《生物制药》PPT课件

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1、第四章酶工程制药国际酶工程学会（1971年）定义：酶工程是研究和开发酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化、酶及固定化酶的反应器、酶与固定化酶的应用等的工程科学。酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。酶法制药是指利用酶的催化作用而制造出具有药用功效的物质的技术过程.药用酶：酶法制药：第一节概述酶是生物催化剂。是由活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂，它能催化各种生物化学反应。一、酶的催化特性催化剂的共同点量少高效；只加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。都是通过降低反应分子的活化能来加快化学反应的速度。酶的特性高效催

2、化高度专一条件温和1、酶的专一性强酶的专一性（specificity)：是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型的反应。绝对专一性(absolutespecificity)：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。立体结构特异性(stereospecificity)：作用于立体异构体中的一种。相对专一性(relativespecificity)：作用于一类化合物或一种化学键。根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的专一性可大致分为以下2种类型：2、酶的催化效率高酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高10

3、7～1013倍。酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的活化能(activationenergy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。3、酶的作用条件温和酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化作用一般都在常温、常压、pH近乎中性的温和条件下进行，不需高温高压和极端pH条件。二、影响酶催化作用的主要因素1、酶浓度对酶促反应的影响在有足够底物和其他条件不变的情况下：v=k[E]酶促反应的速度与酶浓度成正比2、底物浓度对酶促反应的影响[S]vVmax一级反应v=k[S]零级反应v=k[E]混合级反应当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。[S]VVmax

4、随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。[S]VVmax当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应[S]VVmax3、pH对酶促反应的影响1.最适pH2.有效pH表现出酶最大活力的pH值在一定的pH范围内酶是稳定的pH对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。0酶活性pHpH对某些酶活性的影响胃蛋白酶淀粉酶胆碱酯酶246810双重影响温度升高，酶促反应速度升高；由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低。4、温度对酶促反应的影响最适温度(optimum

5、temperature)：酶促反应速度最快时的环境温度。其不是酶的特征性常数酶活性0.51.02.01.50102030405060温度ºC温度对淀粉酶活性的影响5、激活剂对酶促反应的影响激活剂使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；无机离子对酶的激活作用：（1）与酶分子肽链上的侧链基团相结合，稳定酶催化作用所需的构象。（2）作为底物与酶蛋白之间联系的桥梁。（3）可能作为辅酶或辅基的一个组

6、成部分，协助酶的催化作用。使用激活剂注意激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其反，激活剂之间有时存在拮抗现象。激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效果。6、抑制剂对酶促反应的影响——使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂（I）。（1）.不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。S+EESE+P+I↓EIE—SH+ICH2COOH→E—S—CH2COOH+HI抑制作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制作用时间越长，抑制作用越强。（2）可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度

7、是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。[E]v1231.反应体系中不加I。2.反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。3.反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。[E]v不可逆抑制剂的作用[E]v可逆抑制剂的作用[I]→[I]①竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点：1）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。2）抑制程度取决于I和S的浓度以及与酶结合的亲和力大小。3）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。S+EESE+P+I↑↓EI②非竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的EIS不能进一