生物技術(shù)制藥第2版酶工程制藥

1、生物技術(shù)制藥第2版 酶工程制藥學(xué)習(xí)要求掌握：酶的來(lái)源和生產(chǎn)、酶純化的主要方法、固定化酶和固定化細(xì)胞的制備方法、酶反應(yīng)器的基本類型熟悉：酶分離純化的一般過(guò)程、固定化酶的性質(zhì)和指標(biāo)、酶反應(yīng)器的性能評(píng)價(jià)及操作了解：酶工程的研究現(xiàn)狀、酶工程在制藥中的應(yīng)用、治療性的酶類藥物本章主要內(nèi)容概述1酶工程技術(shù)2酶工程研究新技術(shù)3酶工程在制藥工業(yè)中的應(yīng)用4第一節(jié) 概 述一、酶與酶工程1. 酶（Enzyme）具有催化活性和高度專一性的生物催化劑。催化特點(diǎn)： 高效性 專一性 可調(diào)控 不穩(wěn)定1. 酶（Enzyme）根據(jù)化學(xué)本質(zhì)分為： 蛋白酶（P酶） 核酸酶（R酶）蛋白酶單純酶結(jié)合酶（全酶）= 酶蛋白 + 輔因子輔酶輔基

2、酶工程：酶學(xué)、微生物學(xué)與工程學(xué)相互滲透結(jié)合、發(fā)展而形成的一門(mén)新的技術(shù)學(xué)科。化學(xué)酶工程（初級(jí)酶工程）： 通過(guò)化學(xué)修飾、酶的固定化、化學(xué)合成等改善酶的性質(zhì)，提高催化效率生物酶工程（高級(jí)酶工程）： 通過(guò)DNA重組技術(shù)生產(chǎn)目標(biāo)酶，定向修飾與改造獲得突變酶、合成全新的酶等2. 酶工程（enzyme engineering）二、酶工程研究的產(chǎn)生與發(fā)展1894年，日本科學(xué)家首次從米曲霉中提煉出淀粉酶，并將淀粉酶用作治療消化不良的藥物，從而開(kāi)創(chuàng)了人類有目的的生產(chǎn)和應(yīng)用酶制劑的先例。1908年，德國(guó)科學(xué)家從動(dòng)物胰臟中提取出胰酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶的混合物），并將胰酶用于皮革的鞣制。1911年，美國(guó)科學(xué)

3、家從木瓜中提取出木瓜蛋白酶，并將木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白質(zhì)渾濁物。酶工程的名稱出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，主要指自然酶制劑在工業(yè)上的規(guī)模應(yīng)用。二、酶工程研究的產(chǎn)生與發(fā)展1953年，Grubhoger 和 Schleith 提出了酶固定化技術(shù) 。1969年，日本科學(xué)家在工業(yè)上利用固定化氨基?；覆鸱至薉L-氨基酸。1971年，第一屆國(guó)際酶工程會(huì)議提出酶工程的主要內(nèi)容：酶的生產(chǎn)、分離純化、酶的固定化、酶及固定化的反應(yīng)器、酶和固定化酶的應(yīng)用。二、酶工程研究的產(chǎn)生與發(fā)展20世紀(jì)90年代，借助基因工程技術(shù)，可經(jīng)過(guò)酶基因重組，利用微生物表達(dá)生產(chǎn)酶制劑?；蚬こ?發(fā)酵技術(shù)+發(fā)酵設(shè)備二、酶工程研究的產(chǎn)生與發(fā)

4、展三、現(xiàn)代酶工程的研究?jī)?nèi)容1. 酶的分離純化、大批量生產(chǎn)及新酶和酶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)；2. 酶和細(xì)胞的固定化及酶反應(yīng)器的研究3. 酶的分子改造和化學(xué)修飾；4. 有機(jī)相中酶反應(yīng)的研究；5. 酶抑制劑、激活劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究；6. 模擬酶、合成酶的研究；7. 抗體酶、核酸酶的研究；8. 酶的定向進(jìn)化技術(shù)。（一）疾病診斷（二）疾病治療（三）藥物生產(chǎn)（四）分析檢測(cè)四、酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用1. 通過(guò)酶活力變化進(jìn)行疾病診斷酶疾病與酶活力變化淀粉酶胰臟疾病，腎臟疾病時(shí)升高；肝病時(shí)下降膽堿酯酶肝病、肝硬化、有機(jī)磷中毒、風(fēng)濕等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、紅血球病變時(shí)，活力升高堿性磷酸酶佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀

