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1、酶工程技術(shù)的研究及其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用129綜述與專論酶工程技術(shù)的研究及其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用口4不山二1夕丈門萬們?nèi)?中國藥科大學(xué)生物技術(shù)研究中心)摘要本文簡要敘述固定化酶、固定化多酶系統(tǒng)、固定化細胞及基因工程菌固定化的研究進展.著重介紹了酶工程技術(shù)在制藥工業(yè)與臨床上的應(yīng)用。關(guān)鎮(zhèn)詞底物發(fā)酵固定化酶微生物轉(zhuǎn)化,-酶的活力具有良好作用如thfoNAD與A酶工程技術(shù)研究進展PAD對馬肝醇脫氫酶的活力比NAO更有1固定化酶效。,酶工程的最初10年主要興趣在發(fā)展固亞細胞成份都是天然地巧妙定位的多酶,。,,定化方法和載體探索其應(yīng)用的可能性第一集合體從理論上推測固定化各種細胞器就代固定化生物催化劑的特征
2、是單酶的固定可能有效地利用各種多酶系統(tǒng)。我們曾固定,、、、、化發(fā)展了吸附共價交聯(lián)和包埋等數(shù)十種化了羊精囊微粒體鼠肝微粒體線粒體和細。1。固定化方法現(xiàn)已有20多種利用單酶活力的胞質(zhì)[]固定化生物催化劑在世界上獲得工業(yè)應(yīng)用。為了克服固定化細胞器不夠穩(wěn)定的缺,2多酶系統(tǒng)的固定化點KangFuGu等人[2]構(gòu)建了一種含有固定,固定化單酶不可能引起發(fā)酵工業(yè)的根本化多酶系統(tǒng)和NAD的人工細胞用于將氨或變革。大多數(shù)生物化學(xué)產(chǎn)品的合成和轉(zhuǎn)化必尿素轉(zhuǎn)變成必需的氨基酸,取得了良好結(jié)果。,須依賴一連串酶反應(yīng)而且需要輔助因子3固定化細胞。一一NAD(P)H和ATP的參與早在70年代初已從單酶多酶細胞器固定化的
3、進一步延,,嘗試將催化順序反應(yīng)的幾種酶共固定發(fā)現(xiàn)伸就是進行完整細胞的固定化其中包括微物質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度比溶液中酶混合物高。70年生物細胞,動物細胞與植物細胞的固定化。利,。,代后期輔酶的保持和再生又特別受到重視用固定化細胞可以進行單酶催化反應(yīng)多酶,,ATP和NAO在大分子化后可保持在半透膜催化反應(yīng)還可以進行細胞的生長與增殖從,而制。內(nèi)往返于催化合成的酶與再生它們的酶之造各種復(fù)雜生化物質(zhì)我們應(yīng)用固定化。一、一、間已知的酶有50%以上需要輔因的存在參細胞技術(shù)生產(chǎn)L蘋果酸L天冬氨酸L-丙氨。、、、,一與酶促反應(yīng)ATP隊DNADPLP與PQQ的酸及16二磷酸果糖等均取得了良好效再生都可能通過固定化
4、技術(shù)獲得不同程度的果[3]。固定化酵母細胞反應(yīng)器連續(xù)生產(chǎn)乙醇,,解決其中包括這些輔因的固定化與其他酶為80年代熱門課題我國已有應(yīng)用于生產(chǎn)酒促反應(yīng)相偶聯(lián)或?qū)o因進行化學(xué)修飾及利用精和啤酒的類似工藝。這些輔因的類似物與衍生物等。細胞固定化方法以包埋法為主,也使用實驗發(fā)現(xiàn)應(yīng)用固定化輔因及其衍生物對吸附法、交聯(lián)法與共價法。80年代以來人們130藥學(xué)進展1994年18卷第3期更多地注意固定化活細胞與增殖細胞。目前,固定化植物細胞生產(chǎn)生物堿和色,,真核細胞尤其是高度分化的動植物細素等的應(yīng)用研究尚處于初級階段尚無實用胞已是生物工程領(lǐng)域中可考慮的最后二類生的報道。在我國進行中藥有效成分的生產(chǎn)應(yīng)物催化劑
5、。過去10年,發(fā)展了植物細胞培養(yǎng),用的研究應(yīng)有更好前景。紫草寧和人參皂貳的工業(yè)化生產(chǎn)得到成功。動物細胞是表達動物蛋白的宿主,基因,“”最近報道[4]應(yīng)用細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)重組和細胞融合技術(shù)可能創(chuàng)造出更高效能的貴重抗癌藥物紫杉醇也已取得進展。可是,植新細胞株。然而動物細胞形態(tài)大,又無細胞,、,、物細胞的脆弱生長緩慢和培養(yǎng)基成本過高壁成倍時間長而細胞密度產(chǎn)物濃度和生。固定。“”限制了更多的成功化所能給予微生物產(chǎn)率都遠低于微生物這樣難得的細胞又細胞的新特性也正可彌補植物細胞的缺陷。十分脆弱,懸浮式培養(yǎng)并不理想。在已經(jīng)建立植物細胞固定化大多采用包埋法。處于的固定化方法中,只有最溫和的吸附和包
6、埋靜止生長期的植物細胞用瓊脂、瓊脂糖、海藻法才得到成功。,酸鈣或角叉菜膠固定化往往可獲得較高活目前動物細胞微囊化方法用得最多的是。、,力的制劑也可用聚氮醋尼龍或聚丙烯酞胺聚賴氨酸/海藻酸(PLL/ALG)法細胞包埋在有細胞存在時聚合成膠。通常細胞以低密于海藻酸鈣后,再用聚賴氨酸處理復(fù)蓋半透,,,度包埋在顆粒中再經(jīng)培養(yǎng)形成高密度和組膜后則可使細胞在微囊內(nèi)充分生長細胞生,。??椈瘎?chuàng)造一定梯度的微環(huán)境長密度可達10a~1護微囊化細胞主要有兩固:定化植物細胞可由簡單的碳源進行生方面應(yīng)用一是培養(yǎng)微囊化動物細胞生產(chǎn)一,,物合成也可由外加前體進行簡單的生物轉(zhuǎn)些藥物二是作為藥物直接用于治療或作為。-。
7、例如海藻酸鈣包埋的常春花細胞(cat化ha藥物篩選之用re,rauthusosus)不僅可從色胺和開環(huán)馬錢子堿有報道微囊化雜交瘤細胞在4OL反應(yīng),,合成西蘿芙木堿還能從蔗糖經(jīng)多步酶反應(yīng)器內(nèi)運轉(zhuǎn)2~3星期可生產(chǎn)5一209單克隆。,50O0合成西蘿芙木堿和蛇根堿反應(yīng)器可批式運抗體這相當于游離細胞在L培養(yǎng)罐中,,。轉(zhuǎn)180d產(chǎn)物比游離細胞多3倍而聚氨酷的能力包埋的辣椒細胞合成的辣椒素比游離細胞多固定化動物細胞主要用來生產(chǎn)單克隆抗,、、、2一3個數(shù)量級