Az enzimtechnológiai technológia alkalmazása a biofarmácia területén
Az enzimtechnika olyan tudomány, amely enzimeket, enzimtartalmú organellákat vagy sejteket (mikroorganizmusok, állatok, növények) használ bizonyos reakcióeszközökben, kihasználja az enzimek biokatalitikus funkcióját, és a megfelelő nyersanyagokat mérnöki eszközökkel hasznos anyagokká alakítja át, és a társadalmi életben felhasználja. Ide tartozik az enzimkészítmény előállítása, az enzim pácolása, az enzim módosítása és átalakítása, valamint az enzimreaktor. Alkalmazása elsősorban a gyógyszeriparban, az élelmiszeriparban és a könnyűiparban koncentrálódik.
1. Az enzim immobilizációs technológia és alkalmazása
Az enzim gélbe, mikrokapszulákba való beágyazásával, vagy kovalens kötéseken, ionos kötéseken keresztül a szilárd fázisú hordozóhoz kapcsolódó adszorpcióval, vagy a térhálósító szerrel, hogy az enzim molekulák térhálósítsák egymást, és más módszerekkel, hogy az enzim oldhatatlan legyen, a technikai folyamat korlátozott térben korlátozva. Ez a technika lehetővé teszi az enzim ismételt felhasználását szakaszos reakciókban, folyamatos felhasználását egymást követő reakciókban, vagy az enzimnek a terméktől való könnyű elválasztását. Az immobilizálási módszerek közé tartoznak az olyan alapvető módszerek, mint az adszorpció, a kovalens kötés, a beágyazás, a mikrokapszulázás és a keresztkötés, valamint az olyan újszerű immobilizálási technikák, mint a keresztkötésű enzimkristályok, a keresztkötésű enzimaggregátumok, a szilikamátrix beágyazás és a lipid beágyazás [1]. A gyógyszeriparban a beágyazási módszert használják gyakrabban, ezt követi az adszorpciós módszer. Számos immobilizált enzimet használtak nagyüzemi termelésre, például: aminoaciláz, penicillin-aciláz, aszpartoaciláz, aszpartát-β-decarboxiláz.
2.Az enzimek kémiai módosítása
Az enzim kémiai módosítása az enzimfehérje molekula fő láncának "vágásával", "nyírásával" és kémiai módosításával történő módosítására utal.
A kémiai módosítás az enzimfehérje molekula fő láncának "elvágására" és "nyírására", valamint kémiai módosítására utal, amely olyan technikai folyamat, amelynek során az enzim molekulához kémiai úton egyes kémiai anyagokat vagy csoportokat kapcsolnak az enzim katalitikus tulajdonságainak és funkcióinak megváltoztatása érdekében. Az enzim kémiai módosítása révén javítható az enzim aktivitása, növelhető az enzim stabilitása, megszüntethető vagy csökkenthető az enzim antigénje stb.
3. Az enzimek nem vizes fázisú katalízise és az enzimek irányított fejlődése
A nem vizes közegben (szerves oldószeres közegben, gázközegben, szuperkritikus folyadékközegben, ionos folyadékközegben stb.) történő enzimkatalitikus reakció technikai folyamatát nem vizes fázisú enzimkatalízisnek nevezik [5]. A nem vizes közegben történő enzimkatalízis figyelemre méltó jellemzői a nem poláros szubsztrátok vagy termékek oldhatóságának növelése, a vizes oldatban nem végezhető szintetikus reakciók elvégzése, a termékek enzimre gyakorolt visszacsatolt gátlásának csökkentése, valamint a királis vegyületek aszimmetrikus reakcióinak szubsztrát-, csoport-, regio- és enantioszelektivitásának javítása. Irányított evolúció az enzim technológia [5] egy szimuláció a természetes evolúciós folyamat (természetes véletlen mutáció és a természetes szelekció, stb.), mesterséges véletlen mutáció a gének in vitro, a létesítmény a mutáns génkönyvtárak, a speciális környezetben a mesterségesen ellenőrzött körülmények, irányított szelekció, hogy az enzim kiváló katalitikus tulajdonságokkal a mutáns technológiai folyamat.
