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Lexikon der Chemie: Enzymtechnik

Enzymtechnik, eine der Basistechniken der modernen Biotechnologie, bei der Enzyme als Katalysatoren, insbesondere in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie, eingesetzt werden (industrielle Enzyme). Die E. nutzt die Vorteile der Enzymkatalyse, unter milden Bedingungen (Temperatur, Druck, Acidität) nebenproduktfreie Reaktionen mit hoher Spezifität und Ausbeute durchzuführen. Ein bedeutender Fortschritt in der E. wurde durch den Einsatz immobilisierter Enzyme erreicht. Durch diese Methode der Enzymfixierung werden die Stabilität des Enzyms und die Parameter, die sein Wirkungsoptimum bestimmen (pH-, Temperatur-, Viskositätsoptimum), die Widerstandsfähigkeit gegenüber bakterieller Zersetzung, der Zutritt des Substrats zum Enzym, die Empfindlichkeit gegenüber Enzyminhibitoren, beeinflußt. Vorteilhaft und immer häufiger angewendet wird die Fixierung der Enzyme in einer speziellen Netzmatrix des Polymers, die Kopplung an geeignete semipermeable Membranen sowie die Enzymbindung an Polymerfasern (Enzymreaktor). Einen besonderen Platz bei der Enzymfixierung nimmt die Mikroeinkapselung ein, d. h. die Bindung der Enzyme in einer speziellen semipermeablen Matrix eines Polymergemisches. Methoden der Coimmobilisierung und Cofaktor-Regenerierung tragen zur Erweiterung des Applikationsspektrums bei.

Umfangreich ist der Anwendungsbereich von Enzymen in der analytischen Chemie und klinisch-chemischen Laboratoriumsdiagnostik (z. B. Enzymelektroden, Enzymimmunoassays).

Die gegenwärtigen Arbeiten haben folgende Ziele: 1) Entwicklung neuer Einkapselungstechniken (z. B. Einsatz von Multienzymkomplexen), 2) Konstruktion neuer Typen von Enzym- bzw. Bioreaktoren, 3) selektive Erhöhung der Biosynthese des entsprechenden Enzyms in den Zellen durch Einsatz der Gentechnik, 4) Weiterentwicklung des "enzyme engineering" (Protein-Design).

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