化学制药中生物催化技术的优势及使用,生物制药论文

化学制药中生物催化技术的优势及使用,生物制药论文摘要：近年来，我们国家化学制药领域发展速度加快，生物催化技术也应用得愈加广泛，借助生物催化剂与化学合成酶催化相结合的方式，能够保证衍生物的多样性，并发现新的生理活性物质，是推动化学制药行业发展的关键。生物催化技术相比于化学合成方式方法愈加简单有效，在保卫环境方面优势也愈加明显，能够为制药企业创造更大的经济效益。本文对生物催化技术进行了概述，分析了生物催化技术的优势，并以酶催化技术为例，讨论了其在化学制药中的详细应用。本文关键词语：生物催化技术;化学制造;应用;Abstract：Inrecentyears,Chinaschemicalpharmaceuticalfieldhasdevelopedrapidly,andthebiocatalysistechnologyhasbeenmorewidelyused.Withthecombinationofbiocatalystandchemicalsynthasecatalysis,thepersityofderivativescanbeguaranteedandnewphysiologicalactivesubstancescanbefound,whichisthekeytopromotethedevelopmentofchemicalpharmaceuticalindustry.Comparedwiththechemicalsynthesismethod,biocatalysistechnologyismoresimpleandeffective,andhasmoreobviousadvantagesinenvironmentalprotection,whichcancreategreatereconomicbenefitsforpharmaceuticalenterprises.Thispaperfirstsummarizesthebiocatalysistechnology,thenanalyzestheadvantagesofbiocatalysistechnology,andfinallydiscussesthespecificapplicationofbiocatalysistechnologyinchemicalpharmacy.Keyword：biocatalysis;chemicalmanufacturing;application;在当下化学制药中，减少化学药物研发时间与降低成本等是亟待解决的问题，同时要保证药物愈加安全有效，能够提升治疗效果。而将生物催化技术应用于化学制药中，是对传统工艺形式的一种创新，能够更好地发挥出新技术的作用，保证化学制药工艺水平的提升，真正到达实际生产要求。因而要进一步研究生物催化技术，为化学制药发展提供更先进的技术支持，这样才能与现前阶段社会发展趋势相符。1、生物催化技术概述生物催化技术在化学制药中的应用，具有容易分离与控制等优点，有利于运输与储存，同时能够实现循环利用的目的，减少生产成本与生产时间等的投入，提升了自动化生产水平。近年来，我们国家经济与科学发展速度加快，生物催化技术应用也越来越广泛，能够为生态环境提供可靠保卫，也在发展经济效益、改善能源来源和减少能源消耗等方面发挥着日益重要的作用[1]。除此之外，近年来化学制药中生物催化技术的应用日益增加，也为生物催化技术的发展奠定了良好基础。当下我们国家生物催化技术发展已经成熟，但是也有很多缺乏的地方，如生物催化剂开发的周期较长、类型较少，要求今后继续加大研究力度，发现并找出问题，及时改良与完善，为化学制药质量与水平的提升打牢基础。2、生物催化技术的优势在化学制药中生物催化技术主要包括下面特点。〔1〕利用生物催化技术能够代替使用铑。铑作为有毒物质，很难通过吸附剂去除，并容易构成固体废物。〔2〕在温和环境中转氨酶也能够反响，不需要高温高压的氢化环境，且传统氢化环节需要专门定制的高压反响管道，投入较大[2]。对生物催化技术来讲，仅仅考虑使用标准的反响器，并借助转氨酶省去多余的合成环节，促使总得率实现提升，在降低溶剂使用量的基础上，保证最终产品纯度更高层次。〔3〕具有安全的优点，能最大限度降低能耗，不需要投入过大的成本。十分是从产品纯度角度来讲，生物催化剂在不断进化的经过中，产品纯度也能随之提升。