5、旁腺機(jī)能亢進(jìn)時(shí)，活力升高；軟骨發(fā)育不全等，活力下降谷丙轉(zhuǎn)氨酶/谷草轉(zhuǎn)氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（-GT）原發(fā)性和繼發(fā)性肝癌，活力增高至200單位以上，阻塞性黃疸、肝硬化、膽道癌等，血清中酶活力升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指腸潰瘍，活力下降磷酸葡糖變位酶肝炎、癌癥，活力升高端粒酶癌細(xì)胞中含有端粒酶，正常體細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有端粒酶活性肌酸磷酸激酶（CK）心肌梗塞，活力顯著升高；肌炎、肌肉創(chuàng)傷，活力升高2. 用酶測(cè)定物質(zhì)的量的變化進(jìn)行疾病診斷酶測(cè)定的物質(zhì)用途葡萄糖氧化酶葡萄糖測(cè)定血糖、尿糖，診斷糖尿病尿素酶尿素測(cè)定血液、尿液中尿素的量，診斷肝臟、腎臟病變谷氨酰胺酶谷氨酰胺測(cè)定腦脊液中谷

6、氨酰胺的量，診斷肝昏迷、肝硬化膽固醇氧化酶膽固醇測(cè)定膽固醇含量，診斷高血脂等DNA聚合酶基因通過(guò)基因擴(kuò)增，基因測(cè)序，診斷基因變異、檢測(cè)癌基因3. 酶在疾病治療方面的應(yīng)用酶 來(lái) 源用 途淀粉酶胰臟、麥芽、微生物治療消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、細(xì)菌治療各種細(xì)菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治療心肌梗塞鏈激酶鏈球菌治療血栓性靜脈炎，咳痰，血腫，下出血，骨折青霉素酶蠟狀芽孢桿菌治療青霉素引起的變態(tài)反應(yīng)L-天冬酰胺酶大腸桿菌治療白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，動(dòng)物預(yù)防輻射損傷，治療紅斑狼瘡，皮肌炎，結(jié)腸炎膠原酶細(xì)菌分解膠原，消炎，化膿，脫痂，治療潰瘍?nèi)芾w酶蚯蚓溶血栓核糖核酸酶胰臟抗感染，祛痰，治肝癌4.

7、酶在藥物制造方面的應(yīng)用 酶來(lái)源用途青霉素?；肝⑸镏圃彀牒铣汕嗝顾睾皖^孢菌素11-羥化酶霉菌制造氫化可的松L-酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶細(xì)菌制造多巴（L-二羥苯丙氨酸）-甘露糖苷酶鏈霉菌制造高效鏈霉素?；被崴饷肝⑸锷a(chǎn)L-氨基酸5-磷酸二酯酶桔青霉等微生物生產(chǎn)各種核苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物生產(chǎn)聚肌胞，聚肌苷酸無(wú)色桿菌蛋白酶細(xì)菌由豬胰島素（Ala-30）轉(zhuǎn)變?yōu)槿艘葝u素（Thr-30）核糖核酸酶微生物生產(chǎn)核苷酸蛋白酶動(dòng)物、植物、微生物生產(chǎn)L-氨基酸-葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物生產(chǎn)人參皂甙-Rh25. 酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用（1）酶試劑盒過(guò)氧化氫酶檢測(cè)試劑盒 (Catalase Assay Kit)通過(guò)

8、顯色反應(yīng)來(lái)檢測(cè)細(xì)胞、組織或其它樣品中過(guò)氧化氫酶活性 （2）酶聯(lián)免疫(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay , ELISA)免疫檢測(cè)：讓抗體與酶復(fù)合物結(jié)合，然后通過(guò)顯色來(lái)檢測(cè)。 間接法ELISA檢測(cè) 夾心法ELISA檢測(cè) 競(jìng)爭(zhēng)法ELISA檢測(cè) 5. 酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用（3）酶標(biāo)基因探針將酶與DNA直接進(jìn)行交聯(lián), 雜交后只要與酶的底物顯色便能觀察結(jié)果。檢測(cè)乙肝病人血清中的HBV DNA檢測(cè)轉(zhuǎn)基因材料及其后代5. 酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用（4）酶?jìng)鞲衅?. 酶在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用第二節(jié) 酶工程技術(shù)1. 液體酶制劑：稀酶液/濃縮酶液，紡織工業(yè)2. 固體粗酶制劑：粗酶液處

