Основываясь на ранее упомянутом контексте применения ферментов в фармацевтическом синтезе, ферментные катализаторы сталкиваются с различными ограничениями при практическом применении. Основные проблемы заключаются в следующем:
Серьезные проблемы со стабильностью
Поскольку ферменты представляют собой белки, они очень чувствительны к внешним условиям, таким как температура, pH и ионная сила. Они легко денатурируют и теряют активность в условиях высоких-температур или экстремальных значений pH. Следовательно, обычные свободные ферменты имеют короткий срок хранения и эксплуатации, что затрудняет соблюдение жестких условий эксплуатации, необходимых для некоторых промышленных реакций.
Область применения ограничена спецификой
Высокая субстратная специфичность ферментов – это палка о двух концах-; они функционируют только с определенными субстратами или реакциями и не могут адаптироваться к сложным сценариям синтеза, включающим несколько субстратов или типов реакций. Процессы, требующие многоэтапных тандемных реакций, часто требуют использования различных ферментных препаратов, что значительно увеличивает сложность процесса.
Высокие затраты на производство и использование.
Экстракция и очистка ферментов — это сложные процессы, которые делают производство ферментов высокой-чистоты промышленного-класса трудным и дорогостоящим. Кроме того, обычные свободные ферменты часто трудно отделить от продуктов в водных реакционных системах, и их обычно ограничивают одноразовым-применением, что еще больше увеличивает общие производственные затраты.
Восприимчивость к помехам и сложность последующей обработки
Активность ферментов легко ухудшается из-за примесей, таких как тяжелые металлы и ингибиторы, а загрязнение ферментов в реакционной системе может вызвать непредвиденные побочные реакции. Кроме того, смесь ферментов и продуктов существенно увеличивает нагрузку на последующее разделение и очистку продуктов, а мягкая водная реакционная среда склонна к микробному загрязнению.
