酶工程技术在医药制药领域的应用论文（共2篇）

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1、酶工程技术在医药制药领域的应用论文（共2篇）第1篇：酶工程技术在医药制药领域的应用一、酶工程技术研究进展1固定化酶酶工程的最初10年，主要兴趣在发展固定化方法和载体，探索其应用的可能性。第一代固定化生物催化剂的特征是单酶的固定化，发展了吸附、共价、交联和包埋等数十种固定化方法。现已有20多种利用单酶活力的固定化生物催化剂在世界上获得工业应用。2多酶系统的固定化固定化单酶不可能引起发酵工业的根本变革。大多数生物化学产品的合成和转化必须依赖一连串酶反应，而且需要辅助因子和ATP的参与。早在70年代初已尝试将催化顺序反应

2、的几种酶共固定，发现物质转化的速度比溶液中酶混合物高。70年代后期，辅酶的保持和再生又特别受到重视。ATP和NAD在大分子化后可保持在半透膜内，往返于催化合成的酶与再生它们的酶之间。已知的酶有50%以上需要辅因的存在参与酶促反应。ATP、FAD、NAD、PLP与P的再生都可能通过固定化技术获得不同程度的解决，其中包括这些辅因的固定化与其他酶促反应相偶联或对辅因进行化学修饰及利用这些辅因的类似物与衍生物等。实验发现应用固定化辅因及其衍生物对酶的活力具有良好作用，如thioNAD与A-PAD对马肝醇脱氢酶的活力比NAD

3、更有效。亚细胞成份都是天然地巧妙定位的多酶集合体，从理论上推测，固定化各种细胞器就可能有效地利用各种多酶系统。我们曾固定化了羊精囊微粒体、鼠肝微粒体、线粒体和细胞质，为了克服固定化细胞器不够稳定的缺点，KangFuGu等人《构建了一种含有固定化多酶系统和NAD的人工细胞，用于将氨或尿素转变成必需的氨基酸，取得了良好结果。3固定化细胞从单酶-多酶-细胞器固定化的进一步延伸就是进行完整细胞的固定化，其中包括微生物细胞，动物细胞与植物细胞的固定化。利用固定化细胞可以进行单酶催化反应，多酶催化反应，还可以进行细胞的生长与增

4、殖，从而制造各种复杂生化物质。我们应用固定化细胞技术生产L-苹果酸、L-天冬氨酸、L-丙氨酸及1，6-二磷酸果糖等均取得了良好效果[3]。固定化酵母细胞反应器连续生产乙醇为80年代热门课题，我国已有应用于生产酒精和啤酒的类似工艺。细胞固定化方法以包埋法为主，也使用吸附法、交联法与共价法。80年代以来人们更多地注意固定化活细胞与增殖细胞。真核细胞，尤其是高度分化的动植物细胞已是生物工程领域中可考虑的最后二类生物催化剂。过去10年，发展了植物细胞培养，紫草宁和人参皂甙的工业化生产得到成功。最近报道，应用细胞培养技术“发

5、酵”生产贵重抗癌药物紫杉醇也已取得进展。可是，植物细胞的脆弱，生长缓慢和培养基成本过高限制了更多的成功。固定化所能给予微生物细胞的新特性也正可弥补植物细胞的缺陷。植物细胞固定化大多采用包埋法。处于静止生长期的植物细胞用琼脂、琼脂糖、海藻酸钙或角叉菜胶固定化，往往可获得较高活力的制剂。也可用聚氨酯、尼龙或聚丙烯酰胺在有细胞存在时聚合成胶。通常细胞以低密度包埋在颗粒中，再经培养形成高密度和组织化，创造一定梯度的微环境。固定化植物细胞可由简单的碳源进行生物合成，也可由外加前体进行简单的生物转化。例如海藻酸钙包埋的常春花细

6、胞不仅可从色胺和开环马钱子减合成西萝芙木碱，还能从蔗糖经多步酶反应合成西萝芙木碱和蛇根碱。反应器可批式运转180d，产物比游离细胞多3倍，而聚氨酯包埋的辣椒细胞合成的辣椒素比游离细胞多2?3个数量级，迄今已报道了固定化南洋金花、烟草、胡萝卜等10多种细胞的研究。植物细胞在固定化后，最大优点在于极易通过培养基成分及O2含量来调节细胞的生长期和生产期。固定化颗粒内细胞组织化，可能积累更多的次生代谢物。当培养基中加入蛋白质合成的抑制剂或转录抑制剂，或改变盐类、生长调节剂及碳源、就可使细胞生长受抑制，促进次生代谢途径畅通。

7、植物的次生代谢物一般都储存在液胞中；固定化的又一好处即在于可用二甲基亚砜等有机溶剂、去垢剂、抗菌素等处理诱导释放产物，而不影响细胞的存活。这些细胞重新在生长培养基中生长，又可恢复生产能力。目前，固定化植物细胞生产生物碱和色素等的应用研究尚处于初级阶段，尚无实用的报道。在我国进行中药有效成分的生产应用的研究应有更好前景。动物细胞是表达动物蛋白的宿主，基因重组和细胞融合技术可能创造出更高效能的新细胞株。然而动物细胞形态大，又无细胞壁、成倍时间长，而细胞密度、产物浓度和生产率都远低于微生物。这样“难得”的细胞又十分脆弱，

8、悬浮式培养并不理想。在已经建立的固定化方法中，只有最温和的吸附和包埋法才得到成功。目前动物细胞微囊化方法用得最多的是聚赖氨酸/海藻酸（PLL/ALG)法，细胞包埋于海藻酸钙后，再用聚赖氨酸处理复盖半透膜后，则可使细胞在微囊内充分生长，细胞生长密度可达108～109。微囊化细胞主要有两方面应用：一是培养微囊化动物细胞生产一些药物，二是作为药物直接用于治疗或作为