4. Enzimkészítmény előállítása és alkalmazása
4.1 Enzimek előállítása
4.1.1 Nukleáz és antitest enzim
A ribonukleinsav enzim a ribonukleinsav (RNS) enzimekből álló osztálya, amelynek nagyfokú nukleinsav szekvencia specifitással rendelkező, a
és erős alkalmazási értékkel bír. Amíg ismeri egy bizonyos nukleinsav enzim nukleotidszekvenciáját, megtervezheti és szintetizálhatja az önhasadást és törést katalizáló nukleinsav-kompozíciót, és ezen genomok teljes szekvenciája alapján megtervezheti és szintetizálhatja a megelőzést és a kezelést . Nukleotidok az emberi, állati és növényi vírusos betegségek által okozott vírusok, például az influenza, a hepatitis, az AIDS és a dohánymozaik betegség elleni küzdelem képességét. A nukleázok a nukleinsavtérképezés és a génexpresszió tanulmányozásának eszközeiként is felhasználhatók [4]. Az antitest enzimek, más néven katalitikus antitestek, a biokatalitikus funkciókkal rendelkező antitest molekulák egy osztályát jelentik, amelyeket indukciós és módosítási módszerekkel lehet előállítani. Az antitest enzimeket az enzimek hatásmechanizmusának tanulmányozására, királis gyógyszerek szintézisére és szétszedésére, rákellenes gyógyszerek előállítására stb. használták.
4.1.2 Enzimekkel jelölt gyógyszerek
A közelmúltban lehetővé vált, hogy a gyógyszereket a szervezetben lévő lehetséges hatáspontjaik (pl. enzimek vagy receptorok) alapján tervezzék meg, és az így kapott gyógyszereket enzimekkel jelölt gyógyszereknek nevezik. Ez a tervezési megközelítés ma már a gyógyszertervezés főáramának számít, és nagy szerepet játszik az új gyógyszerek tervezésében. Az angiotenzin peptid konvertáló enzim (ACE) gátlók az enzim-jelölt gyógyszerek sikeres példái, és az ACE-gátlók fontos és általánosan használt vérnyomáscsökkentő gyógyszerekké váltak. A legújabb vizsgálatok szerint a HIV-fertőzést és -átvitelt elsősorban a HIV-részecskék felszínén lévő proteázok okozzák. Ezért a HIV-proteáz tanulmányozása forró pont lett, és remélhetőleg a HIV-proteáz-inhibitorok tanulmányozása a HIV-fertőzés megelőzésének és az AIDS kezelésének módjainak kereséséhez vezet.
4.2 Az enzimtechnológia alkalmazása a gyógyszeripari folyamatban
A kis beruházás, a folyamat egyszerűsége, az alacsony energiafogyasztás, a magas termékhozam, a nagy hatékonyság, a nagy hatékonyság és az alacsony szennyezés és egyéb előnyök előállításában alkalmazott enzimtechnológiai technológia a vegyipar és a gyógyszeripar alkalmazásának fő erejévé válik. A múltban a kémiai szintézis, a mikrobiális fermentáció és a biológiai anyagok kivonása és más hagyományos technológiák a gyógyszerek előállításához, modern enzimtechnika segítségével állítható elő. Még olyan drága gyógyszerek is előállíthatók, amelyeket hagyományos technológiával lehetetlen előállítani, mint például a humán inzulin, a 6-APA és a 7-ADCA. Az immobilizált genetikailag módosított baktériumok, a módosított sejtek és az immobilizációs technológia és a folyamatos bioreaktor okos kombinációja alapvető változásokhoz vezet az egész fermentációs iparban és a kémiai szintézis iparban.
4.2.1 Az enzimtechnológia alkalmazása biológiai metabolitok előállítására
Az immobilizált sejtek alkalmazásával nagy mennyiségben állíthatók elő különböző elsődleges anyagcseretermékek vagy köztes termékek, például cukor, szerves savak és aminosavak. A termékek a D-fruktóz, glicerin, 1,6-difoszfát-fruktóz, citromsav, almasav, alanin, aszparaginsav, fenilalanin, triptofán, lizin és így tovább.
