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第四章 酶工程制药 第一节 酶工程制药概论 第二节 药用酶的来源和生产 第三节 固定化酶工程 第四节 酶工程研究进展 第五节 酶工程应用实例 第一节 酶工程制药概论 一、酶的定义和分类 二、酶的特性 三、酶的来源 四、酶的生产菌种 五、产酶菌株的制备和优化 酶工程制药是将细胞或活细胞固定化后用于药品生产的技术。 现代酶工程制药的基本技术主要包括酶和细胞固定化、酶的非水相催化、酶法的手性药物合成、酶的化学修饰技术 酶工程生产药物具有生产工艺结构紧凑、目的产物产量高、产物回收容易、可重复生产等优点 一、酶的定义和分类 酶的定义 酶是生物体内具有特殊催化功能的生物大分子。 酶的分类----分为6大类 1、氧化-还原酶2、转移酶3、水解酶4、裂合酶5、异构酶6、连接酶（合成酶） 二、酶的特性 1、专一性强 2、催化效率高 3、反应条件温和 4、酶活性的调控机制复杂 三、酶的来源 （一）来源类别 （二）利用微生物生产酶制剂的优点 （三）各种能够生产酶的微生物 （一）酶的来源类别 1、酶作为生物催化剂普遍存在于动物、植物、微生物中，可以直接从生物体中分离提纯而获得，早期酶的生产多是以动植物为主要原料提取而得。 2、人工合成酶的方法，目前还受到试剂、设备条件的限制。 3、利用动物、植物细胞和组织培养方法来生产酶，由于周期较长、成本较高，也存在一定难度。 4、利用微生物生产酶制剂。 （二）利用微生物生产酶制剂的优点 （1）能够生产酶的微生物种类繁多，有较大的选择余地。 （2）微生物繁殖快、培养周期短、培养方法简便，培养过程容易控制 （3）微生物具有较强的适应性，能够培育出新的高产菌株。 （三）各种能够生产酶的微生物 1、氧化-还原酶 （1）葡萄糖氧化酶 （来源于霉菌） （2）D氨基酸氧化酶 （来源于霉菌、肾脏） （3）尿激酶 （来源于酵母菌、肾脏） （4）过氧化氢酶 （来源于细菌、霉菌、红血球） （5）过氧氧化物酶 （来源于植物） 2、转移酶 （1）转氨基酶 （来源于细菌、动物肝脏） （2）核苷磷酸转移酶 （来源于细菌） 3、水解酶 脂肪酶 （来源于细菌、霉菌、胰脏）5`-磷酸二酯酶 （来源于霉菌）淀粉酶 （来源于细菌、霉菌、胰脏、麦芽）果胶酶 （来源于细菌、霉菌）纤维素酶 （来源于霉菌、蘑菇）半纤维素酶 （来源于霉菌）溶菌酶 （来源于细菌、鸡卵白）蜜二糖酶 （来源于霉菌）乳糖酶 （来源于细菌、霉菌）转化酶 （来源于细菌、酵母）透明质酸酶 （来源于细菌、动物睾丸）凝乳酶 （来源于霉菌、小牛胃、羊胃）天冬酰胺酶 （来源于细菌）脲酶 （来源于豆科植物）青霉素酰化酶 （来源于细菌、霉菌）氨基酰化酶 （来源于细菌、霉菌、牛肾脏）橙皮苷酶 （来源于霉菌）蛋白酶 （来源于霉菌、放线菌、动物内脏、植物瓜果） 4、裂合酶 天冬氨酸-β-脱羧酶 （来源于细菌） β-酪氨酸酶 （来源于细菌） 延胡索酸酶 （来源于细菌） 谷氨酸脱羧酶 （来源于细菌） 5、异构酶 氨基酸消旋酶 （来源于细菌、霉菌、酵母） 葡萄糖异构酶 （来源于细菌、放线菌 四、酶的生产菌种 1、对生产菌种的要求 （1）产酶量高、酶的性质应符合使用要求，最好是产生胞外酶的微生物菌种 （2）不能含有致病菌，系统发育应该与病原体无关，也不会产生毒素 （3）菌种稳定，不易产生变异退化，不易感染噬菌体 （4）能利用廉价的原料，发酵周期短，易于培养  2、目前常用的产酶微生物 大肠杆菌---用来生产谷氨酸脱羧酶、天门冬氨酸酶、青霉素酰化酶、β-半乳糖苷酶。 曲霉（黑曲霉、黄曲霉）---用来生产糖化酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶、脂肪酶。 枯草杆菌---用于生产a-淀粉酶、β-葡萄糖氧化酶、碱性磷酸酯酶。 啤酒酵母---用来生产转化酶、丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶。 青霉菌---用于生产葡萄糖氧化酶、青霉素酰化酶、5`-磷酸二酯酶、脂肪酶。 木霉菌---用于生产纤维素酶。 根霉菌---用于生产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶。 链霉菌---用来生产葡萄糖异构酶。 五、产酶菌株的制备和优化 1、产酶菌株的培养条件 2、菌种的分离筛选 3、菌种的变异诱导技术 4、原生质体诱导实际生产例子 1、产酶菌株的培养条件 （1）产酶促进剂 （2）影响酶产量的各种因素 （3）诱导剂和抑制剂 （1）产酶促进剂 在酶制剂的生产过程中，如果添加少量的某种物质就能增加酶的产量，则这类物质就称为产酶促进剂。 产酶促进剂多数是酶的诱导物、或者是表面活性剂，常用的产酶促进剂有： （A）吐温-80 （B）脂肪酰胺磺酸钠 （C）聚乙烯醇 （D）糖脂 （