酵素の応用

酵素は医薬品産業において医薬品として使用することができます。酵素を医薬品として用いる場合、2つの独自の特性があります。 第一に、酵素は標的に特異的に結合することができます。第二に、酵素は標的分子を目的の産物に変換する触媒作用を持っています。 したがって、酵素を医薬品として用いることは、通常の低分子医薬品と比べて比類のない可能性と利点を持っています。

食品産業で使用される酵素の多くは、かつては動物の内臓や植物から抽出されていましたが、現在ではそのほとんどが微生物発酵によって得られています。 一般的に、食品用酵素の純度は特に高くある必要はなく、ほとんどが部分精製酵素です。 ただし、低カロリービールに使用されるタンパク質分解酵素のような特別な用途の場合は、純度が高いほど効果が良くなります。 グルコアミラーゼは食品加工で最も広く使用されている酵素であり、次いでプロテアーゼ、リパーゼ、エステラーゼ、さらにオキシドレダクターゼやイソメラーゼが続きます。

酵素は飼料、繊維、製紙、皮革、洗剤などの工業生産に広く利用されています。 飼料に酵素を添加することで、デンプン、タンパク質、ミネラルの利用率を向上させ、飼料中に存在する抗栄養因子を分解し、動物の消化不良を防ぎ、飼料の消化性を高めることができます。 アミラーゼやリパーゼは主に繊維のパルピング、白度の向上、色素吸収、繊維の柔軟化に使用されます。 製紙産業では、キシラナーゼやセルラーゼによるパルプの前処理で化学漂白剤の使用量を減らすことができます。 ラッカーゼはパルプ中のリグニンを分解し、紙の白度を向上させます。

酵素は、さまざまな方法でクリーンな環境を維持する強力なツールです。 酵素は、アグロフード、石油、飼料、洗剤、パルプ・製紙、繊維、皮革、石油、特殊化学品および生化学産業など、多くの産業で環境目的で利用されています。 また、酵素は廃棄物管理においても利用され、汚染のない環境の維持に役立っています。 組換えDNA技術、タンパク質工学、合理的な酵素設計は、酵素の環境応用に関する新たな研究分野です。 今後は、遺伝子シャッフリング、ハイスループットスクリーニング、ナノテクノロジーなど、さまざまな技術の活用も期待されています。

現代社会において、バイオテクノロジーはしばしば生体システムや生物を利用して製品を作成または改良するプロセスを指します。 従来の発酵に加え、バイオテクノロジーのツールは、遺伝子工学、応用免疫学、医療治療や診断など、より高度な科学分野にも拡大しています。 これらのツールの中で、さまざまな酵素は不可欠な存在です。分子生物学実験を助けるハンマーやノミのような役割を果たしたり、工業生産において効率的なマイクロリアクターとして機能したりします。