9、理獲得，皮革處理/纖維素水解等3. 純酶制劑：結(jié)晶、分離純化后獲得，分析試劑/藥用酶酶制劑的類型學(xué)生授課結(jié)合課本和酶工程所學(xué)內(nèi)容，請(qǐng)各位同學(xué)按照以下分組情況準(zhǔn)備20min左右的授課內(nèi)容及ppt（下周一每組選1位同學(xué)在課堂上進(jìn)行講授），計(jì)入平時(shí)成績(jī)。酶制劑的來(lái)源及制備（1-10號(hào)）酶的分離純化（11-20號(hào)）酶與細(xì)胞的固定化（21-30號(hào)）酶反應(yīng)器（31-41號(hào)）第三節(jié) 酶工程研究新技術(shù)本節(jié)內(nèi)容核酶/脫氧核酶抗體酶有機(jī)相的酶反應(yīng)酶分子的定點(diǎn)改造酶分子的定向進(jìn)化酶分子的化學(xué)修飾一、核酶（ribozyme）(一) 核酶的發(fā)現(xiàn)(一) 核酶的發(fā)現(xiàn)上世紀(jì)80年代初期，美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Thoma

10、s Cech和美國(guó)耶魯大學(xué)的Sidnery Altan各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化功能，從而改變了生物催比劑的傳統(tǒng)概念。和共同獲得了1989年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。的研究工作的研究工作啟示：為什么能發(fā)現(xiàn)RNA的催化作用并獲得諾貝爾獎(jiǎng)？如果你是一個(gè)不為常識(shí)所束縛的人，那么，你有可能獲諾貝爾獎(jiǎng) 為什么能發(fā)現(xiàn)RNA的催化作用并獲得諾貝爾獎(jiǎng)？如果你能根據(jù)別人剛剛發(fā)表的成果馬上修正自己的研究工作，那么，你有可能獲諾貝爾獎(jiǎng)。 認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)認(rèn)真看文獻(xiàn)1. 核酶：具有生物催化功能的RNA。 生物催化劑（Biocatalyst）蛋白質(zhì)類：天然酶 enzyme 極端酶 extremozyme 抗體酶 abzyme 生

11、物工程酶其它： 模擬酶 model enzyme 核酸類:核酶 ribozyme脫氧核酶 deoxyribozyme（二）核酶的概念和分類核酶與蛋白質(zhì)酶的比較蛋白質(zhì)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)比核酶復(fù)雜蛋白質(zhì)酶具有一定空間構(gòu)象，酶的活性中心具有剛性，核酶不具備蛋白質(zhì)酶的活性中心由氨基酸組成，核酶的活性中心是金屬離子核酶可以既是催化劑又是底物，蛋白酶只是催化劑；核酶可以傳遞遺傳信息，蛋白酶不可以 I型內(nèi)含子剪接型核酶 mRNA前體自我拼接 II型內(nèi)含子 內(nèi)切核酸酶+連接酶 錘頭核酶剪切型核酶 發(fā)夾核酶 丁型肝炎病毒（HDV)核酶 RNA切割 蛋白質(zhì)-RNA復(fù)合酶 2. 核酶的分類（三）核酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用 核酶

12、治療疾病的原理 核酶的給藥途徑外源性給藥：直接將抗核酸酶降解的核酸注射到組織或細(xì)胞內(nèi)。內(nèi)源性給藥：利用基因療法，借助逆轉(zhuǎn)錄病毒載體和腺伴隨病毒運(yùn)送核酶 核酶的給藥途徑 核酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 展望二、脫氧核酶（deoxyribozyme ）利用體外分子進(jìn)化技術(shù)合成的一種具有催化功能的單鏈DNA片段，具有高效的催化活性和結(jié)構(gòu)識(shí)別能力 對(duì)于脫氧核酶的研究有望成為基因功能研究、核酸突變分析、治療腫瘤、對(duì)抗病毒及腫瘤等疾病的新型基因治療藥物的新型核酸工具酶。 核酶/脫氧核酶面臨的問(wèn)題三、抗體酶（abzyme）（一）抗體酶的概念與特點(diǎn)1. 抗體酶/催化抗體（catalytic antibody）利用酶反應(yīng)中

