酶在制药方面的应用

1、酶在制药方面的应用摘要：酶的生产与应用技术过程叫做酶工程。药用酶是指具有治疗和预防疾病功效的酶。酶 法制药是在一定条件下利用酶的催化作用，将底物转化为药物的技术过程。现在生物制药越 来越受到人们的关注，本文将对酶在制药方面的应用展开讨论。关键字：酶工程；应用；药物引言：因为酶的催化作用专一性强，催化作用效率高和催化条件温和，酶制剂已成为制药方 面的新宠。在制药方面，酶的使用越来越广泛，治疗效果也很显著。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.、概述酶工程是现代生物技术的重要组成部分，酶工程制药是将酶或活细胞固定化后用于药品 生产的技术。应用固定化的酶或细胞戳了能全程合成药物分子，还能用于药物的转化。1酶工程作为发酵工程的替代品，其应用具有广阔的前景，将导致整个发酵工业和化学合 成工业的巨大改革。2酶工程制药主要研究各种产药酶的来源、酶的固定化、酶反应器及相应的操作条件等。 酶工程生产药物具有生产工艺结构简单紧凑、目的产物产量高、产品回收容易、回收率高、 可重复生产及污染少等优点。药用酶是指

5、具有治疗和预防疾病功效的酶。例如，用于治疗白 血病的天冬酰胺酶，用于防护辐射损伤的超氧化物歧化酶，用于防治血栓性疾病的组织纤溶 酶原活化剂等。2酶法制药是在一定条件下利用酶的催化作用，将底物转化为药物的技术过程。例如，用 青霉素酰化酶生产半合成抗生素，用B一络氨酸酶生产多巴，用谷氨酸脱羧酶生产Y一氨基 丁酸等。为了改进酶的催化特性，酶法制药还可以利用酶固定化和酶的非水相催化技术。1酶法制药技术主要包括酶的选择与催化反应条件的确定，固定化酶及其在制药方面的应 用，酶的非水相催化及其在制药方面的应用等。药用酶的生产技术有：提取分离法；生物合成法；化学合成法。3二、固定化酶在制药方面的应用固定化酶的

6、研究从20世纪50年代开始，1953年联邦德国的格鲁布霍费和施莱恩采用 聚氨基苯乙烯树脂为载体，经过重氮化法活化后，分别与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖 核酸酶等结合，制成固定化酶。60年代后期，固定化技术迅速发展，1969年，日本的千烟 一郎首次在工业生产规模应用固定化氨基酰化酶从D，L一氨基酸连续生产L一氨基酸，实 现了酶应用史上的一大变革。此后，固定化技术迅速发展，促使酶工程作为一个独立的学科 从发酵过程中脱颖而出。对于固定化酶的名称，曾经有过固相酶、水不溶酶、固定酶等多种， 但都不能明确表达。对于1971年召开的第一次国际酶工程学术会议上，确定固定化酶的统 一英文名称为 immobil

7、ized enzyme。4酶经过固定化后，能够在一定的空间范围内进行催化反应，但是由于受到载体的影响， 酶的结构发生了某些改变，从而使酶的催化特性发生某些改变。固定化酶既保持了酶的催化 特点，又克服了游离酶的某些不足之处，具有增加稳定性，可反复或连续使用以及易于和反 应产物分开等显著优点。三、酶在制药方面的应用酶在制药方面的应用时利用酶的催化作用将前提物质转变为药物。1、氨基酰化酶制造L一氨基酸世界上第一种工业化生产的固定化酶，可以用于生产各种L一氨基酸药物。1969年日 本田边制药公司将从米曲霉中提取分离得到的氨基酰化酶用DEAE一葡聚糖凝胶为载体通 过离子键结合法制成固定化酶，将L一乙酰氨

8、基酸水解生成L一氨基酸，用来拆分D,L 一乙 酰氨基酸，连续生产L一氨基酸。剩余的D一乙酰氨基酸经过消旋化，生成D,L 一乙酰氨基 酸，再进行拆分。生产成本仅为用游离酶生产成本的60%左右。2、天冬氨酸一3一脱羧酶生产L一丙氨酸将含天冬氨酸一B一脱羧酶的假单胞菌菌体，用凝胶包埋法制成固定化天冬氨酸一B 一 脱羧酶，于1982年用于工业化生产，催化L一天冬氨酸脱去B一羧基，生产L一丙氨酸。3、青霉素酰化酶制造半合成抗生素药物生产中广泛应用的一种固定化酶，可用多种方法固定化。1973年用于工业化生产， 用汉语制造各种半合成青霉素和头孢菌素。用同一种固定化青霉素酰化酶，只要改变PH等 条件，就既可以

