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1、 第四章第四章 酶酶 工工 程程 制制 药药国际酶工程学会（国际酶工程学会（19711971年）定义：年）定义： 酶工程酶工程是研究和开发酶的生产、酶是研究和开发酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化、酶及固定化的分离纯化、酶的固定化、酶及固定化酶的反应器、酶与固定化酶的应用等的酶的反应器、酶与固定化酶的应用等的工程科学。工程科学。 酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶工程制药主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的技术。酶法制药两方面的技术。药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。 酶法制药是指利用酶的催化作用酶法制药是指利用酶的催化作用而制造出具有药用功效的物质的技
2、术而制造出具有药用功效的物质的技术过程过程. . 药用酶：药用酶：酶法制药：酶法制药：第一节第一节 概述概述 酶是生物催化剂。是由活细胞酶是生物催化剂。是由活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂，它能催化各种生物化学反催化剂，它能催化各种生物化学反应。应。一、酶的催化特性一、酶的催化特性催化剂的共同点催化剂的共同点量少高效；量少高效；只加速可逆反应的进程，而不改变反应只加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。的平衡点。都是通过降低反应分子的活化能来加快都是通过降低反应分子的活化能来加快化学反应的速度。化学反应的速度。酶的特性酶的特性高效催化高效催化高度专一高
3、度专一条件温和条件温和1 1、酶的专一性强、酶的专一性强 酶的专一性酶的专一性（specificity)：是指一种酶只能催化一种或一类是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型的结构相似的底物进行某种类型的反应。反应。绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)：只能只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物反应，生成一种特定结构的产物 。 立体结构特异性立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体作用于立体异构体中的一种。异构体中的一种。相对专一性相对专一性(relative
4、specificity)：作用作用于一类化合物或一种化学键。于一类化合物或一种化学键。根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的专一性可大致分为以下酶的专一性可大致分为以下2 2种类型：种类型：2 2、酶的催化效率高、酶的催化效率高 酶的催化效率通常比非催化反应高酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂高倍，比一般催化剂高1071013倍。倍。酶酶和和一一般般催催化化剂剂加加速速反反应应的的机机理理都都是是降降低低反反应应的的活活化化能能(activation energy)。酶酶比比一一般般催催化剂更有效地降低反应的活化能。化剂更有效
5、地降低反应的活化能。 3 3、酶的作用条件温和、酶的作用条件温和 酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化不需要较高的反应温度。 酶的催化作用一般都在常温、常压、酶的催化作用一般都在常温、常压、pHpH近乎中性的温和条件下进行，不需高近乎中性的温和条件下进行，不需高温高压和极端温高压和极端pHpH条件。条件。 二、影响酶催化作用的主要因素二、影响酶催化作用的主要因素1 1、酶浓度对酶促反应的影响、酶浓度对酶促反应的影响在有在有足够底物足够底物和其他条件不变的情况下：和其他条件不变的情况下： v = k E酶促酶促反应的速度与酶浓度成正比反应的速度与酶浓度成正比2 2、底物浓度对酶促反应的影响、底
6、物浓度对酶促反应的影响 S S v vV Vmma ax x一级反应一级反应一级反应一级反应 v = k v = k v = k v = k SSSS零级反应零级反应零级反应零级反应 v = kv = kv = kv = k E E E E混合级反应混合级反应当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。SSV VVmaxVmax随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。为混合级反应。SSV VVmaxVmax当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应
7、速度不再增加，达最大速度；反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SSV VVmaxVmax3 3、pHpH对酶促反应的影响对酶促反应的影响1.最适pH 2.有效pH表现出酶最大活力的pH值在一定的pH范围内酶是稳定的pH对酶作用的影响机制对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。0酶酶活活性性pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶 246810q双重影响双重影响温温度度升升高高，酶酶促促反反应应速速度度升升高高；由由于于酶酶的的本本质
8、质是是蛋蛋白白质质，温温度度升升高高，可可引引起起酶酶的的变变性性，从从而反应速度降低而反应速度降低 。 4 4、温度对酶促反应的影响、温度对酶促反应的影响q最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。其不是酶的特征环境温度。其不是酶的特征性常数性常数酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 5 5、激活剂对酶促反应的影响、激活剂对酶促反应的影响激活剂激活剂使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。使酶由无活性变为有活性或使酶活性增
9、加的物质。其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；无机离子对酶的激活作用：无机离子对酶的激活作用：（1 1）与酶分子肽链上的侧链基团相结合，稳定酶）与酶分子肽链上的侧链基团相结合，稳定酶催化作用所需的构象。催化作用所需的构象。（2 2）作为底物与酶蛋白之间联系的桥梁。）作为底物与酶蛋白之间联系的桥梁。（3 3）可能作为辅酶或辅基的一个组成部分，协助）可能作为辅酶或辅基的一个组成部分，协助酶的催化作用。酶的催化作用。使用激活剂注意使用激活剂注意激活剂对酶
10、的作用具有一定的选择性，激活剂对酶的作用具有一定的选择性，使用不当，会适得其反，激活剂之间有使用不当，会适得其反，激活剂之间有时存在拮抗现象。时存在拮抗现象。激活剂的浓度有一定的范围，超出此范激活剂的浓度有一定的范围，超出此范围，会得到相反的效果。围，会得到相反的效果。6 6、抑制剂对酶促反应的影响、抑制剂对酶促反应的影响使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂（I）。（1 1）. . 不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结合（共价键）是：抑制剂与酶的结
11、合（共价键）是不可逆的。不可逆的。不可逆的。不可逆的。S + EESE + P + IEIESH +ICH2COOH ESCH2COOH + HI 抑制抑制抑制抑制作用作用作用作用特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，特点：不可逆性抑制，抑制剂浓度越高，抑制抑制抑制抑制作用作用作用作用时间越长，抑制时间越长，抑制时间越长，抑制时间越长，抑制作用作用作用作用越强。越强。越强。越强。（2）可逆抑制作用）可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合是可逆的。抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。Ev1231.