13、底物過(guò)渡態(tài)類似物作為半抗原刺激免疫系統(tǒng)所產(chǎn)生的一類能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別和催化酶反應(yīng)中的底物反應(yīng)過(guò)渡態(tài)的一類單克隆抗體，本質(zhì)上是一類具有催化活性的免疫球蛋白。2. 抗體酶的特點(diǎn) 相同點(diǎn)：都是蛋白質(zhì)，都有特異性。 不同點(diǎn)：1）抗體無(wú)催化活力，酶有催化活力。2）酶是能與反應(yīng)過(guò)渡態(tài)選擇結(jié)合的催化物質(zhì)，抗體是和基態(tài)緊密結(jié)合的物質(zhì)。3）酶的活性和合成受到代謝調(diào)節(jié)，抗體只有在抗原存在時(shí)才產(chǎn)生?？贵w與酶的異同： 酶的催化在于能結(jié)合底物產(chǎn)生過(guò)渡態(tài)，降低能障（反應(yīng)的活化能）。 以過(guò)渡態(tài)類似物作為半抗原，誘導(dǎo)與其互補(bǔ)構(gòu)象的抗體，使其具有催化活性，可觀察到抗體催化相應(yīng)底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 直接免疫動(dòng)物/雜交瘤技術(shù)/基因工程技術(shù)

14、3. 抗體酶的制備方法（1） 誘導(dǎo)法動(dòng)物免疫技術(shù)+雜交瘤技術(shù)利用底物過(guò)渡態(tài)類似物制備抗體酶示意圖原理：掌握現(xiàn)有單克隆抗體的抗體結(jié)合部位的氨基酸順序的基礎(chǔ)上，對(duì)編碼抗體酶結(jié)合部位的基因堿基序列進(jìn)行定點(diǎn)突變，在結(jié)合部位換上有催化作用的氨基酸殘基，進(jìn)而改變抗體酶的催化效率。 噬菌體抗體庫(kù)技術(shù)/噬菌體展示技術(shù)（2） 基因工程法（1） 前藥的設(shè)計(jì)和活化 抗腫瘤藥物：喜樹(shù)堿、阿霉素、依托泊苷4. 抗體酶的應(yīng)用（2） 疾病治療 治療可卡因上癮 有機(jī)磷中毒 甲狀腺疾病腫瘤治療抗體介導(dǎo)前藥治療(ADEPT)：向體內(nèi)注射能夠與腫瘤組織特異性結(jié)合的抗體酶，當(dāng)其結(jié)合到靶部位后，再注入前藥，當(dāng)藥物擴(kuò)散至腫瘤細(xì)胞表面或附

15、近時(shí)，抗體酶可快速將其水解并釋放出抗腫瘤藥物，從而提高局部藥物濃度，實(shí)現(xiàn)靶向治療。催化抗體38C2戒毒阻斷可卡因、鴉片和受體的結(jié)合可卡因水解的過(guò)渡態(tài)類似物磷酸單酯單克隆抗體酶15A10：在可卡因到達(dá)作用位點(diǎn)前將其降解，從而降低其毒性（1） 應(yīng)用 有機(jī)合成中的應(yīng)用 基礎(chǔ)理論研究 在醫(yī)療上的應(yīng)用5. 抗體酶的發(fā)展前景（2） 待解決問(wèn)題 催化效率 抗體酶篩選 抗體酶專一性 底物抑制 催化基團(tuán)的最適裝配四、有機(jī)相的酶反應(yīng)（一）有機(jī)相酶反應(yīng)的特點(diǎn)有利于疏水性底物的反應(yīng)可提高酶的熱穩(wěn)定性，提高反應(yīng)溫度加速反應(yīng)可改變反應(yīng)平衡移動(dòng)方向可改變底物專一性可防止由水引起的副反應(yīng)酶易于實(shí)現(xiàn)固定化酶和產(chǎn)物易于回收可避免

