Ενζυμική Τεχνολογία

Ενζυμική Τεχνολογία (7ο Εξ / Υποχρεωτικό / Κωδ.Μηχ. 215).

Διδάσκεται μόνο στο Τμήμα Βιοτεχνολογίας.

Περιλαμβάνει 3 ώρες θεωρίας και 2 ώρες εργαστηριακών ασκήσεων ανά εβδομάδα.

Διδάσκοντες θεωρίας: Ιωάννης Κλώνης.

Διδάσκοντες εργαστηρίου: Ιωάννης Κλώνης, Νικόλαος Λάμπρου.

Σύντομη περιγραφή μαθήματος: Ιστορική αναδρομή, εφαρμοσμένη ενζυμική κινητική, κατιούσα επεξεργασία - τεχνολογία καθαρισμού ενζύμων, ακινητοποιημένα ένζυμα, εφαρμογές διαλυτών και ακινητοποιημένων ενζύμων.
Περιεχόμενα θεωρίας: Ιστορική αναδρομή (πρώτες εφαρμογές των ενζύμων, σύγχρονη ενζυμική τεχνολογία). Εφαρμοσμένη ενζυμική κινητική. Κατιούσα επεξεργασία ή τεχνολογία καθαρισμού ενζύμων: τεχνολογική κατάταξη ενζύμων, πηγές ενζύμων, πρωτόκολλο κατιούσας επεξεργασία, διαχωρισμός στερεών & υγρών - διαύγαση (φυγόκεντρηση, διήθηση), διάρρηξη κυττάρων (μη μηχανικές και μηχανικές τεχνικές), στάδιο χαμηλού καθαρισμού (κατακρήμνιση με άλατα και οργανικούς διαλύτες, κατανομή σε υδατικά διφασικά συστήματα), στάδιο υψηλού καθαρισμού (υλικά υγρής χρωματογραφίας στήλης, χρωματογραφίες διαπερατότητας, ιοντοανταλλαγής, μεταλλοχηλική, υδρόφοβη, συγγένειας ή αγχιστείας), βασικές έννοιες κλιμακώσεως διεργασίας καθαρισμού ενζύμων (‘από το εργαστήριο στην παραγωγή’), μορφοποίηση και ποιοτικός έλεγχος του προϊόντος-ενζύμου, παραδείγματα καθαρισμού ενζύμων από φυσικές τους πηγές και κλωνοποιημένων. Ακινητοποιημένα ένζυμα και αιτίες χρησιμοποίησής τους, μέθοδοι ακινητοποιήσεως, επίδραση ακινητοποιήσεως στα μοριακά και στα κινητικά χαρακτηριστικά του ενζύμου (φαινόμενα κατανομής, εξωτερικός και εσωτερικός περιορισμός διαχύσεως). Εφαρμογές ενζύμων στη βιομηχανία τροφίμων: επεξεργασία αμύλου, αρτοποιία, ζυθοποιία, προϊόντα φρούτων (φρουτοχυμοί), οινοποιία, έλαια, τυροκομία, υδρόλυση λακτόζης, προϊόντα από πρωτεΐνες, συντηρητικά. Εφαρμογές ενζύμων σε μεγάλο όγκο: χαρτοποιία, υφαντουργία, βυρσοδεψία, απορρυπαντικά, ζωοτροφές. Εφαρμογές ενζύμων στη χημική και τη φαρμακευτική βιομηχανία: αμινοξέα, φυτοφάρμακα, ολιγοσακχαρίτες, σακχαρο-ενώσεις, συμπληρώματα διατροφής (π.χ. ασκορβικό οξύ, L-καρνιτίνη), βασικές χημικές ενώσεις (π.χ. ακρυλαμίδιο, χρωστική indigo, κ.ά.), β-λακταμικά αντιβιοτικά (πενικιλίνες, κεφαλοσπορίνες), στεροειδή, αντι-υπερχοληστερολαιμικά, φάρμακα κατά HIV. Εφαρμογές ενζύμων στην ιατρική: τα ένζυμα στη θεραπευτική αντικατάσταση και ως θεραπευτικά εργαλεία. Αναλυτικές εφαρμογές ενζύμων: τα ένζυμα ως αντιδραστήρια και ως δείκτες, ενζυμοσύνδετοι ανοσοπροσδιορισμοί (π.χ. ELISA), ενζυμικοί βιοαισθητήρες. Ενζυμική κατάλυση σε οργανικούς διαλύτες: εφαρμογές σε μη υδατοσυμβατούς οργανικούς διαλύτες (αρωματοποιίες ενώσεις, τριγλυκερίδια, πεπτίδια, ινσουλίνη, ασπαρτάμη, κ.ά).
Εργ. ασκήσεις: 1. Προσδιορισμός πρωτεΐνης με την μέθοδο της διουρίας. 2. Προσδιορισμός δραστικότητας της όξινης φωσφατάσης κριθαριού. 3. Χρωματογραφία κατιοντοανταλλαγής: καθαρισμός της όξινης φωσφατάσης κριθαριού με στήλη CM-αγαρόζης. 4. Χρωματογραφία συγγένειας: καθαρισμός της αλκοολικής αφυδρογονάσης με στήλη Cibacron blue 3GA-αγαρόζης. 5. Βιομετατροπή NAD+ σε NADH με ακινητοποιημένα κύτταρα ανασυνδυσμένου E. coli. 6. Ενζυμική σύνθεση 20β-υδροξυ-στεροειδών σε διφασικό σύστημα.