《酶工程制药》PPT课件.ppt

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1、第五章酶工程制药提酶及电泳酶在医药领域的应用（1）1、在疾病诊断方面的应用包括两个方面：一是根据体内原有酶活力的变化来诊断某些疾病，如利用谷丙转氨酶活力升高来诊断肝炎；二是用酶测定体液中某些物质的量诊断疾病，如利用葡萄糖氧化酶测定血糖含量，诊断糖尿病等。2、在疾病治疗方面的应用种类很多，主要有：①蛋白酶，主要用于消化不良和食欲不振等；②溶菌酶，具有抗菌、消炎、镇痛等作用；③超氧化物歧化酶，具有抗辐射、抗氧化作用；④L-天冬酰胺酶，用于治疗白血病；⑤尿激酶，具有溶血栓的作用；⑥其他相关酶制剂，如细胞色素c等。酶在医药领域的应用（2

2、）3、在药物生产方面的应用酶在药物制造方面的应用是利用酶的催化作用将前体物质转化为药物。这方面的应用日益增多。如：利用青霉素酰化酶制造半合成青霉素和头孢霉素、利用β-酪氨酸酶制造多巴、利用核苷磷酸化酶生产阿糖腺苷、利用蛋白酶和羧肽酶将猪胰岛素转化为人胰岛素等。4、在分析检测方面的应用用酶进行物质分析检测的方法统称为酶法检测或酶法分析。酶法检测是以酶的专一性为基础、以酶作用后物质的变化为依据来进行的。根据酶反应的不同，酶法检测可以分成单酶反应、多酶偶联反应和酶标免疫反应等。第一节概述一、酶的特性酶(enzyme)是由活细胞产生的具

3、有特殊催化功能的一类蛋白质。也称为生物催化剂。酶促反应：指反应物（或称底物）在酶的催化作用下所进行的反应。酶的一般特性：参与化学反应过程时能加快反应速度；降低反应的活化能；不改变反应性质即不改变反应的平衡点；反应前后其数量和性质不变。酶独自的特点：①催化效率高②专一性强③反应条件温和④催化活性受到调节和控制酶的分类：1961年国际生物化学联合会酶学委员会按酶所催化的反应类型将酶分成6大类：①氧化还原酶类；②转移酶类；③水解酶类；④裂合酶类；⑤异构酶类；⑥合成酶(或称连接酶)类。二、酶工程简介酶工程（Enzymeengineeri

4、ng）是酶学和工程学相互渗透结合、发展而形成的一门新的技术学科。它是从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异性催化功能，并通过工程化将相应原料转化成有用物质的技术。酶工程的历史在20世纪20年代初就出现了酶工程，在当时，主要是指自然酶制剂在工业上的大规模应用。酶的固定化技术诞生：1953年，Grubhoger和Schleith首先将羧肽酶、淀粉糖化酶、胃蛋白酶和核糖核酸酶等，用重氮化聚氨基聚苯乙烯树脂进行固定，提出了酶的固定化技术。1969年，日本学者首先应用固定化酶技术成功地拆分了DL-氨基酸。1971年，第一届国际酶工程会议提出

5、的酶工程的内容主要是：酶的生产、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。随着科学的发展和酶技术研究的深入，酶的应用所涉及的面越来越广，在工业、农业、医药和食品等领域中应用都有广泛的应用。酶工程的内容①酶的分离、提纯、大批量生产及新酶和酶的应用开发；②酶和细胞的固定化及酶反应器的研究(包括酶传感器、反应检测等)；③酶生产中基因工程技术的应用及遗传修饰酶(突变酶)的研究；④酶的分子改造与化学修饰、以及酶的结构与功能之间关系的研究；⑤有机相中酶反应的研究；⑥酶的抑制剂、激活剂的开发及应用研究；⑦抗体酶、核酸酶

6、的研究；⑧模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、合成的研究。第二节酶的来源和生产一、酶的来源早期酶的生产是以动物、植物为主要原料，如从猪颌下腺中提取激肽释放酶，从菠萝中制取菠萝蛋白酶，从木瓜汁液中制取木瓜蛋白酶等。但随着酶制剂应用范围的日益扩大，单纯依赖动植物来源的酶已不能满足要求，而且动、植物原料的生长周期长、来源有限、受地理、气候、季节等因素的影响，不适于大规模生产。动植物组织和细胞培养；微生物利用微生物生产酶制剂，突出的优点是：①微生物种类繁多，凡是动植物体内存在的酶，几乎都可以从微生物中得到。②微生物繁殖快、生产周期短、培养

7、简便，并可以通过控制培养条件来提高酶的产量。③微生物具有较强的适应性，通过各种遗传变异的手段，能培育出高产菌株。二、酶的生产菌（1）⒈对菌种的要求作为酶制剂的生产菌应有特定的要求：①产酶量高，酶的性质应符合要求，而且是产生胞外酶的菌；②不是致病菌、系统发育上与病源体无关、不产生毒素；③稳定性好，不易变异、退化、感染噬菌体；④能利用廉价的原料，发酵周期短，易于培养。二、酶的生产菌（2）⒉生产菌的来源生产菌种可以从菌种保藏机构和有关研究部门获得，但大量的工作应该是从自然界中分离筛选。自然界是产酶菌种的主要来源，土壤、深海、温泉、火山

8、、森林等都是菌种采集地。筛选产酶菌的方法与其他发酵微生物的筛选方法基本一致。基因工程不断改良生产菌获得菌种二、酶的生产菌（3）⒊目前常用的产酶微生物大肠杆菌(E．coli)是应用最广泛的产酶菌，一般分泌胞内酶，需经细胞破碎才能分离得到。用于生产谷氨酸脱羧酶、天门