16、微生物污染（二）有機(jī)相酶反應(yīng)具備條件 保證必需水含量。選擇合適的酶及酶形式。選擇合適的溶劑及反應(yīng)體系。選擇最佳pH值。四、有機(jī)相的酶反應(yīng)（三）有機(jī)相酶反應(yīng)的溶劑體系單相共溶劑體系（水-水溶性溶劑均相體系）兩相體系（水-水不溶性溶劑兩相體系）反相膠束體系低水有機(jī)溶劑體系（單相有機(jī)溶劑體系）四、有機(jī)相的酶反應(yīng)（四）有機(jī)相酶工程的應(yīng)用手性藥物的拆分手性高分子聚合物的制備多肽的合成甾體轉(zhuǎn)化五、突變酶（mutational enzyme）在已知酶的結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)上，有目的地改變酶的活性位點(diǎn)或基團(tuán)，從而產(chǎn)生具有新性狀的突變酶。理性分子設(shè)計(jì)思路：利用定點(diǎn)突變技術(shù)有目的地在已知DNA序列中取代、插入或刪除特

17、定的核苷酸方法1. 寡核苷酸介導(dǎo)的定點(diǎn)突變：用含有突變堿基的寡核苷酸片段做引物，在體外以原基因序列為模板進(jìn)行復(fù)制，誘變合成少量完整的突變基因，再體內(nèi)擴(kuò)增2. 盒式突變：利用一段人工合成的含基因突變序列的寡核苷酸片段，取代野生型基因中的相應(yīng)序列。應(yīng)用1. 提高酶活性及穩(wěn)定性闡明酶分子中某一基團(tuán)的功能2. 研究酶的功能基團(tuán) 酶同源序列的比較選擇突變靶標(biāo) 化學(xué)修飾 酶的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)六、酶分子的定向進(jìn)化以已知的親本野生酶為起點(diǎn)，經(jīng)過(guò)隨機(jī)的基因突變或重組，構(gòu)建一個(gè)包括多種突變酶基因的蛋白酶文庫(kù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)定向的選擇性篩選，從中獲得具有某些定向功能或性狀的酶分子非理性分子設(shè)計(jì)原理：人為模擬自然進(jìn)

18、化機(jī)制，利用分子生物學(xué)手段結(jié)合靈敏的篩選技術(shù)，獲得具有某些預(yù)期特征的進(jìn)化酶。方法1. 隨機(jī)突變易錯(cuò)PCR：通過(guò)改變PCR的反應(yīng)條件使堿基一定程度上隨機(jī)錯(cuò)配，導(dǎo)致目的基因隨機(jī)突變，構(gòu)建突變庫(kù)，篩選突變體。2. 同源改組有性PCR：親本基因群中的優(yōu)化突變3. 非同源改組漸進(jìn)切割雜合酶技術(shù)：用核酸外切酶對(duì)兩個(gè)親本基因分別進(jìn)行消化，再將兩組片段化基因互相連接方法4. 結(jié)構(gòu)域改組利用內(nèi)含子之間的重組使獨(dú)立的外顯子組裝成編碼新蛋白質(zhì)的基因5. 其他技術(shù)酶法體外隨機(jī)-定位誘變技術(shù)酵母細(xì)胞重組增強(qiáng)組合文庫(kù)技術(shù)篩選策略底物顯色反應(yīng)改變培養(yǎng)條件利用蛋白固有性質(zhì)高通量篩選 固相篩選 放射性染料篩選 熒光篩選 ELI

19、SA 七、酶分子的化學(xué)修飾限制藥用酶臨床應(yīng)用的因素：對(duì)生產(chǎn)條件的要求高具有一定免疫原性受體內(nèi)蛋白酶水解影響理化和生物穩(wěn)定性差酶分子修飾的種類1. 金屬離子置換修飾2. 酶分子的化學(xué)修飾3. 酶分子的物理修飾1. 酶的表面化學(xué)修飾（1）大分子結(jié)合修飾（2）側(cè)鏈基團(tuán)修飾2. 酶分子內(nèi)部修飾（1）肽鏈有限水解修飾（2）核苷酸鏈剪切修飾（3）氨基酸置換修飾（4）核苷酸置換修飾酶分子的化學(xué)修飾大分子修飾酶的應(yīng)用 PEG-超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD） PEG-溶血類蛋白質(zhì)（鏈激酶Streptokinase, SK;尿激酶urokinase, UK等） PEG-天門(mén)冬

