酶工程制药二培训教材课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,酶工程制药二文档ppt,酶工程制药二文档ppt,1,酶工程制药二培训教材课件,酶工程制药二培训教材课件,2.主客体化学和超分子化学,主客体化学的基本意义来源于酶和底物的相互作用，体现为主体和客体在结合部位的客间及电子排列的互补。,超分子的形成源于底受和受体的结合，这种结合基于非共价键相互作用，超分子兼具分子识别、催化和选择性输出的功能。,主客体化学和超分子化学已经成为酶人工模拟的重要理论基础，是人工模拟酶研究的重要理论武器。,2.主客体化学和超分子化学,三、模拟酶的分类,根据Kirby分类法，模拟酶可分为,单纯酶模型以化学方法通过天然酶活性的模拟来重建和改造酶活性。,机制酶模型通过对酶作用机制诸如识别、结合和过渡态稳定化的认识，来指导酶模型的设计和生产。,单纯合成的酶样化合物一些化学合成的具有酶样催化活性的简单分子。,三、模拟酶的分类根据Kirby分类法，模拟酶可分为,按照模拟酶的属性，可分为,主客体酶（环糊精、冠醚、穴醚、杂环大环化合物和卟啉类等）,胶束酶,肽酶,半合成酶,分子印迹酶,按照模拟酶的属性，可分为,1.主 客体酶模型,优良的模拟酶环糊精（cyclodextrin，CD）。能提供一个疏水的结合部位并能与一些无机和有机分子形成包结络合物，以此影响和催化一些反应。,由几个D(+)吡喃葡萄糖残基通过1，4糖苷键连接而成。每个葡萄糖残基呈现椅式构象，整个分子类似环柱形分子，由于环糊精分子空穴边缘有许多羟基，能溶于水，空穴内基本是疏水的。,环糊精催化的特点是参与反应的底物分子先被环糊精分子包接，再于其发生反应，与酶促反应十分相似，已模拟了转氨酶、核糖核酸酶、碳酸苷酶等。,除了环糊精等天然存在的宿主酶模型外，人们还合成了冠醚、穴醚、环番、环芳烃等大环多齿配体来构建酶模型。,1.主 客体酶模型优良的模拟酶环糊精（cyclodex,酶工程制药二培训教材课件,2.,胶束模拟酶,胶束在水溶液中提供了疏水微环境，可以对底物束缚，如果再在胶束上共价或非共价结合了催化基团和一些辅酶后，就有可能提供“活性中心”部位，使胶束成为具有酶活力或部分酶活力的胶束模拟酸。,目前比较重要的胶束酶模型有,模拟水解酶的胶束酶模型,辅酶的胶束酶模型,金属胶束酶模型,2.胶束模拟酶胶束在水溶液中提供了疏水微环境，可以对底物束缚,制备具有酶活性的分子印迹酶，要选择合适的印迹分子，目前所选择的印迹分子主要有底物、底物类似物、酶抑制剂、过渡态类似物和产物等。,因此，酶在有机相中的稳定化研究具有重要的意义。,（3）固定化大肠杆菌反应堆制备 将上述充分洗涤后的固定化大肠杆菌细胞装填于带保温夹套的填充式反应器中，即成为固定化大肠杆菌反应堆，反应器规格为直径70*160厘米。,酶做为药物在体内的半衰期较短等因素限制了酶制剂的应用。,双功能试剂，戊二醛，二胺；,核糖核酸经磷酸二脂酶作用，可分解为腺苷、胞苷、尿苷、鸟苷等一磷酸化合物，该磷酸二脂酶存在于桔青霉细胞、谷氨酸发酵菌细胞、麦芽根等生物材料中，本法以麦芽根为材料制备磷酸酶。,（6）抗体库法用基因克隆技术将全套抗体重链和轻链可变区基因克隆出来，重组到原核表达载体，通过大肠杆菌直接表达有功能的抗体分子片段，从中筛选特异性的可变区基因。,切割RNA的DNA分子，称之为脱氧核酶。