Створення біокаталізаторів нового покоління - іммобілізованих ферментів - відкрило перед прикладною ензимологією нові перспективи. Іммобілізація ферменту - це методичний прийом, при якому молекулу біокаталізатора включають у фазу, відокремлену від фази вільного розчину, але здатну обмінюватися з нею молекулами субстрату, ефектора або інгібітора [17,18].

Іммобілізовані ферменти перед нативними попередниками мають такі переваги:

гетерогенний каталізатор легко відокремлюється від реакційного середовища, що дає можливість зупиняти реакцію в будь-який момент та отримувати чистий від ферменту продукт;

ферментативний процес з використанням іммобілізованих ферментів можна проводити безперервно, регулюючи швидкість реакції та вихід продукту;

модифікація ферменту дозволяє змінити його властивості (специфічність, залежність каталітичної активності від рН та іонного складу, стабільність);

використання іммобілізованих ферментів у медицині зумовлене зниженням їх іммуногенності, алергенності і токсичності поряд із підвищеною стабільністю та пролонгованістю дії по відношенню до нативних аналогів [19, 20].

Ферменти як біологічні каталізатори застосовуються в різних галузях промисловості - харчовій, текстильній, фармацевтичній, шкіряній, в медицині, сільському господарстві, в тонкому органічному синтезі, для очищення стічних вод тощо [21,22]. Широко використовуються іммобілізовані ферменти та ферментні композиції в технологічних процесах харчової промисловості. Це - гідроліз крохмалю, білків, полісахаридів, освітлення вин, соків, покращення їх фільтрації, інтенсифікації процесів дифузії; в консервній промисловості - вдосконалення процесів рафінації і екстракції в масложировій промисловості, гідроліз масел, покращення якості харчових продуктів, удосконалення умов їх зберігання після обробки іммобілізованими ферментами [23,24].

На сьогодні найінтенсивніше розвивається саме медичний напрямок використання іммобілізованих ферментних препаратів і збільшується кількість таких розробок. Так, в апараті "штучна нирка”, який призначений для очищення крові від різних шлаків, в тому числі й сечовини, за допомогою ультрафільтрації, використовується колонка з іммобілізованою уреазою [25]. Створення тест-систем на основі магносорбентів з іммобілізованими антигенами з патологічних рубців дозволяє з високою ефективністю прогнозувати і діагностувати розвиток патологічних рубців в осіб, які мали травми чи перенесли операції [26].

Іммобілізовані ферменти відкрили шлях до створення лікарських препаратів пролонгованої дії із зниженою токсичністю та алергенністю. Іммобілізаційні підходи сприяють вирішенню проблеми спрямованого транспорту ліків в організмі [27,28]. На основі нанодисперсних полімерних систем, до складу яких входять біогенні елементи і поверхнево-активні речовини, створені нові антисептичні препарати, наприклад повіаргол і катапол. Повіаргол застосовується в урології, хірургії та гінекології. Крім антимікробної активності, він проявляє іммунотропну, антигіпоксичну та адаптогенну дії. Катапол високо ефективний при профілактиці та лікуванні ранової інфекції в хірургії. Він має високу віруліцидну дію відносно різних видів вірусів [29].

Нині продовжується пошук нових лікарських препаратів, які при збереженні високих лікувальних властивостей не виявляють негативного впливу на організм людини. Таким вимогам відповідають препарати іммобілізованого протосубтилину - профезим та імозимаза - для консервативного лікування трубної вагітності [30].

Препарати не всмоктуються в кров і не порушують її систему згортання, не мають антимітотичної і цитотоксичної дії, а також не викликають побічної дії.

Однією з основних задач при виробленні медичних препаратів на основі іммобілізованих ферментів є створення системи лікарських засобів з регульованою фармакокінетикою. Для розв'язання цих задач використовуються включення біологічно активних речовин у мікрокапсули, в тому числі і в ліпосоми. Ліпосомні препарати ефективні при лікуванні інфаркту мозку та ішемічній хворобі серця [31, 32].

Існують перспективні дослідження мультиферментних мікрокапсул, які імітують клітини живого організму [33]. Створено препарати пролонгованої дії (тромболітичні, фібрінолітичні, протеолітичні) для лікування серцево-судинних захворювань, тромбозів, тромбоемболій, інфарктів міокарда [34]. Стерильний апірогенний розчин іммобілізованих на поліетиленоксиді протеаз може використовуватися в медицині і ветеринарії при отриманні ін'єкційних препаратів іммобілізованих ферментів [32]. Ліпази, іммобілізовані на твердих носіях, можуть викори-стовуватися як лікувальні засоби при лікуваннірізних захворювань шлунково-кишкового тракту та порушенні жирового обміну [31].

Методи іммобілізації набувають все більшого поширення в біотехнології. Наприклад, ефективність ферментативних процесів, які використовуються в таких галузях народного господарства, як медицина, енергетика, харчова промисловість, мікроелектроніка, вдалося збільшити за допомогою іммобілізації ферментів. Однак застосування ферментів обмежено через їх низьку стабільність і високу собівартість чистих ферментів. Тому зараз для іммобілізації використовують не тільки ферменти, а й клітини та органели.

Необхідно відзначити різноманітність форм систем із ферментом, які отримують іммобілізацією за допомогою полімерів. Серед цих форм - гранули, волокна, мембрани, трубки, порошки, кільця, покриття, а також препарати, які використовують у розчинному вигляді.

4. Функції ферментів