文档介绍：第七章酶工程制药
酶工程制药主要包括药用酶的生产好酶法制药两方面技术
药用酶:具有治疗和预防疾病功效的酶。
酶法制药: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。
目前常用的产酶微生物:
大肠杆菌:谷氨酸脱羧酶,用于测定谷氨酸含量或γ-氨基丁酸;天冬氨酸酶,催化延胡索酸加氨生成L-天冬氨酸;苄青霉素酰化酶,生成新的半合成青霉素或头孢霉素;β-半乳糖苷酶,用于分解乳糖。
黑曲霉:有胞外酶和胞内酶,糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、纤维素酶。
米曲霉:糖化酶和蛋白酶,在传统的酒曲和酱油曲中得到广泛应用。
木霉:纤维素酶,含有较强的17α-羟化酶,常用于甾体转化
根霉:糖化酶、α-淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶,含有较强的11α-羟化酶,常用于甾体转化。链霉菌:葡萄糖异构酶、青霉素酰化酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶,含有丰富的11α-羟化酶,可用于甾体转化。
啤酒酵母:酿造啤酒、酒精、饮料酒和面包制造。可生产转化酶、***酸脱羧酶等的生产。
植物细胞:大蒜-超氧化物歧化酶、木瓜-木瓜蛋白酶、菠萝-菠萝蛋白酶。
二、提高药用酶产量的措施
1、添加诱导物:对于诱导酶的发酵生产,在发酵培养基
中添加适当的诱导物,可使产酶量显著提高。乳糖诱导β-半乳
糖苷酶,纤维二糖诱导纤维素酶。
诱导物可分为三种:酶的作用底物、酶的反应产物、酶的
底物类似物。
2、控制阻遏物浓度:有些酶的合成受到阻遏物的阻遏作
用,应设法解除阻遏作用来提高酶的产量。
3、添加表面活性剂:可分为离子型和非离子型,离子型
对细胞有毒害作用,只能使用非离子型,可聚集在细胞膜上,
增加细胞通透性,有利于酶的分泌,可增加酶的产量。
4、添加刺激剂:在植物细胞培养生产次级代谢产物的
过程中,添加某些刺激剂可显著提高次级代谢的物的产量。
真菌的细胞壁碎片或其有效成分、微生物胞外酶以及一些小
分子物质。
5、添加产酶促进剂:植酸钙镁可是霉菌蛋白酶和橘青霉
磷酸二酯酶的产量提高1-20倍。
第三节药物的酶法生产
酶的选择
1、根据欲生产的药物的结构特点选择所需要的酶。
如生产L-丙氨酸,可以利用丙氨酸转氨酶, L-天冬氨酸脱羧酶等多种酶
2、根据底物的特点选择所需要的酶。
如酶法生产L-丙氨酸宜选择只需一种底物的L-天冬氨酸脱羧酶。
3、根据副产物的特点选择所需要的酶。
4、根据生产要求确定酶的使用形式。
酶催化反应体系和反应条件的确定
1、根据底物、产物的性质和生产的要求选择催化反应体系。
2、根据酶反应动力学性质确定催化反应的条件
固定化酶: 限制或固定于特定空间位置的酶,即经物理化学方法处理,使酶变成不易随水流失即运动受到限制,而又能发挥催化作用的酶制剂。
3、酶和细胞的固定化方法 载体结合法:物理吸附法、离子结合法、共价结合法; 交联法 包埋法:网格型、微囊型 热处理(细胞)
一、反应器的类型和特点
⒈间歇式搅拌罐反应器
用于游离酶反应后随即放料。
⒉连续流动搅拌罐反应器
连续进料、连续出料
⒊添充床反应器
固定化酶添充于床层内。反应器
内的流体的流动形态为平推流形。
底物以恒定流速通过反应床。
⒋流化床反应器
底物以足够大的流速向上通过固定化酶床层,使固体颗粒处于流化状态,达到混合的目的。
⒌循环反应器
部分反应液流出和新加入底物流入液混合,在进入反应床进行循环。
⒍连续流动搅拌罐-超滤膜反应器
⒎其它反应器
⒍连续流动搅拌罐-超滤膜反应器
由连续流动搅拌罐反应器和超滤装置组合而成的反应器。它在连续流动搅拌罐的出口处装有半透膜。
二、反应器的选择依据
⒈根据固定化酶的形状来选择
⒉根据底物的物理性质来选择
⒊根据反应的动力学特性来选择
⒋根据外界环境对酶的稳定性
的影响来选择
⒌根据操作要求及反应器费用
来选择
第五节酶工程制药应用
一酶的应用