,底物不溶于水，或酶的米式常数过高；,5倍体积的5度95%冷工业酒精，5度静置23小时后，吸去上层清夜，回收乙醇，下层离心收集沉淀，用少量丙酮以乙醚先后洗涤23次，真空干燥，粉碎得到磷酸二脂酶，备用。,根据其催化的反应可分为两大类,印迹方法共价分子印迹和非共价分子印迹。,切割RNA的DNA分子，称之为脱氧核酶。,（3）熵阱法利用抗体结合能克服反应熵垒来设计半抗原。,5倍体积的5度95%冷工业酒精，5度静置23小时后，吸去上层清夜，回收乙醇，下层离心收集沉淀，用少量丙酮以乙醚先后洗涤23次，真空干燥，粉碎得到磷酸二脂酶，备用。,水水不溶性溶剂两相体系；,2升每分流速洗脱，当流出液pH达到7时开始部分收集，直至洗脱液中不含核苷酸为止，合并含核苷酸钠的洗脱液进行精制。,剪切型核酶 催化自身或异体RNA的切割，相当于内切核酸酶，主要包括锤头型核酶、发夹型核酶、丁型肝炎病毒核酶以及蛋白质RNA复合酶（RNaseP）。,合适比例的混合液可直接注入体内补充营养，氨基酸作为增味剂，可增加香味促进食欲，还可作为饲料制造人造纤维、塑料等。,另取湿ABXE纤维素40公斤，加入05度蒸馏水至80升，搅拌下先后加入1摩尔每升盐酸和5%亚硝酸钠溶液各10升，搅拌均匀，于05度下反应，150分，抽滤，滤饼迅速用预冷的0.,优良的模拟酶环糊精（cyclodextrin，CD）。,6氨基青霉烷酸是生产半合成青霉素的最基本原料。,通过分子印迹技术可以产生类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有效的结合作用，利用此技术可以在结合部位的空腔内诱导产生催化基团，并与底物定向排列。,三、固定化酶法生产L氨基酸,高分子多聚物，聚乙二醇，聚乙烯醇；,1、有机相酶反应的优点,应用范围分子印迹聚合物可作为剪裁分离物质的材料；,青霉素G经青霉素酰化酶作用，水解除去侧链后的产物称为6氨基青霉烷酸，也称无侧链青霉素。,模拟水解酶的胶束酶模型,固定化酶方法简单，可以只沉淀在载体表面。,5%硫酸铵溶液溶解，过滤得到酶液。,三、固定化酶法生产L氨基酸,可抑制有水参与的副反应；,切割RNA的DNA分子，称之为脱氧核酶。,在有机相中，天然酶容易变性而失活、分散性差、容易聚结成团。,固定化酶方法简单，可以只沉淀在载体表面。,肽酶就是模拟天然酶活性部位而人工合成的具有催化活性的多肽。,通过酰化反应可改变侧链羟基的性质。,3.,肽酶,肽酶就是模拟天然酶活性部位而人工合成的具有催化活性的多肽。,4.半合成酶,以天然酶为母体，用化学方法或基因工程方法引进适当的活性部位或催化基团，从而形成一种新的人工酶。,制备具有酶活性的分子印迹酶，要选择合适的印迹分子，目前所选择,5.,印迹酶,分子印迹制备对某一特定分子具有选择性的聚合物的过程。该特定分子称为印迹分子或模板。,（1）分子印迹的原理,分子印迹的过程,1、选定印迹分子和功能单位，让它们之间发生互补作用，形成印迹分子功能单位复合物。,2、用交联剂在印迹分子功能单位复合物周围发生聚合反应，形成交联的聚合物。,3、从聚合物中除去印迹分子，得到对印迹分子具有选择性的聚合物。,5.印迹酶分子印迹制备对某一特定分子具有选择性的聚合物的过,酶工程制药二培训教材课件,稳定性提高、抗各类失活因子的能力提高、抗原性消除、体内半衰期延长、最适酸度改变、酶学性质改变，对组织分布能力改变。,酶不溶于有机溶剂，易于回收在利用；,对于任何分子，几乎都可以通过免疫系统产生相应的抗体，而且专一性很强，抗体的这种多样性标志着抗体酶的应用潜力是巨大的。