生物技术制药第七章酶工程制药

生物技术制药-07第七章 酶工程制药http:/ 酶工程制药第一节 概述第二节 酶的来源和生产第三节 酶和细胞的固定化第四节 固定化酶和固定化细胞的反应器第五节 酶工程在医药工业中的应用第六节 酶工程研究的进展http:/ 概述一、酶的特性酶、酶促反应的定义酶除具有一般催化剂的共性外，还有其特有的特点：催化效率高；专一性强；反应条件温和；酶的催化活性受到调节和控制。1961年按酶所催化的反应类型将酶分成6大类：氧化还原酶类；转移酶类；水解酶类；裂合酶类；异构酶类；合成酶（或称连接酶）类。http:/ 酶的来源和生产一、酶的来源酶的来源主要是动植物和微生物，动植物细胞培养的方法可用于酶生产，目前工业化生产一般以微生物为主要来源。利用微生物生产酶的优点是：微生物种类繁多，动植物体内存在的酶，几乎都可从微生物中得到；微生物繁殖快、生产周期短、培养简便，并可以通过控制培养条件来提高酶的产量；微生物具有较强的适应性，通过各种遗传变异的手段，能培育出新的高产菌株。http:/ 酶和细胞的固定化酶反应几乎都在水溶液中进行，属均相反应，自然简便，但缺点是游离酶只能一次性使用，不仅造成酶的浪费，而且会增加产品分离的难度和费用，影响产品的质量；另外溶液酶很不稳定，容易变性和失活。将酶制剂制成既能保持其原有的催化活性、性能稳定、又不溶于水的固形物，即固定化酶，则可象一般固定催化剂那样使用和处理，就可以大大提高酶的饿利用率。与酶类似，细胞也能固定化，固定化细胞既有细胞特性和生物催化的特性，也具有固相催化剂的特点。http:/ CG-50、XE-97、IR-45和Dowex-50等。操作简单、酶的高级结构和活性中心的氨基酸不易被破坏，能得到酶活回收率较高的固定化酶。但是载体与酶的结合力比较弱，容易受缓冲液种类或vpH的影响，在离子强度高的条件下进行反应时，往往会发生酶从载体上脱落的现象。此法也可用于微生物细胞的固定化，细胞有自溶现象。http:/www.mbdg97.org/（1）载体结合法共价结合法：共价结合法是酶以共价键结合于载体上的固定化方法，也就是将酶分子上非活性部位功能团与载体表面反应基团进行共价结合的方法。它是研究最广泛、内容最丰富的固定化方法，其原理是酶分子上的功能团，如氨基、羧基、羟基、咪唑基、巯基等和载体表面的反应基团之间形成共价键，因而将酶固定在载体上。共价结合法有数十种，如重氮化、迭氮化、酸酐活化法、酰氯法、异硫氰酸酯法、缩合剂法、溴化氰活化法、烷基化及硅烷化法等。在共价结合法中必须首先使载体活化，即使载体获得能与酶分子的某一特定基团发生特异反应的活泼基团；另外要考虑到酶蛋白上提供共价结合的功能团不影响酶的活性；反应条件尽可能温和。http:/ A200、琼脂、琼脂糖、苯胺多孔玻璃等。交联法是通过双或多功能试剂进行固定化，因此不需要固定化载体。也可用与吸附法和包埋法相同的载体进行交联。酶和细胞固定化的载体见书中表7-1http:/www.mbodog188.org/5、固定化酶的制备技术（1）吸附法制备固定化酶技术（2）包埋法制备固定化酶技术http:/ 固定化酶和固定化细胞的反应器一、反应器的类型和特点用于酶催化反应的装置称为酶反应器，它可用于溶液酶，也可用于固定化酶。间歇式搅拌反应器连续流动搅拌反应器填充床反应器流化床反应器连续流动搅拌罐其它有 淤浆反应器、滴流床反应器等。http:/www.02365b.org/二、反应器的选择依据1、根据固定化酶的形状来选择2、根据底物的物理性质来选择3、根据酶反应动力学特性来选择4、根据外界环境对酶的稳定性的影响来选择5、根据操作要求及反应器费用来选择http:/ 酶工程在医药工业中的应用一、固定化细胞法生产6-氨基青霉烷酸二、固定化酶法生产5-复合单核苷酸。三、固定化酶法生产L-氨基酸http:/ 酶工程研究的进展一、酶的化学修饰1、目的和意义：医学用酶，降低或消除其免疫原性酶的稳定性、酶性质发生有利于生产的改变。2、常用的化学修饰剂要求修饰剂具有较大的分子量，良好的生物相溶性和水溶性，分子表面具有较多的反应活性基团及修饰后酶活的半衰期较长。（1）糖及糖的衍生物；（2）高分子多聚物；（3）生物大分子；（4）双功能试剂；（5）糖基化试剂等。http:/