Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.10.1972, Qupperneq 17

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.10.1972, Qupperneq 17
TIMARIT VFI 1972 79 Lífefnaverkfrceði Eftir Sigmund Guðbjarnason v Spurningarnar sem ég mun fjalla um eru þessar: 1. Hvað er lífefnaverkfræði , (bio- chemical engineering) ? 2. Að hvaða leyti er nám stúdenta 1 lifefnaverkfræði frábrugðið venjulegu efnaverkfræðinámi ? 3. Hvaöa erindi á slík verkfræði til íslands ? Mun ég reyna að svara þessum sputningum i stuttu máli. 1. Hvað er lífefnavcrkfræði ? Lífefnaverkfræði er sú grein efna- verkfræðinnar, sem notar lífverur, t.d. gerla, eða lífræna hvata, þ.e. enzym, sem framleiðslutæki. Framleiðsla verðmætra efna úr jurta- og dýraríkinu hefur farið fram frá því er sögur hófust. Notkun gerla til framleiðslu víns ög alls kyns veiga eru elztu dæmi lífefnaverk- fræðinnar. Veruleg framför í þessari grein efnaverkfræðinnar verður þó ekki fyrr en unr 1940, þegar Florey og Chain hófu rannsóknir á fram- leiðslu penicillins með gerlagróðri, 11 árum eftir uppgötvun Alexanders Flemings. Á næstu árum vex þessi framleiðslumáti og verða gerlar að afkastamiklu framleiðslutæki til framleiðslu margskonar fúkalyfja (antibiotika). Fleiri dæmi um stór- fellda notkun gerla til efnafram- leiðslu má nefna t.d. framleiðsla steroid-hormóna úr einfaldari stero- idum unnum úr jurtum eða dýralíf- færum, framleiðsla á efnakljúfum, þ. e. proteolytiskum og lipolytiskum hvötum, sem notaðir eru í þvotta- efni og önnur hreinsiefni. Lífefnaverkfræðin er nú að byrja annað vaxtarskeið, sem byggist á notkun lífhvata (enzyma) til efna- framleiðslu. Lífhvatar eru eggja- hvítuefni og er verkun þeirra mjög sérhæfð, og geta þeir framleitt stereospecific efni með allt að 10'5 meiri hraða en unnt er að fá með ólífrænum hvötum. Lífhvatar eru unnir úr jurta- eða dýralíffærum og siðan skildir frá öðrum efnum. Þeir eru síðan bundnir á yfirborð fastra efna, t.d. við plast eða gler og þannig er þeim haldið föstum í þeim ílátum (reaktorum), þar sem efnabreytingarnar eru látn- ar fara fram. 2. Að hvaða leyti er nám stúdenta i lífefnaverkfræði frábrugðið venju- legu efnaverkfræðinámi ? Á síðari árum hafa verið stofnaðar deildir í efnaverkfræði þar sem meiri áherzla er lögð á lifefnafræði en tíðkast við venjulegar efnaverkfræði- deildir. Læra stúdentar, auk hefð- bundinna námsgreina efnaverkfræð- innar, mikið um hraða efnabreyt- inga með lífhvötum. Framhaldsnám innifelur meðal annars greiningu flókinna lífefna, hvataverkun og hag- nýtingu lífhvata til framleiðslu lif- efna. Rannsóknarverkefni hafa verið margþætt en mikið hefur verið unn- ið að því að finna leiðir til að binda lífhvata við föst yfirborð, þ.e. að gera þá óleysanlega án þess að skerða virkni þeirra eða breyta eig- inleikum. Lífhvatar þeir sem mest hafa verið rannsakaðir eru lysozyme, invertase, urease, cellulase, glucose, isomerase, amylase, pepsin og trypsin. Lifhvatamir eru bundnir óleysan- legu efni, t.d. cellolose, polystyrene plasti, glerfrauði o.fl. Er þannig hægt að halda hvatanum staðbundnum. Trypsin hefur verið bundið við gler- frauð með því að nota silanesam- bönd sem tengiefni. Y-aminopropyltriethoxysilane er tengt gleryfii'borði og eftir ummynd- un amino-hópsins í isothiocyanate er hægt að binda protein-sameindina við gleryfirborðið með því að nota þetta silanesamband sem tengilið. 3. Hvaða erindi á lifefnaverkfræði til Islands? Lífefnaverkfræði getur er fram liða stundir stuðlað að aukinni nýt- ingu íslenzkra hráefna og skapað áð- ur óþekktar útflutningsvörur. Mikið magn af fiskúrgangi, eink- um innyflum fiska, fellur til á landi hér og gæti þetta hráefni verið hent- ugt til framleiðslu margskonar líf- rænna efna, sem væru lyfjaiðnaðin- um aðgengileg og heppileg hráefni. Dr. Þórður Þorbjarnarson hefur nú um 20 ára tímabil fylgzt með þróun þessara mála og mögulegri nýtingu fiskslógs til efnavinnslu. Fram til þessa hefur efnavinnsla úr fiskslógi ekki talizt arðvænleg, en með til- komu enzymverkfræði og þeirra möguleika, sem þessi framleiðslu- tækni virðist opna, þá aukast lík- urnar fyrir betri nýtingu þessa hrá- efnis. Lyfjaframleiðendur hafa á síðustu árum beint athygli sinni í vaxandi mæli að hafinu í von um nýja lind hráefna eða ný og frábrugoin efni. Sem dæmi má nefna framleiðslu prostaglandinefna úr óvirkum prostaglandinefnum, sem unnin eru úr vissum kóraltegundum. Þessi prostaglandinefni hafa vak- ið mikla athygli á síðustu árum því þau virðast líklegust til að verða áhrifaríkust við takmörkun barn- eigna. Efni þessi, gefin einu sinni í mánuði, framkalla fóstureyðingu eða koma í veg fyrir þungun. Efni þessi lofa einnig góðum árangri við með- höndlun hjarta- og nýrnasjúkdóma, astma o.fl. Fram til skamms tíma voru efni þessi framleidd að mestu úr sæðiskirtlum Islenzkra hrúta, en nú hafa aðrar hagkvæmari leiðir fundizt. Athugun hefur verið gerð á þvi hvort lyfjaframleiðendur hefðu áhuga á slíku hráefni og hafa viðræður átt sér stað við aðila frá bandarískum og þýzkum fyrirtækjum. Virðist markaður fyrir hendi ef framleiðsla er möguleg. Næsti áfangi er þvi ít- arleg rannsókn á þeim hráefnum, sem aðgengileg eru. Þurfum við að vita hvaða efni eru fyrir hendi og hvaða hvatar eru virkastir í hinum ýmsu líffærum. Þar eð aðrar þjóðir hafa ekki notað fiskinnyfli I þess- um tilgangi verða rannsóknirnar að fara fram hér, en þær krefjast tima, fjár og rannsóknarmanna með sér- hæfða þjálfun.

x

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands

Direct Links

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Tímarit Verkfræðingafélags Íslands
https://timarit.is/publication/860

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.