La catálisis enzimática y la de células enteras son metodologías altamente eficientes y sostenibles en la industria moderna que se han aplicado ampliamente en diversos procesos químicos y biológicos. Sin embargo, la naturaleza frágil de las enzimas y las células naturales las hace vulnerables a los duros entornos prácticos, lo que conlleva una escasa estabilidad operativa, un reciclaje laborioso, una vida útil reducida y un coste extremadamente elevado. Para resolver estos problemas, la inmovilización de biocatalizadores se ha considerado una vía eficaz para mejorar las prestaciones catalíticas de las enzimas y células naturales. Se refiere a los biocatalizadores localizados física o químicamente en/sobre una determinada región definida de soportes seleccionados mediante adsorción, unión covalente, reticulación o encapsulación. En particular, los materiales de soporte y las técnicas de inmovilización son de gran importancia para mejorar el rendimiento catalítico de los biocatalizadores naturales; por lo tanto, la explotación de nuevos materiales y técnicas de inmovilización eficientes es muy importante y ha atraído una gran atención en los últimos años.
En las últimas décadas, se han hecho grandes progresos en el campo de la inmovilización de enzimas y células enteras. Sin embargo, estos biocatalizadores siguen sufriendo lixiviación, desnaturalización o inactivación, y una transferencia de masa restringida, lo que conduce inevitablemente a una pérdida de sus actividades y de su vida útil. En consecuencia, deben desarrollarse constantemente nuevas teorías, técnicas y metodologías para resolver estos problemas. Especialmente, las siguientes cuestiones merecen atención y deben ser abordadas:
(1) Diseño o descubrimiento de nuevos materiales de soporte de enzimas/células enteras con alta capacidad de carga, estabilidad química y mecánica favorable, amplia aplicabilidad, alta biocompatibilidad, así como bajo coste;
(2) Desarrollo de técnicas avanzadas de inmovilización, que permitan lograr fácilmente el proceso de inmovilización con una repetibilidad ideal, y retener al máximo la actividad del biocatalizador;
(3) Biocatálisis y su regulación del proceso en sistemas no acuosos, como el disolvente eutéctico profundo y el líquido iónico, para realizar una transformación eficiente de sustratos seleccionados;
(4) Revelación profunda de los mecanismos de interacción entre la enzima/célula entera y las plataformas de soporte, tanto desde el punto de vista químico como biológico, para guiar racionalmente el diseño de los materiales de soporte y los procesos de inmovilización;
(5) La aplicación de la enzima o célula entera inmovilizada en la producción de productos químicos de alto valor añadido, especialmente sustancias relacionadas con la energía, ingredientes alimentarios funcionales, productos farmacéuticos intermedios, etc.
Las siguientes áreas pueden ser cubiertas en el ámbito de este Tema de Investigación:
-Materiales novedosos de inmovilización de enzimas o células enteras;
-Técnicas innovadoras de inmovilización de enzimas o células enteras;
-Regulación racional del proceso biocatalítico;
-Mecanismos de interacción entre enzimas/células enteras y las plataformas de soporte;
-Aplicación práctica de la enzima o célula entera inmovilizada;
-Biocatálisis de la enzima o célula entera en sistemas no acuosos;
-Catálisis sinérgica de los materiales de inmovilización y de la enzima/célula entera;
-Diseño racional de las plataformas de soporte y de los procesos de inmovilización.
Respecto al ámbito anterior, se favorecen los siguientes tipos de manuscritos:
(1) Investigación original; (2) Revisión sistemática; (3) Perspectiva; (4) Revisión; (5) Perspectiva; (6) Informe breve de investigación

Palabras clave:Enzyme Immobilization, Whole-Cell Immobilization, Biotransformation, Biocatalysis, Immobilization Materials

Nota importante: Todas las contribuciones a este Tema de Investigación deben estar dentro del ámbito de la sección y la revista a la que se envían, tal y como se define en sus declaraciones de misión. Frontiers se reserva el derecho de orientar un manuscrito fuera de alcance a una sección o revista más adecuada en cualquier etapa de la revisión por pares.