酶在制藥方面的應(yīng)用

1、酶在制藥方面的應(yīng)用摘要：酶的生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)過(guò)程叫做酶工程。藥用酶是指具有治療和預(yù)防疾病功效的酶。酶 法制藥是在一定條件下利用酶的催化作用，將底物轉(zhuǎn)化為藥物的技術(shù)過(guò)程?，F(xiàn)在生物制藥越 來(lái)越受到人們的關(guān)注，本文將對(duì)酶在制藥方面的應(yīng)用展開(kāi)討論。關(guān)鍵字：酶工程；應(yīng)用；藥物引言：因?yàn)槊傅拇呋饔脤Ｒ恍詮?qiáng)，催化作用效率高和催化條件溫和，酶制劑已成為制藥方 面的新寵。在制藥方面，酶的使用越來(lái)越廣泛，治療效果也很顯著。Abstract: The enzyme production and application technology of enzyme engineering process called.

2、A medicinal enzyme is a treatment and prevention of diseases of the enzyme. Enzymatic method of medicine is that under certain conditions the enzyme catalysis, converting a substrate for drug technology process. Now the biopharmaceutical receives peoples attention more and more, the enzymes in pharm

3、aceutical applications are discussed.Keywords: enzyme engineering; application; drugIntroduction:Because the enzyme catalysis has strong specificity, high efficiency and catalysis catalytic mild condition, enzyme preparation has become the new favorite of pharmaceutical. In medicine, the enzyme is u

4、sed more and more widely, and treatment effect is also very significant.、概述酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，酶工程制藥是將酶或活細(xì)胞固定化后用于藥品 生產(chǎn)的技術(shù)。應(yīng)用固定化的酶或細(xì)胞戳了能全程合成藥物分子，還能用于藥物的轉(zhuǎn)化。1酶工程作為發(fā)酵工程的替代品，其應(yīng)用具有廣闊的前景，將導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵工業(yè)和化學(xué)合 成工業(yè)的巨大改革。2酶工程制藥主要研究各種產(chǎn)藥酶的來(lái)源、酶的固定化、酶反應(yīng)器及相應(yīng)的操作條件等。 酶工程生產(chǎn)藥物具有生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、目的產(chǎn)物產(chǎn)量高、產(chǎn)品回收容易、回收率高、 可重復(fù)生產(chǎn)及污染少等優(yōu)點(diǎn)。藥用酶是指

5、具有治療和預(yù)防疾病功效的酶。例如，用于治療白 血病的天冬酰胺酶，用于防護(hù)輻射損傷的超氧化物歧化酶，用于防治血栓性疾病的組織纖溶 酶原活化劑等。2酶法制藥是在一定條件下利用酶的催化作用，將底物轉(zhuǎn)化為藥物的技術(shù)過(guò)程。例如，用 青霉素?；干a(chǎn)半合成抗生素，用B一絡(luò)氨酸酶生產(chǎn)多巴，用谷氨酸脫羧酶生產(chǎn)Y一氨基 丁酸等。為了改進(jìn)酶的催化特性，酶法制藥還可以利用酶固定化和酶的非水相催化技術(shù)。1酶法制藥技術(shù)主要包括酶的選擇與催化反應(yīng)條件的確定，固定化酶及其在制藥方面的應(yīng) 用，酶的非水相催化及其在制藥方面的應(yīng)用等。藥用酶的生產(chǎn)技術(shù)有：提取分離法；生物合成法；化學(xué)合成法。3二、固定化酶在制藥方面的應(yīng)用固定化酶的

6、研究從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，1953年聯(lián)邦德國(guó)的格魯布霍費(fèi)和施萊恩采用 聚氨基苯乙烯樹(shù)脂為載體，經(jīng)過(guò)重氮化法活化后，分別與羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖 核酸酶等結(jié)合，制成固定化酶。60年代后期，固定化技術(shù)迅速發(fā)展，1969年，日本的千煙 一郎首次在工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用固定化氨基酰化酶從D，L一氨基酸連續(xù)生產(chǎn)L一氨基酸，實(shí) 現(xiàn)了酶應(yīng)用史上的一大變革。此后，固定化技術(shù)迅速發(fā)展，促使酶工程作為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科 從發(fā)酵過(guò)程中脫穎而出。對(duì)于固定化酶的名稱，曾經(jīng)有過(guò)固相酶、水不溶酶、固定酶等多種， 但都不能明確表達(dá)。對(duì)于1971年召開(kāi)的第一次國(guó)際酶工程學(xué)術(shù)會(huì)議上，確定固定化酶的統(tǒng) 一英文名稱為 immobil

