So với ECS thì KCS cần ít enzyme hơn, thời gian để đạt được năng suất sản phẩm tối đa được rút ngắn hơn và năng suất sản phẩm phụ thuộc vào tính chất của enzyme được sử dụng và tính đặc hiệu của cơ chất.
Trong khi ECS kết thúc ở trạng thái cân bằng thì đối với KCS, nồng độ của sản phẩm đạt đến cực đại rồi sau đĩ bị thủy phân dần.
Hình 3.4: Quá trình tổng hợp peptide điều khiển động học.
Trong đĩ, R1-CO-X: nhĩm carboxy được hoạt hĩa
Hình 3.5: Mơ hình của quá trình tổng hợp peptide điều khiển động học dùng xúc tác protease
EH: enzyme tự do; Ac-X: chất cho nhĩm acyl (nhĩm carboxy được hoạt hĩa); HX: nhĩm bị loại đi; Ac-E: phức hợp acyl-enzyme; Ac-OH: sản phẩm thủy phân; HN: chất
Tổng quan về peptit cĩ hoạt tính sinh học
nhận nhĩm acyl; Ac-N: sản phẩm peptide
Hoạt tính amidase của hầu hết các protease thì thấp hơn hoạt tính esterase. Enzyme cĩ tác dụng như chất vận chuyển nhĩm acyl tới nhĩm amino hình thành liên kết peptide Ac-N, phản ứng này cĩ sự cạnh tranh của nước. Tỷ lệ giữa tốc độ phản ứng tổng hợp liên kết peptide và thủy phân nĩ thì cĩ ý nghĩa quan trọng tới sự thành cơng của phương pháp này. Phương pháp này thường sử dụng serine và cystein protease. Tuy nhiên, serine và cystein protease thì khơng phải là những acyltransferase hồn hảo, những phản ứng khơng mong muốn cĩ thể xảy ra do sự giới hạn của tính đặc hiệu của chúng.
Một yếu tố quan trọng làm hạn chế ứng dụng của KCS là sự thủy phân của Ac-X ngay tại thời điểm bắt đầu phản ứng (như hình minh họa phía trên cho thấy) và sự thủy phân của peptide sản phẩm. Những phản ứng khơng mong muốn này cĩ thể được hạn chế nhờ việc thực hiện một số biện pháp như: thay đổi mơi trường phản ứng (làm giảm hàm lượng nước trong mơi trường bằng cách sử dụng dung mơi hữu cơ), enzyme, cơ chất….
Khác với phương pháp tổng hợp hĩa học, phương pháp tổng hợp sử dụng enzyme cĩ thể bắt đầu từ đầu amino hoặc đầu carboxy bởi vì xúc tác enzyme tránh được hiện tượng racemic hĩa. Ngồi ra, phương pháp này cịn cĩ một số ưu điểm như: khơng tốn nhiều thời gian; khơng cĩ quá trình bảo vệ và khử các nhĩm bảo vệ; giảm việc sử dụng các dung mơi và các chất hĩa học (gây độc); cĩ thể tái sử dụng enzyme.
Hiện nay, lượng peptide tạo sản xuất ra nhờ phương pháp này vẫn cịn rất ít; hầu hết các peptide được sản xuất nhờ phương pháp tổng hợp hĩa học. Một vài di- và tripeptide cĩ thể được tổng hợp với quy mơ lớn bằng phương pháp tổng hợp dùng enzyme, thậm chí là quá trình tổng hợp cĩ thể được tiến hành liên tục. Các di- và tripeptide này được sử dụng làm chất trung gian trong quá trình sản xuất các loại dược phẩm. Ưùng dụng trong cơng nghiệp của phương pháp ECS là việc tổng hợp Z-Asp-Phe- Ome là tiền chất của aspartame.