20、酰胺酶（Asparaginase, ASNase） 消除了抗原性 延長(zhǎng)了酶在體內(nèi)的半衰期 用Dextran修飾-淀粉酶，-淀粉酶，胰蛋白酶、過(guò)氧化氫酶：提高了酶的熱穩(wěn)定性。第四節(jié) 酶工程技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用酶工程制藥優(yōu)點(diǎn) 工藝簡(jiǎn)單、效率高、生產(chǎn)成本低。 環(huán)境污染小、產(chǎn)品收率高、純度好。一、在生物轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用二、在藥用酶生產(chǎn)中的應(yīng)用6-氨基青霉烷酸 （6-APA）：青霉素G水解除去側(cè)鏈后的產(chǎn)物，也稱無(wú)側(cè)鏈青霉素。生產(chǎn)半合成青霉素的最基本原料。 （一）在抗生素工業(yè)中的應(yīng)用例：固定化細(xì)胞法生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸青霉素酰化酶：用同一種固定化青霉素?；?，只要改變pH等條件，既可催化生成6-APA，也可

21、催化6-APA與其他的羧酸衍生物進(jìn)反應(yīng)合成具有不同側(cè)鏈基團(tuán)的青霉素固定化細(xì)胞法生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸固定化細(xì)胞法生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸 技術(shù)路線固定化細(xì)胞法生產(chǎn)6-氨基青霉烷酸 斜面 細(xì)胞 固定化細(xì)胞 青霉素G 轉(zhuǎn)化液 濾液 6-APA 粗品培養(yǎng)固定轉(zhuǎn)化過(guò)濾抽提填充床反應(yīng)器pH 7.5-7.8 40明膠包埋法氨基酸：用于醫(yī)藥、食品以及農(nóng)業(yè)。合適比例的混合液可直接注入體內(nèi)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，氨基酸作為增味劑，可增加香味促進(jìn)食欲，還可作為飼料，還可用于制造人造纖維、塑料等。（二）在氨基酸工業(yè)中的應(yīng)用例：固定化酶法生產(chǎn)L-氨基酸氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸非蛋白氨基酸：D型氨基酸、-氨基酸、-氨基酸等

22、2衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等 34必需氨基酸：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等8種 非必需氨基酸及半必需氨基酸 5（二）固定化酶法生產(chǎn)L-氨基酸氨基?；福菏澜缟系谝环N工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶，可以用于生產(chǎn)各種L-氨基酸藥物。1969年，日本田邊制藥公司將從米曲霉中提取分離得到的氨基酰化酶，用DEAE-葡聚糖凝膠為載體通過(guò)離子鍵結(jié)合法制成固定化酶，將L-乙酰氨基酸水解生成L-氨基酸。用來(lái)拆分DL-乙酰氨基酸，連續(xù)生產(chǎn)L-氨基酸，生產(chǎn)成本僅為用游離酶生產(chǎn)成本的60左右。固定化酶法生產(chǎn)L-氨基酸固定化酶法生產(chǎn)L-氨基酸 R-CH-COOH R-C

23、H-COOH DL- NH-CO-R + H2O L- NH2 R-CH-COOH D- NH-CO-R氨基酰化酶 兩種產(chǎn)物的溶解度不同，很容易分離。 未水解的N-?；?D-氨基酸經(jīng)過(guò)外消旋作用后又成為DL型，可再次進(jìn)行拆分。泵儲(chǔ)罐反應(yīng)產(chǎn)物離心機(jī)消旋反應(yīng)器晶體 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-Ala酶法生產(chǎn)L-Ala結(jié) 構(gòu)分子量等電點(diǎn)性 質(zhì)溶解性L-AspL-Ala 酸性氨基酸中性氨基酸溶于水和鹽酸，不溶于乙醇和乙醚在水中有一定溶解性，不溶于丙酮及乙醚例：L-天冬氨酸和L-丙氨酸的生產(chǎn)（1） L-天冬氨酸和L-丙氨酸的性質(zhì)+CO2天冬氨酸酶L-Asp脫羧酶（2）酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)（延胡索酸）+NH3（L-丙氨酸）（L-天冬氨酸）（3）工藝路線固定化L-Asp脫羧酶轉(zhuǎn)化液B延胡索酸+ NH3固定化天冬氨酸酶轉(zhuǎn)化液AL-Asp粗品L-Asp精品L-Ala粗品L-Ala精品泵儲(chǔ)罐反應(yīng)產(chǎn)物離心機(jī)母液回收固定化酶柱子晶體 L-AspL-Asp延