郑安琪酶工程制药

介绍酶生产的上游酸技术至下游技术，重点对酶工程制药中的特殊性技术进行了描述，还从工程技术的角度介绍酶工程制药中已经用到或将会用到的技术策略和方法。

酶工程制药

• 酶分子化学修饰的意义和机制
  • 定义
    • 通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
  • 限制酶大规模应用的原因
    • 细胞外稳定性差
    • 酶活性不够高
    • 具有抗原性
  • 意义
    • 修饰提高酶活性
      • 一级结构修饰后发生改变很多情况下会引起高级结构发生改变,从而改变蛋白功能(包括酶活力)
    • 增强酶的稳定性
      • 热稳定性
        • 可与酶内部基团形成多点交联。使酶的天然构象产生“刚性”结构
      • 对抑制剂稳定性
        • 大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位
      • 对水解酶的稳定性
        • 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏
        • 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性
    • 消除抗原性
      • 酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键
        • 破坏了抗原决定簇——抗原性降低乃至消除
        • “遮盖”了抗原决定簇——阻碍抗原、抗体结合
• 酶分子化学修饰的应用
  • 酶学上的研究
    • 亲和标记
    • 差示标记
    • 子主题
  • 医药
    • 降低或消除酶的抗原性
    • 增强医用酶的稳定性
  • 工业
    • 提高工业酶的催化效率
    • 提高工业酶的稳定性
    • 改变酶的动力学特征
  • 抗体酶
    • 一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性
    • 它是利用现代生物学与化学的理论与技术交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物
    • 修饰方法：引入催化基团
  • 非水相
    • 非水相催化难题在于酶不溶解于有机溶剂
    • 酶的溶解性下降导致非均相催化带来传质问题
    • 可修饰上疏水基团，增加酶子在有机溶剂中溶解性
• 酶分子化学修饰的方法
  • 金属离子置换修饰
    • 把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性和功能发生改变的修饰方法称为金属离子置换修饰
      • 酶的分离纯化
      • 除去原有的金属离子
      • 加入置换离子
  • 大分子结合修饰(共价/非共价;结合水溶性大分子)
    • 修饰剂的选择
      • 采用的修饰剂是水溶性大分子。(均相反应,无毒害)
      • 要根据酶分子的结构和修饰剂的特性选择适宜的水溶性大分子
      • 聚乙二醇是线性分子具有良好的生物相容性和水溶性，在体内无毒性、无残留、无免疫原性，并可消除酶的抗原性，使其末端活化后可以与酶产生交联，因而，它被广泛用于酶的修饰
    • 修饰剂的活化
      • 三氯化嗪
      • 琥珀酸酐
      • 溴化氰法
      • 碳二亚胺法
      • 重氮法
      • 高碘酸氧化法
    • 修饰时要注意的问题
      • 酶与修饰剂分子的比例
      • 反应体系的溶剂性质，盐浓度，PH条件
      • 反应时间和温度
    • 纯化
  • 侧链基团修饰(多结合水溶解性小分子)
    • 氨基的修饰
    • 羧基的修饰
    • 巯基的修饰
    • 胍基的修饰
    • 酚羟基的修饰
    • 咪唑基的修饰
    • 吲哚基的修饰
    • 分子内的修饰
  • 肽链有限水解修饰
    • 利用酶分子主链的切断和连接，使酶分子的化学结构及其空间结构发生某些改变
    • 酶有限水解：意味着水解酶量和时间相对少
  • 氨基酸置换修饰
    • 化学修饰
    • 生物方法
      • 盒式突变法
  • 核苷酸置换修饰
  • 物理修饰