7、ized enzyme。4酶經(jīng)過(guò)固定化后，能夠在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，但是由于受到載體的影響， 酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生了某些改變，從而使酶的催化特性發(fā)生某些改變。固定化酶既保持了酶的催化 特點(diǎn)，又克服了游離酶的某些不足之處，具有增加穩(wěn)定性，可反復(fù)或連續(xù)使用以及易于和反 應(yīng)產(chǎn)物分開(kāi)等顯著優(yōu)點(diǎn)。三、酶在制藥方面的應(yīng)用酶在制藥方面的應(yīng)用時(shí)利用酶的催化作用將前提物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗幬铩?、氨基?；钢圃霯一氨基酸世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶，可以用于生產(chǎn)各種L一氨基酸藥物。1969年日 本田邊制藥公司將從米曲霉中提取分離得到的氨基?；赣肈EAE一葡聚糖凝膠為載體通 過(guò)離子鍵結(jié)合法制成固定化酶，將L一乙酰氨

8、基酸水解生成L一氨基酸，用來(lái)拆分D,L 一乙 酰氨基酸，連續(xù)生產(chǎn)L一氨基酸。剩余的D一乙酰氨基酸經(jīng)過(guò)消旋化，生成D,L 一乙酰氨基 酸，再進(jìn)行拆分。生產(chǎn)成本僅為用游離酶生產(chǎn)成本的60%左右。2、天冬氨酸一3一脫羧酶生產(chǎn)L一丙氨酸將含天冬氨酸一B一脫羧酶的假單胞菌菌體，用凝膠包埋法制成固定化天冬氨酸一B 一 脫羧酶，于1982年用于工業(yè)化生產(chǎn)，催化L一天冬氨酸脫去B一羧基，生產(chǎn)L一丙氨酸。3、青霉素酰化酶制造半合成抗生素藥物生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種固定化酶，可用多種方法固定化。1973年用于工業(yè)化生產(chǎn)， 用漢語(yǔ)制造各種半合成青霉素和頭孢菌素。用同一種固定化青霉素?；?，只要改變PH等 條件，就既可以

9、催化青霉素或頭孢菌素水解生成6一氨基青霉烷酸或7一氨基頭孢霉烷酸， 也可以催化6-APA或7-ACA與其他的羧酸衍生物進(jìn)行反應(yīng)，以合成新的具有不同側(cè)鏈基 團(tuán)的青霉素或頭孢霉素。4、。一絡(luò)氨酸酶制造多巴多巴是治療帕金森氏綜合征的一種重要藥物。病因是由于遺傳原因或人體代謝失調(diào)，不 能有絡(luò)氨酸生成多巴或多巴胺所致。B一絡(luò)氨酸酶可催化L一絡(luò)氨酸氧化，生成二強(qiáng)苯丙氨酸（DOPA,多巴），該酶也可以 催化鄰苯二酚與氨反應(yīng)，生成多巴。B一絡(luò)氨酸酶在pH3.56.0,溫度為3055C條件下，可催化絡(luò)氨酸氧化生成多巴。其 中黃曲霉B一絡(luò)氨酸酶的最適pH為3.5，而其他來(lái)源的B一絡(luò)氨酸酶的最適pH為6.0左右。

10、轉(zhuǎn)化溫度隨所使用的抗氧化劑的不同而有所差別。當(dāng)使用維生素C時(shí)，以5055C為宜； 用硫酸肼時(shí)，以3035C較好。之所以要添加維生素C或硫酸肼等抗氧化劑，是為了控制氧 化進(jìn)程，使絡(luò)氨酸氧化生成多巴后不要再繼續(xù)氧化。5、天冬氨酸酶生成L一天冬氨酸大腸桿菌天冬氨酸酶能夠催化延胡索酸與氨反應(yīng)，生成L一天冬氨酸。6、谷氨酸脫羧酶制造Y氨基丁酸Y一氨基丁酸是一種神經(jīng)傳遞介質(zhì)，可用于治療小兒多動(dòng)癥。Y一氨基丁酸可以通過(guò)谷氨酸脫羧酶字37C，pH4.2的條件下催化谷氨酸進(jìn)行脫羧反應(yīng) 而生成。7、核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷核苷中的核糖被阿拉伯糖取代可以生成阿拉伯糖苷。阿糖苷具有抗癌和抗病毒的作用， 是令人矚目的藥