〔4〕生物催化技术相比于普通化学法，在绿色环保方面更具优势，这是由于其具备高效、高选择性、条件温和、环境友好等优点，在原料、催化剂等方面愈加绿色化，将来在药物绿色工艺中将发挥更大作用。3、酶催化技术在化学制药中的详细应用3.1、裂解酶在化学制药中的应用对C-C、C-N、C-O等不饱和键进行加成与消除，醛缩酶、转羟乙醛酶和氧腈酶等构成C-C方面，裂解酶催化小分子选择性较强，在化学制药中逐步得到了广泛应用。通过醛缩酶催化构成醛缩反响，能够延长醛至少2～3个碳单元，这与化学醛缩反响相类似，主要在醛上加有稳定带负电的碳。以多巴胺为例，作为哺乳动物中枢神经系统的重要神经传递质，多巴胺是肾上腺素的前体，能够对急性循环系统不全、低血压等产生较好的治疗效果[3]。反响中，底物为3,4-二羟基-L-苯丙氨酸，催化剂是相应的脱羟酶，能够完成对多巴胺的合成。在偶姻反响中，化学制药领域的典型例子就是通过裂解酶合成L-黄麻素的前体，反响使用的酶为丙酮酸脱羧酶，同时需用焦磷酸硫胺素作为辅助因子。3.2、氧化酶在化学制药中的应用化学制药中也常用到生物氧化反响。在生物催化技术应用中，氧化酶发挥着日益重要的作用，以丙肝病毒蛋白酶抑制剂、质子泵抑制剂埃索美拉唑等为例，均选用了氧化酶[4]。植物雌激素松脂醇适用于多种疾病的治疗，能够到达保卫机体的目的，在化学制药中也得到了应用。借助青霉菌的香草醇氧化酶与细菌漆酶，并选用丁子香酚合成松脂醇，成本投入不高，优化条件下能够发展为1.6g/L的半制备规模[5]。3.3、复原酶在化学制药中的应用生物酶催化剂在羰基官能团区域选择性与立体选择性等方面能够产生较好的效果，十分是复原合成手性药物中间体环节发挥着较大的作用。当新的微生物菌株由环境进行分离后，具有较好的羰基复原活性，并涵盖各方面的生化特性，主要表如今热稳定性与对有机溶剂的耐受性上。例如，叔丁基6-氰基-〔3R,5R〕-二羟基己酸酯在立普妥中属于重要的手性前体，主要通过6-氰基-〔5R〕-羟基-3-氧代己酸叔丁酯以复原酶复原的方式构成[6]。乳酸克鲁维酵母内可以以提取出新的羰基复原酶KlAKR，能够对6-氰基-〔5R〕-羟基-3-氧代己酸叔丁酯进行不对称复原。采取半理性设计方式，能够促使酶的活性得到提升，经过两轮基于同源建模和分子对接的位点饱和突变挑选，能够获得突变体Y295W/W296L，相比于野生型KlAKR，催化效率至少提高了11.25倍。3.4、转移酶在化学制药中的应用对底物分子糖基、氨基、甲基、醛基和羧基等特点基团来讲，能够通过转移酶催化的方式，向其他底物分子进行转移，多种场合下供体为辅助因子，能够携带基团到达转移的目的。因而，应用转移酶时也需要使用辅酶，华而不实转氨酶是最为常见的转移酶，而辅酶则一般选择磷酸砒哆醛。该辅酶为维生素B6的衍生物，不仅应用于转氨基反响中，更是脱羟反响、消旋反响中非常重要的一种辅酶，反响期间先产生西夫碱，并结合酶的催化特性完成反响。转氨酶的底物特异性不高，能够迅速完成反响，在大规模合成非天然氨基酸中应用较多，能够到达手性药物生产要求[7]。以L-丝氨酸为例，作为常见的药物氨基酸，能够通过丝氨酸羟甲基转移酶对甲醛、甘氨酸的催化，进而顺利进行合成。丝氨酸羟甲基转移酶在反响中所需辅助因子包括磷酸吡哆醛〔PLP〕、四氢叶酸，L-丝氨酸在反响液内浓度为0.2mmol/L，在当下化学制药中应用前景非常广阔[8]。4、结束语化学制药中引入生物催化技术，能够借助其高选择性、环境友好等优势，不再遭到传统工艺道路的限制，到达减少生产成本的目的，能够更好地在国际竞争中立足。除此之外，生物催化技术在高活性工程酶、非天然氨基酸、药物中间体和原料药等生产中将发挥日益重要的作用，具有广阔的商业化应用前景，能够推动我们国家化学制药水平的进一步提升。以下为参考文献[1]王军.浅谈化学制药中的生物催化技术的应用[J].科学技术创新,2021(29):192-193.[2]梅东杰.生物催化技术在化学制药中的详细应用[J].当代经济信息,2021(12):363.[3]贾爱娟,刘姚,张挺,等.基于3种载体蛋白的莱克多巴胺抗原的合成与检测[J].广东农业科学,2021,44(7):125-131.[4]许开平.化学制药中的生物催化技术应用[J].生物化工,2021,2(6):67-69.[5]何新荣,张玉萌,辛海莉,等.甘草、牡蛎、续断与杜仲配伍对京尼平苷酸、绿原酸和松脂醇二葡萄糖苷煎出含量的影响[J].中药材,2021