9、催化青霉素或头孢菌素水解生成6一氨基青霉烷酸或7一氨基头孢霉烷酸， 也可以催化6-APA或7-ACA与其他的羧酸衍生物进行反应，以合成新的具有不同侧链基 团的青霉素或头孢霉素。4、。一络氨酸酶制造多巴多巴是治疗帕金森氏综合征的一种重要药物。病因是由于遗传原因或人体代谢失调，不 能有络氨酸生成多巴或多巴胺所致。B一络氨酸酶可催化L一络氨酸氧化，生成二强苯丙氨酸（DOPA,多巴），该酶也可以 催化邻苯二酚与氨反应，生成多巴。B一络氨酸酶在pH3.56.0,温度为3055C条件下，可催化络氨酸氧化生成多巴。其 中黄曲霉B一络氨酸酶的最适pH为3.5，而其他来源的B一络氨酸酶的最适pH为6.0左右。

10、转化温度随所使用的抗氧化剂的不同而有所差别。当使用维生素C时，以5055C为宜； 用硫酸肼时，以3035C较好。之所以要添加维生素C或硫酸肼等抗氧化剂，是为了控制氧 化进程，使络氨酸氧化生成多巴后不要再继续氧化。5、天冬氨酸酶生成L一天冬氨酸大肠杆菌天冬氨酸酶能够催化延胡索酸与氨反应，生成L一天冬氨酸。6、谷氨酸脱羧酶制造Y氨基丁酸Y一氨基丁酸是一种神经传递介质，可用于治疗小儿多动症。Y一氨基丁酸可以通过谷氨酸脱羧酶字37C，pH4.2的条件下催化谷氨酸进行脱羧反应 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， 是令人瞩目的药

11、物，其中阿糖腺苷疗效显著。阿糖腺苷可以由核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷转化生产，而阿糖尿苷可以通过化学方法转 化而来。由阿糖尿苷生成阿糖腺苷的反应分两步完成。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、无色杆菌蛋白酶制造人胰岛素无色杆菌蛋白酶可以特异性地催化胰岛素B链羧基末端上的氨基酸置换反应，由猪胰 岛素转变为人胰岛素，以增加疗效。9、多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞多核苷酸磷酸化酶又称为多核苷酸核苷酰转移酶，它催化多核苷酸与核苷二磷酸反应， 释放出磷酸，同时生成多一个核苷酸残基的多核苷酸。10、。-D-葡萄糖苷酶制造

12、抗肿瘤人参皂苷B -D-葡萄糖苷酶是一种水解非还原端B -D-葡萄糖残基，释放出B-D-葡萄糖的水解糖。人参皂苷是人参的主要有效成分，含量约4%。人参皂苷属于三萜类皂苷。根据其皂苷 元和侧链基团以及所含糖基的不同，可以分为多种。6四、酶在疾病治疗和预防方面的应用1、蛋白酶作消化剂，用于治疗消化不良和食欲不振；作消炎剂，治疗各种炎症；蛋白酶经过静脉注射，可治疗高血压。2、a淀粉酶 治疗消化不良，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、镇痛，与抗生素联合使用可提高抗生素的疗效。5、超氧化物歧化酶SOD有抗氧化、抗衰老、抗辐射作用。对红斑

13、狼疮、皮肌炎、结肠炎及氧中毒等疾病有显著疗效。6、L天冬酰胺酶组织蛋白质合成，用于治疗癌症，特别对治疗白血病有显著疗效。7、尿激酶具有溶解血栓和抗凝血功效，用于治疗各种血栓性疾病。8、 纳豆激酶由纳豆杆菌发酵产生，催化血纤维蛋白水解，激活纤溶酶原成纤溶 酶，有显著的溶解血栓功效。9、凝血酶 催化血纤维蛋白原水解，生成不溶性的学纤维蛋白，用于各种出血性疾病 的治疗。10、 组织纤溶酶原激活剂催化纤溶酶原水解，生成纤溶酶，具有很强的溶纤功效。11、孚L糖酶 消除或者减轻乳糖引起的腹胀、腹泻等症状。12、核酸类酶 催化本身RNA的剪切或剪接作用，抑制人体细胞中某些不良基因和 某些病毒基因的复制和表达功能。7五、总结酶工程制药是现代制药技术的重要突破和发展趋势，利用药用酶等可以更好地达到治疗 效果，造福人类。参考文献陶军华，林国强，安德列亚斯李斯编著生物催化在制药工业的应用发现、开发与生产化学 工业出版社出版日期：2010.08 ISBN:978-7-122-08810-9李荣秀