12、反应体系中不加反应体系中不加I。2.反应体系中加入一定反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。量的不可逆抑制剂。3.反应体系中加入一定反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。量的可逆抑制剂。Ev不可逆抑制剂的作用Ev 可逆抑制剂的作用I I 竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点特点特点特点：1 1）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。）抑制剂和底物竞争酶的结合部位。2 2）抑制程度取决于）抑制程度取决于）抑制程度
13、取决于）抑制程度取决于I I和和和和S S的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的的浓度以及与酶结合的 亲和力大小。亲和力大小。亲和力大小。亲和力大小。3 3）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。S + EESE + P + IEI非非非非竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，：底物和抑制剂同时与酶结合，但形成的但形成的但形成的但形成的EISEIS不能进
14、一步转变为产物。不能进一步转变为产物。不能进一步转变为产物。不能进一步转变为产物。S + EESE + P + IEI + IEIS+SE+P特点特点特点特点：1 1）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度II的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。2 2）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。3 3 3 3）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不改变酶对底物的亲和力。）抑制剂不
15、改变酶对底物的亲和力。 反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：反竞争性抑制作用：I I与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合与酶和底物的中间复合物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。物结合而不与游离酶结合，从而抑制酶活性。S + EESE + P + IEISE+P特点特点特点特点：1 1）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度）随着抑制剂浓度II的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。的增加，抑制作用增强。2 2）底物浓度的增减对抑制作用不
16、产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。）底物浓度的增减对抑制作用不产生影响。3 3 3 3）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。）抑制不改变酶对底物的亲和力。 三、酶的分类与命名三、酶的分类与命名（一）、酶的命名（一）、酶的命名1、习惯名：命名原则如下、习惯名：命名原则如下（ 1.）根据酶的底物命名。）根据酶的底物命名。（2.）根据所催化的反应的性质命名。）根据所催化的反应的性质命名。（3.）有的酶结合上述两个原则命名。）有的酶结合上述两个原则命名。（4.）在这些基础上有时还加上酶的来源或酶）在
17、这些基础上有时还加上酶的来源或酶的其它特点。的其它特点。2、系统名：要求能确切表明底物的化学本质、系统名：要求能确切表明底物的化学本质及酶的性质，包括两部分，即底物名称及反及酶的性质，包括两部分，即底物名称及反应类型，底物间用应类型，底物间用“：”分开，若底物之一分开，若底物之一是水则可略去不写。是水则可略去不写。ATP+CH3COOH ADP+CH3CO P其系统名为：ATP：乙酸磷酸转移酶（二）、酶的分类（二）、酶的分类根据反应性质分为六大类根据反应性质分为六大类1、氧化还原酶类：催化氧化还原反应，涉及、氧化还原酶类：催化氧化还原反应，涉及H 和电子的转移。如脱氢酶类。和电子的转移。如脱氢
18、酶类。2、转移酶类：催化分子间功能基团的转移。、转移酶类：催化分子间功能基团的转移。如转氨酶类。如转氨酶类。3水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀水解酶类：催化水解反应。如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等。粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等。4裂合酶类：催化非水解地除去底物分子中裂合酶类：催化非水解地除去底物分子中的基团及其逆反应的酶。如醛缩酶脱氨酶的基团及其逆反应的酶。如醛缩酶脱氨酶 脱脱羧酶羧酶5异构酶类：催化同分异构体的相互转变。异构酶类：催化同分异构体的相互转变。6、合成酶：与、合成酶：与ATP 分解相偶联，并由二种物分解相偶联，并由二种物质合成一种物质。如天冬酰胺合成酶质合成一种物质。如天冬酰胺
19、合成酶 丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶 在每一大类酶中，又根据底物中被作用的在每一大类酶中，又根据底物中被作用的基团或键的特点分为若干亚类，然后再把属基团或键的特点分为若干亚类，然后再把属于某一亚类、亚亚类的酶按顺序排好，这样于某一亚类、亚亚类的酶按顺序排好，这样把已知的酶分门别类地排成一个表，叫做酶把已知的酶分门别类地排成一个表，叫做酶表。表。类类 亚类亚类 亚亚类亚亚类 序号序号如如如如 EC1.1.1.27 EC1.1.1.27 为乳酸：为乳酸：为乳酸：为乳酸：NADNAD+ +氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 EC1.1.1.37 EC1.1.1.37 为苹果酸：为苹果酸：为苹果酸：
