第五章 酶工程制药技术

第五章酶工程学习目标掌握

熟悉

了解

酶工程的研究内容及应用酶工程的基本概念和基本技术，酶和细胞的固定化技术影响工程制药酶活性的因素及工程制药酶的来源目录概述

工程制药酶药物的酶法生产

123思考叶绿体的生理功能是什么？光合作用6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用的过程光合作用怎样进行？第一节概述一、酶的特性

酶是生物体内具有生物催化活性的生物大分子（蛋白质或核酸）。

酶=蛋白质/蛋白质+辅酶一、酶的特性普通催化剂酶的特性反应条件温和催化效率高专一性强加快反应速度降低反应活化能不改变反应性质活性受到调节和控制反应前后数量、质量不变高效性以分子比表示，酶的催化反应的速度比非催化反应高108—1020倍，比非酶催化剂高105—1013倍。FeCl3高效性专一性酶的调节酶的分类氧化还原酶类水解酶类异构酶类转移酶类裂合酶类合成酶类二、酶工程的研究内容

酶工程是酶学和工程学相互渗透结合、发展而形成一门新的技术学科。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。二、酶工程的研究内容酶和细胞固定化、酶反应器分离、提取、大生产、应用酶分子改造、修饰基因工程、遗传修饰酶酶抑制、激活剂有机相酶反应人工设计酶抗体、核酸酶

内容三、酶工程的研究进展及应用（一）酶工程的研究进展1.酶的化学修饰抗原性、蛋白水解酶水解、抑制剂抑制、体内半衰期短应用受限提高稳定性、解除抗原性、改变酶学性质、扩大应用范围（一）酶工程的研究进展1.酶的化学修饰

对酶在分子水平上用化学方法进行改造，即在体外将酶分子通过人工方法与一些化学基团，特别是具有生物相容性的大分子进行共价连接，从而改变酶分子的酶学性质的技术。2.酶的人工模拟

根据酶的工作原理，用人工方法合成的具有活性中心和催化作用的非蛋白质结构的化合物叫人工模拟酶。人工磷酸化酶的催化简图

（一）酶工程的研究进展（一）酶工程的研究进展3.有机相的酶反应——在含有有机溶剂的介质中进行的催化反应。增加疏水性物质的溶解度热力学平衡向合成方向移动可抑制有水参与的副反应利于酶的回收再利用容易从沸点低的溶剂中分离产物酶的热稳定性高，pH适应性扩大无微生物污染能测定水介质中不易测定的常数固定化酶法简单1酶基因的克隆和表达酶基因的遗传修饰酶的遗传设计基因工程酶23

44.基因工程酶的构建（一）酶工程的研究进展药物生产亲和层析医疗应用酶工程的特点：工艺简单、效率高、生产成本低、污染环境小，产品收率高、纯度好。可制造出化学法无法制备的产品。（一）酶工程在医药工业中的应用固定化青霉素酰化酶磷酸二酯酶L-氨基酸（一）酶工程在医药工业中的应用（一）酶工程的研究进展亲和层析第二节工程制药酶一、工程制药酶的来源

微生物生产酶制剂特点微生物种类繁多繁殖快、生产周期短、培养简便适应性强，能通过遗传变异手段培育高产菌株

1

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3一、工程制药酶的来源

一、影响工程制药酶活性的因素

底物浓度

酶浓度

底物过量温度

pH

抑制剂

非竞争性抑制剂抑制剂-可逆性抑制

中毒、解毒巯基酶抑制羟基酶抑制剂

抑制剂——不可逆抑制

抑制剂——不可逆抑制

二巯丙醇抑制剂——不可逆抑制

解磷定、阿托品第三节药物的酶法生产一、酶的选择1.底物特异性2.pH3.温度4.激活剂和抑制剂5.价格因素第