из звеньев которой может быть образование водорода из воды. Вот его-то и взяли за основу биохимики.

Пока что успешно работают лишь лабораторные установки, производящие водород методом, заимствованным у живой природы Но, видимо, недалеко время, когда такие «зеленые» генераторы водорода станут самыми обычными источниками топлива. С их помощью на участке, площадью около 40 тыс. км², освещенном солнцем, можно будет получить столько водорода, что он обеспечит энергией все народное хозяйство страны:

Молекулярная бионика делает свои первые шаги. Однако то что уже \далось осуществить ученым, показывает: используя ее методы можно создать много прогрессив ных технологий.

Записал В. БАТРАКОВ

МОДЕЛИРУЯ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Евгений ПАНЦХАВА,

доктор биологических наук

В статье члена-корреспондента АН СССР И. В. Березина рассказывалось о совершенно новом направлении биологических исследований. Естественно, работы в Институте биохимии имени А. Н. Баха ведутся не только на молекулярном уровне. Вот, к примеру, разработки в области биоэнергетики, которая возникла на стыке биотехнологии и энергетики. Ученые, специализирующиеся в этом направлении, при создании новых технологий широко применяют моделирование процессов, происходящих в природе. Одна из них — технология получения биогаза. Журнал уже писал о зарубежных биогазовых установках (см. «ТМ» № 7 за 1982 год). Об отечественных достижениях рассказывает руководитель группы биоконверсии энергии Института биохимии имени А. Н. Баха АН СССР Евгений Панцхава.

То, что природный газ имеет биологическое происхождение, обосновал выдающийся советский микробиолог, член-корреспондент АН СССР Сергей Иванович Кузнецов. Он доказал: метан образуется в результате переработки находящихся в недрах земли органических остатков анаэробными микроорганизмами (для их жизнедеятельности не нужен кислород). Этот природный процесс - так называемое метановое брожение и воспроизвели ученые в химическом реакторе - метантенке

Сырьем биогазовой промышленности служит вторичная биомасса отходы животноводческих хозяйств (прежде

23