5.1 Warum sind Extremophile nützlich für die Industrie?

Durch den Einsatz von Enzymen kann in einigen Prozessen auf Chemikalien verzichtet werden. Die Reaktion kann oft umweltfreundlicher durch Biokatalysatoren erfolgen. Viele Chemikalien sind aufwendig zu entsorgen und belasten die Umwelt. Leider sind Enzyme aus mesophilen Organismen häufig nicht aktiv bei hohen oder kalten Temperaturen oder bei hohen oder niedrigen pH-Werten. Für einige Prozesse sind „raue“ Prozessbedingungen allerdings wichtig. Mit dem Einsatz von Enzymen, die bei den rauen Bedingungen trotzdem aktiv sind, können auch extreme Prozesse umweltfreundlicher gestaltet werden.

Aspekt Stabilität

Enzyme aus Extremophilen sind meist stabiler als die Enzyme aus Mesophilen. Das heißt, dass sie länger aktiv sind und sich nicht so schnell entfalten. Wenn man bedenkt, dass Enzyme, genau wie Chemikalien, für einen Prozess gekauft werden müssen, ist es von großer Bedeutung, wenn ein Enzym über eine längere Zeit eingesetzt werden kann. Vor allem Enzyme aus Thermophilen und Hyperthermophilen zeigen häufig eine hohe Stabilität. Natürlich muss man hier bedenken, dass diese Enzyme auch für ihre Aktivität meist eine erhöhte Temperatur benötigen.

Hohe Temperatur

Viele Prozesse laufen in der Industrie unter erhöhten Temperaturen ab. Für viele Reaktionen ist das von Vorteil. So weisen einige Substrate bei hohen Temperaturen gelöstere Strukturen auf und können besser umgesetzt werden. Da Mikroorgansimen aus der Prozessumgebung und auch Krankheitserreger mesophil sind, können diese den Prozess nicht kontaminieren. Diese mesophilen Mikroben könnten nicht wachsen bei hohen Temperaturen. Somit bringt Hitze mehrere Vorteile mit sich.

Raue Prozessbedingungen

Die Enzyme, die in der Industrie Verwendung finden, müssen je nach Anwendung häufig auch tolerant gegenüber einer Vielzahl von Zusätzen sein. So können verschiedene Detergenzien, Ionen oder Chemikalien mit im Prozess sein, die das Enzym natürlich nicht inaktivieren dürfen. Darüber hinaus gibt es einige Anwendungen, die einen hohen Druck implizieren. Auch Änderungen der Bedingungen während des Ablaufs müssen von den Enzymen toleriert werden. So werden für verschiedene Prozesse verschiedene Anforderungen an geeignete Biokatalysatoren gestellt. Enzyme aus Extremophilen können diesen Anforderungen gerecht werden.