4.2.2 Az enzimtechnológia alkalmazása antibiotikumok és vitaminok előállítására
Az enzimtechnológia alkalmazásával előállítható a cefalosporin Ⅳ (cefalosporin acetáz), 7-ADCA (penicillin V aciláz), deacetil cefalosporin (cefalosporin acetát liáz). Az elmúlt években is immobilizált termelés Penicillium flavum (penicillin szintetáz rendszer) sejt termelés penicillin kutatás, a szintézis a penicillin és a cefalosporin prekurzorok a legújabb folyamat is használják az enzimtechnika.
4.2.3 Az enzimtechnológia alkalmazása aminosavak és szerves savak előállítására
DL-aminosavak (amino-aciláz), L-lizin (diaminoheptánsav-dehidroxiláz vagy α-amino-ε-kaprolaktam-hidroláz és racemizáló enzim), húgysav-anhidrid (L-hisztidin aminolízis enzim), L-tirozin és L-dopa (β-tirozináz) és más szerves savak előállítása.
4.2.4 Az enzimtechnológia alkalmazása nukleotid gyógyszerek előállítására
Az adenin-nukleotidok (AMP) a fehérjét termelő Pseudomonas aeruginosa által extrahált nukleinsavat forró vízzel, majd nukleázzal hidrolizálták. A dezoxiribonukleotidokat a dezoxiribonukleinsav (RNS) halfehérjéből történő kivonásával, majd 5′-foszfodiészteráz enzimatikus hidrolízisével állítják elő. A meglévő nukleinsavban gazdag növények és állatok (virágpor stb.) ribonukleinsav (RNS) extrahálása, majd 5′-foszfodiészteráz enzim általi emésztése foszforil-glikoziddá (AMP), foszforil-citidin (CMP), foszforil-uridin (UMP) és foszforil-uridin (GMP), hogy nukleotidok keverékét állítsák elő. Az inozinsavat az acilozid-deamináz állította elő, az ATP-t és az AMP-t a karbamoilfoszfát-kináz, a kináz és az acetát-kináz állította elő.
5.Prospect of Enzyme Engineering Technology a gyógyszeriparban
A biomérnöki tudományok fontos részeként az enzimtechnika világszerte elismert fontos szerepe és jelentős kutatási eredményei miatt. Az enzim katalitikus funkciójának teljes körű kihasználása, az enzim alkalmazási körének bővítése és az enzim alkalmazási hatékonyságának javítása az enzimtechnikai alkalmazáskutatás fő célja. A 21. századi enzimtechnológiai fejlesztés témája: új enzimek kutatása és fejlesztése, az enzim optimális előállítása és az enzim nagy hatékonyságú alkalmazása. Az általánosan használt technológiák mellett a genetika és a proteomika, a DNS-átrendeződés és a sejtek, a fágfelszíni megjelenítési technológia legújabb ismereteit is ki kell használnunk az új enzimek kutatásához és fejlesztéséhez, a leglátványosabb új enzimek a nukleinsav enzimek, az antitest enzimek és a telomeráz és így tovább. Az immobilizációt, a molekuláris módosítást és a nem vizes fázisú katalízist az enzimek hatékony alkalmazásának megvalósítására kell használni, és a gyógyító technológiát széles körben alkalmazni kell a biochipek, bioszenzorok, bioreaktorok, klinikai diagnosztika, gyógyszertervezés, affinitáskromatográfia, valamint a fehérjék szerkezetének és funkciójának tanulmányozása során, hogy az enzimtechnológia nagyobb szerepet játszhasson a gyógyszeriparban.
Lépjen kapcsolatba velünk most!
Ha szüksége van Price-ra, kérjük, töltse ki elérhetőségét az alábbi űrlapon, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.
| Összetétel Glükoamiláz | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xilanáz | 37278-89-0 |
| Celluláz | 9012-54-8 |
| Naringináz | 9068-31-9 |
| β-Amiláz | 9000-91-3 |
| Glükóz-oxidáz | 9001-37-0 |
| alfa-amiláz | 9000-90-2 |
| Pektináz | 9032-75-1 |
| Peroxidáz | 9003-99-0 |
| Lipáz | 9001-62-1 |
| Kataláz | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elasztáz | 39445-21-1 |
| Ureáz | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-laktil-dehidrogenáz | 9001-60-9 |
| Dehidrogenáz malát | 9001-64-3 |
| Koleszterin-oxidáz | 9028-76-6 |