Enzymanwendungen

Enzyme können in der pharmazeutischen Industrie als Arzneimittel eingesetzt werden. Enzyme als Arzneimittel haben zwei einzigartige Eigenschaften. Erstens kann das Enzym spezifisch an das Ziel binden. Zweitens können Enzyme die Umwandlung von Zielmolekülen in gewünschte Produkte katalysieren. Daher haben Enzyme als Arzneimittel ein unvergleichliches Potenzial und Vorteile gegenüber gewöhnlichen niedermolekularen Arzneimitteln.

Die meisten in der Lebensmittelindustrie verwendeten Enzyme wurden aus tierischen Innereien und Pflanzen extrahiert, aber heute werden die meisten durch mikrobielle Fermentation gewonnen. Im Allgemeinen muss die Reinheit von Lebensmittelenzymen nicht besonders hoch sein, die meisten sind teilweise gereinigte Enzyme, es sei denn, es gibt eine spezielle Anwendung, wie z. B. das Protein spaltende Enzym, das in kalorienarmem Bier verwendet wird – je höher die Reinheit, desto besser die Wirkung. Glucoamylase war das am weitesten verbreitete Enzym in der Lebensmittelverarbeitung, gefolgt von Protease, Lipase und Esterase sowie Oxidoreduktase und Isomerase.

Enzyme werden in der Futtermittel-, Textil-, Papier-, Leder-, Waschmittel- und anderen industriellen Produktionen weit verbreitet eingesetzt. Die Zugabe von Enzymen im Futter kann die Ausnutzung von Stärke, Protein und Mineralstoffen verbessern; antinutritive Faktoren im Tierfutter abbauen; Verdauungsstörungen bei Tieren verhindern und die Verdaulichkeit des Futters verbessern. Amylase und Lipase werden hauptsächlich beim Schlichten von Geweben, zur Verbesserung der Weiße, Pigmentaufnahme und Weichheit des Gewebes eingesetzt. Die Vorbehandlung von Zellstoff mit Xylanase und Cellulase in der Papierindustrie kann die Menge an chemischem Bleichmittel reduzieren. Laccase kann Lignin im Zellstoff abbauen und die Weiße des Papiers verbessern.

Enzyme sind leistungsstarke Werkzeuge, die auf verschiedene Weise dazu beitragen, eine saubere Umwelt zu erhalten. Sie werden für Umweltzwecke in einer Reihe von Industrien eingesetzt, darunter Agrar- und Lebensmittelindustrie, Öl, Tierfutter, Waschmittel, Zellstoff und Papier, Textil, Leder, Erdöl sowie Spezialchemie und biochemische Industrie. Enzyme tragen auch durch ihren Einsatz im Abfallmanagement zur Erhaltung einer unbelasteten Umwelt bei. Rekombinante DNA-Technologie, Protein-Engineering und rationales Enzymdesign sind aufkommende Forschungsbereiche im Zusammenhang mit Umweltanwendungen von Enzymen. In Zukunft werden auch verschiedene Technologien wie Gen-Shuffling, Hochdurchsatz-Screening und Nanotechnologie zum Einsatz kommen.

In der modernen Welt bezieht sich Biotechnologie oft auf den Prozess der Herstellung oder Modifizierung von Produkten unter Verwendung lebender Systeme oder Organismen. Neben der traditionellen Fermentation wurden biotechnologische Werkzeuge auf fortschrittlichere Wissenschaften ausgeweitet, wie Gentechnik, angewandte Immunologie sowie medizinische Therapien und Diagnostik. Unter diesen Werkzeugen sind verschiedene Enzyme unverzichtbar – sie können als Hammer und Meißel bei molekularbiologischen Experimenten dienen oder als effiziente Mikroreaktoren in der industriellen Produktion wirken.