,1、选定印迹分子和功能单位，让它们之间发生互补作用，形成印迹分子功能单位复合物。,青霉素G经青霉素酰化酶作用，水解除去侧链后的产物称为6氨基青霉烷酸，也称无侧链青霉素。,酶的化学修饰和表面活性剂包埋 可以增加酶表面的疏沙发一，改善酶在有机相中的脂溶性和稳定性，提高酶的催化效率。,双功能试剂，戊二醛，二胺；,酶活力 疏水性越强的溶剂，其中酶所要求的水量越少；,5复合单核苷酸可用于治疗白血球下降、血小板减少以及肝功能失调等疾病。,底物不溶于水，或酶的米式常数过高；,酶的稳定性 有机溶剂中的水含量对溶剂中酶的稳定性影响很大；,1、磷酸二脂酶的制备 取干麦芽根，加910倍体积的水，用2摩尔每升的盐酸调酸度至5.,可抑制有水参与的副反应；,酶的化学修饰和表面活性剂包埋 可以增加酶表面的疏沙发一，改善酶在有机相中的脂溶性和稳定性，提高酶的催化效率。,以蛋白质为基础制备生物印迹酶的主要过程为使蛋白质部分变性；,酶活力 疏水性越强的溶剂，其中酶所要求的水量越少；,5复合单核苷酸可用于治疗白血球下降、血小板减少以及肝功能失调等疾病。,水水溶性溶剂均相体系；,2、固定化磷酸二脂酶的制备 取上述磷酸二脂酶200克，用1.,优良的模拟酶环糊精（cyclodextrin，CD）。,以往采用化学合成、微生物发酵及生物材料提取等传统技术生产的药品，都可以通过酶工程生产，甚至可以获得传统技术不可能得到的昂贵药品。,（1）大肠杆菌的培养 斜面培养基为普通肉汤琼脂培养基，发酵培养基的成分为蛋白胨、氯化钠、苯乙酸、自来水。,热力学平衡向合成方向移动；,稳定性提高、抗各类失活因子的能力提高、抗原性消除、体内半衰期,（,2,）印迹分子与单体相互作用的类型,印迹方法共价分子印迹和非共价分子印迹。,非共价分子印迹首先是印迹分子与功能单位相混合，二者以非共价键发生反应，然后功能单位与交联剂发生共聚合，形成高交联的刚性聚合物，最后使印迹分子从聚合物上脱离，并留下一个在形状和功能基团位置上与印迹分子相互补的识别部位。,共价 分子印迹印迹分子与功能基团形成共价键，在与交联剂发生共聚合后，用化学方法将印迹分子从这个高度交联的聚合物上除去。,（2）印迹分子与单体相互作用的类型印迹方法共价分子印迹和非共,（3）分子印迹酶,通过分子印迹技术可以产生类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有效的结合作用，利用此技术可以在结合部位的空腔内诱导产生催化基团，并与底物定向排列。,应用范围分子印迹聚合物可作为剪裁分离物质的材料；在酶技术和有机合成中，可作为模拟抗体、模拟酶或具有催化活性的聚合物；在生物传感器的构建中作为传感器。,（3）分子印迹酶,制备具有酶活性的分子印迹酶，要选择合适的印迹分子，目前所选择的印迹分子主要有底物、底物类似物、酶抑制剂、过渡态类似物和产物等。,催化活性基团的引入将催化基团定位在印迹空腔的合适位置对印迹酶发挥催化效率相当重要。通常引入催化基团的方法为诱导法，即通过相反电荷等相互作用引入互补基团。,制备具有酶活性的分子印迹酶，要选择合适的印迹分子，目前所选择,（4）生物印迹酶,生物印迹是分子印迹的一种形式，它以天然的生物材料，如蛋白质和糖类物质为骨架，在其上进行分子印迹而产生对印迹分子具有特异性识别空腔的过程。,用这种方法可以制备生物印迹酶。,以蛋白质为基础制备生物印迹酶的主要过程为使蛋白质部分变性；加入印迹分子，使之与部分变性的蛋白质充分结合；用交联剂交联印迹