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1、酶工程技术的研究及其在医药领域的应用129综述与专论酶工程技术的研究及其在医药领域的应用口4不山二1夕丈门万们日(中国药科大学生物技术研究中心)摘要本文简要叙述固定化酶、固定化多酶系统、固定化细胞及基因工程菌固定化的研究进展.着重介绍了酶工程技术在制药工业与临床上的应用。关镇词底物发酵固定化酶微生物转化,-酶的活力具有良好作用如thfoNAD与A酶工程技术研究进展PAD对马肝醇脱氢酶的活力比NAO更有1固定化酶效。,酶工程的最初10年主要兴趣在发展固亚细胞成份都是天然地巧妙定位的多酶,。,,定化方法和载体探索其应用的可能性第一集合体从理论上推测固定化各种细胞器就代固定化生物催化剂的特征
2、是单酶的固定可能有效地利用各种多酶系统。我们曾固定,、、、、化发展了吸附共价交联和包埋等数十种化了羊精囊微粒体鼠肝微粒体线粒体和细。1。固定化方法现已有20多种利用单酶活力的胞质[]固定化生物催化剂在世界上获得工业应用。为了克服固定化细胞器不够稳定的缺,2多酶系统的固定化点KangFuGu等人[2]构建了一种含有固定,固定化单酶不可能引起发酵工业的根本化多酶系统和NAD的人工细胞用于将氨或变革。大多数生物化学产品的合成和转化必尿素转变成必需的氨基酸,取得了良好结果。,须依赖一连串酶反应而且需要辅助因子3固定化细胞。一一NAD(P)H和ATP的参与早在70年代初已从单酶多酶细胞器固定化的
3、进一步延,,尝试将催化顺序反应的几种酶共固定发现伸就是进行完整细胞的固定化其中包括微物质转化的速度比溶液中酶混合物高。70年生物细胞,动物细胞与植物细胞的固定化。利,。,代后期辅酶的保持和再生又特别受到重视用固定化细胞可以进行单酶催化反应多酶,,ATP和NAO在大分子化后可保持在半透膜催化反应还可以进行细胞的生长与增殖从,而制。内往返于催化合成的酶与再生它们的酶之造各种复杂生化物质我们应用固定化。一、一、间已知的酶有50%以上需要辅因的存在参细胞技术生产L苹果酸L天冬氨酸L-丙氨。、、、,一与酶促反应ATP队DNADPLP与PQQ的酸及16二磷酸果糖等均取得了良好效再生都可能通过固定化
4、技术获得不同程度的果[3]。固定化酵母细胞反应器连续生产乙醇,,解决其中包括这些辅因的固定化与其他酶为80年代热门课题我国已有应用于生产酒促反应相偶联或对辅因进行化学修饰及利用精和啤酒的类似工艺。这些辅因的类似物与衍生物等。细胞固定化方法以包埋法为主,也使用实验发现应用固定化辅因及其衍生物对吸附法、交联法与共价法。80年代以来人们130药学进展1994年18卷第3期更多地注意固定化活细胞与增殖细胞。目前,固定化植物细胞生产生物碱和色,,真核细胞尤其是高度分化的动植物细素等的应用研究尚处于初级阶段尚无实用胞已是生物工程领域中可考虑的最后二类生的报道。在我国进行中药有效成分的生产应物催化剂
5、。过去10年,发展了植物细胞培养,用的研究应有更好前景。紫草宁和人参皂贰的工业化生产得到成功。动物细胞是表达动物蛋白的宿主,基因,“”最近报道[4]应用细胞培养技术发酵生产重组和细胞融合技术可能创造出更高效能的贵重抗癌药物紫杉醇也已取得进展。可是,植新细胞株。然而动物细胞形态大,又无细胞,、,、物细胞的脆弱生长缓慢和培养基成本过高壁成倍时间长而细胞密度产物浓度和生。固定。“”限制了更多的成功化所能给予微生物产率都远低于微生物这样难得的细胞又细胞的新特性也正可弥补植物细胞的缺陷。十分脆弱,悬浮式培养并不理想。在已经建立植物细胞固定化大多采用包埋法。处于的固定化方法中,只有最温和的吸附和包
6、埋静止生长期的植物细胞用琼脂、琼脂糖、海藻法才得到成功。,酸钙或角叉菜胶固定化往往可获得较高活目前动物细胞微囊化方法用得最多的是。、,力的制剂也可用聚氮醋尼龙或聚丙烯酞胺聚赖氨酸/海藻酸(PLL/ALG)法细胞包埋在有细胞存在时聚合成胶。通常细胞以低密于海藻酸钙后,再用聚赖氨酸处理复盖半透,,,度包埋在颗粒中再经培养形成高密度和组膜后则可使细胞在微囊内充分生长细胞生,。。织化创造一定梯度的微环境长密度可达10a~1护微囊化细胞主要有两固:定化植物细胞可由简单的碳源进行生方面应用一是培养微囊化动物细胞生产一,,物合成也可由外加前体进行简单的生物转些药物二是作为药物直接用于治疗或作为。-。
7、例如海藻酸钙包埋的常春花细胞(cat化ha药物筛选之用re,rauthusosus)不仅可从色胺和开环马钱子碱有报道微囊化杂交瘤细胞在4OL反应,,合成西萝芙木碱还能从蔗糖经多步酶反应器内运转2~3星期可生产5一209单克隆。,50O0合成西萝芙木碱和蛇根碱反应器可批式运抗体这相当于游离细胞在L培养罐中,,。转180d产物比游离细胞多3倍而聚氨酷的能力包埋的辣椒细胞合成的辣椒素比游离细胞多固定化动物细胞主要用来生产单克隆抗,、、、2一3个数量级