11、物，其中阿糖腺苷療效顯著。阿糖腺苷可以由核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷轉(zhuǎn)化生產(chǎn)，而阿糖尿苷可以通過(guò)化學(xué)方法轉(zhuǎn) 化而來(lái)。由阿糖尿苷生成阿糖腺苷的反應(yīng)分兩步完成。首先阿糖尿苷在尿苷磷酸化酶的作用 下生成阿拉伯糖一1一磷酸，然后阿糖一1一磷酸再在嘌吟核苷酸磷酸化酶的作用下生成阿糖 腺苷。58、無(wú)色桿菌蛋白酶制造人胰島素?zé)o色桿菌蛋白酶可以特異性地催化胰島素B鏈羧基末端上的氨基酸置換反應(yīng)，由豬胰 島素轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素，以增加療效。9、多核苷酸磷酸化酶生產(chǎn)聚肌胞多核苷酸磷酸化酶又稱為多核苷酸核苷酰轉(zhuǎn)移酶，它催化多核苷酸與核苷二磷酸反應(yīng)， 釋放出磷酸，同時(shí)生成多一個(gè)核苷酸殘基的多核苷酸。10、。-D-葡萄糖苷酶制造

12、抗腫瘤人參皂苷B -D-葡萄糖苷酶是一種水解非還原端B -D-葡萄糖殘基，釋放出B-D-葡萄糖的水解糖。人參皂苷是人參的主要有效成分，含量約4%。人參皂苷屬于三萜類皂苷。根據(jù)其皂苷 元和側(cè)鏈基團(tuán)以及所含糖基的不同，可以分為多種。6四、酶在疾病治療和預(yù)防方面的應(yīng)用1、蛋白酶作消化劑，用于治療消化不良和食欲不振；作消炎劑，治療各種炎癥；蛋白酶經(jīng)過(guò)靜脈注射，可治療高血壓。2、a淀粉酶 治療消化不良，食欲不振。3、脂肪酶 催化脂肪水解的水解酶，通常有胰脂肪酶、酵母脂肪酶等。4、溶菌酶 用于抗菌、消炎、鎮(zhèn)痛，與抗生素聯(lián)合使用可提高抗生素的療效。5、超氧化物歧化酶SOD有抗氧化、抗衰老、抗輻射作用。對(duì)紅斑

13、狼瘡、皮肌炎、結(jié)腸炎及氧中毒等疾病有顯著療效。6、L天冬酰胺酶組織蛋白質(zhì)合成，用于治療癌癥，特別對(duì)治療白血病有顯著療效。7、尿激酶具有溶解血栓和抗凝血功效，用于治療各種血栓性疾病。8、 納豆激酶由納豆桿菌發(fā)酵產(chǎn)生，催化血纖維蛋白水解，激活纖溶酶原成纖溶 酶，有顯著的溶解血栓功效。9、凝血酶 催化血纖維蛋白原水解，生成不溶性的學(xué)纖維蛋白，用于各種出血性疾病 的治療。10、 組織纖溶酶原激活劑催化纖溶酶原水解，生成纖溶酶，具有很強(qiáng)的溶纖功效。11、孚L糖酶 消除或者減輕乳糖引起的腹脹、腹瀉等癥狀。12、核酸類酶 催化本身RNA的剪切或剪接作用，抑制人體細(xì)胞中某些不良基因和 某些病毒基因的復(fù)制和表達(dá)功能。7五、總結(jié)酶工程制藥是現(xiàn)代制藥技術(shù)的重要突破和發(fā)展趨勢(shì)，利用藥用酶等可以更好地達(dá)到治療 效果，造福人類。參考文獻(xiàn)陶軍華，林國(guó)強(qiáng)，安德列亞斯李斯編著生物催化在制藥工業(yè)的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)、開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)化學(xué) 工業(yè)出版社出版日期：2010.08 ISBN:978-7-122-08810-9李榮秀