Byggande på det tidigare nämnda sammanhanget för enzymtillämpningar i farmaceutisk syntes, möter enzymkatalysatorer olika begränsningar i praktisk implementering. Kärnfrågorna är följande:
Betydande stabilitetsproblem
Eftersom enzymer är proteiner är de mycket känsliga för yttre förhållanden som temperatur, pH och jonstyrka. De denaturerar lätt och förlorar aktivitet i miljöer med hög-temperatur eller extremt pH. Följaktligen har konventionella fria enzymer kort hållbarhet och driftslivslängder, vilket gör det svårt för dem att uppfylla de rigorösa driftsförhållanden som krävs för vissa industriella reaktioner.
Tillämpningsomfång begränsat av specificitet
Den höga substratspecificiteten för enzymer är ett dubbel-eggat svärd; de fungerar endast med specifika substrat eller reaktioner och kan inte ta emot komplexa syntesscenarier som involverar flera substrat eller reaktionstyper. Processer som kräver tandemreaktioner i flera-steg kräver ofta användningen av olika enzympreparat, vilket avsevärt ökar processkomplexiteten.
Höga produktions- och användningskostnader
Enzymextraktion och rening är komplexa processer, vilket gör produktionen av hög-rena, industriella-enzymer svår och dyr. Dessutom är konventionella fria enzymer ofta svåra att separera från produkter i vattenhaltiga reaktionssystem och är vanligtvis begränsade till engångsapplikationer-, vilket ytterligare driver upp de totala produktionskostnaderna.
Mottaglighet för störningar och svår nedströms bearbetning
Enzymaktiviteten äventyras lätt av föroreningar som tungmetaller och inhibitorer, medan kontaminerande enzymer i reaktionssystemet kan utlösa oavsiktliga bireaktioner. Dessutom ökar blandningen av enzymer och produkter avsevärt arbetsbelastningen för nedströms produktseparation och rening, och den milda vattenhaltiga reaktionsmiljön är utsatt för mikrobiell kontaminering.