20、为苹果酸：NAD NAD + +氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶 EC1.1.1.1 EC1.1.1.1 为乙醇：为乙醇：为乙醇：为乙醇：NAD NAD + +氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶氧化还原酶一些酶的命名举例一些酶的命名举例四、酶活力及其测定四、酶活力及其测定 酶酶酶酶的的的的定定定定量量量量并并并并非非非非对对对对其其其其蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质进进进进行行行行定量，而是对它的定量，而是对它的定量，而是对它的定量，而是对它的催化能力催化能力催化能力催化能力进行定量。进行定量。进行定量。进行定量。所所所所所所以以以以以以，酶酶酶酶酶酶的的的的的的定定定定定定量量量量量量就就就就
21、就就是是是是是是测测测测测测定定定定定定酶酶酶酶酶酶的的的的的的活活活活活活力力力力力力，也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。也即测定酶促反应的速度。1. 1. 酶活力酶活力及测定及测定 酶活力酶活力 是酶促反应的能力。酶是酶促反应的能力。酶活力大小就是指在一定条件所催化的某一活力大小就是指在一定条件所催化的某一化学反应速度的快慢，即酶催化的反应速化学反应速度的快慢，即酶催化的反应速度越快，酶活力越高，反之则表示该酶活度越快，酶活力越高，反之则表示该酶活力低。力低。 酶活力测定酶活力测定 酶活力测定包括两个阶段
22、。首先要在一定酶活力测定包括两个阶段。首先要在一定条件下，将酶与其作用底物混合均匀，反应一条件下，将酶与其作用底物混合均匀，反应一段时间，然后再测定反应液中底物或产物变化段时间，然后再测定反应液中底物或产物变化的量。的量。步骤：步骤：（1 1 1 1）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。）根据酶的专一性，选择适宜的底物，并配置成一定浓度的底物溶液。 （2 2 2 2）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温
23、度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、）根据资料或试验结果，确定酶催化反应的温度、pHpHpHpH值等条件。值等条件。值等条件。值等条件。 （3 3 3 3）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记）在一定的条件下，将一定量的酶液与一定量的底物溶液混合均匀，记录开始的时间。录开始的时间。录开始的时间。录开始的时间。（4 4 4 4）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间
24、，取出适量的反应液运用各种适合）反应到一定的时间，取出适量的反应液运用各种适合的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。的生化检测技术，测定产物的生成量或底物的减少量。 反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于反应时间一到，立即取出一定量的反应液，置于沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。沸水浴中，加热使酶失活。 立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性
25、剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶立即加入适宜的酶变性剂，如三氯醋酸等，使酶变性失活。变性失活。变性失活。变性失活。 立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的立即加入酸或碱溶液，使反应液的pHpHpHpH值迅速远离值迅速远离值迅速远离值迅速远离酶促反应的最适酶促反应的最适酶促反应的最适酶促反应的最适pHpHpHpH值，从而终止反应。值，从而终止反应。值，从而终止反应。值，从而终止反应。 将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，将取
26、出的反应液立即置于冰粒堆或冰盐溶液中，使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到使反应液的温度迅速降低到10101010以下。以下。以下。以下。 常用的终止酶反应的方法：常用的终止酶反应的方法：2. 2. 酶活力单位酶活力单位 酶活力单位酶活力单位(1961(1961年年) )：在特定：在特定条件下，每分钟催化条件下，每分钟催化1 1微摩尔底物转微摩尔底物转化为产物的酶量，定义为一个酶活化为产物的酶量，定义为一个酶活力单位，用力单位，用U U表示。表示。 特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用特定条件是指：温度可采用2525252
27、5或其他选用的或其他选用的或其他选用的或其他选用的温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。温度，其它条件均采用最适条件。3. 3. 酶的比活力酶的比活力指指指指指指每毫克每毫克每毫克每毫克每毫克每毫克酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶蛋白所含的酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数比活力比活力比活力比活力 酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数酶活力单位数（U U）酶蛋白质量酶蛋白质量酶蛋白质量酶蛋白质量（mgmg）比活力是酶制剂纯度的常用指标比活力是酶制剂纯度的常用指标比活力是酶制剂
28、纯度的常用指标比活力是酶制剂纯度的常用指标 比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。比活力越大，表示酶越纯。 第二节第二节 药药 用用 酶酶 的的 生生 产产 一、药用酶的种类一、药用酶的种类1 1、 蛋白酶蛋白酶: :蛋白酶目前可用作：蛋白酶目前可用作：(1)消化剂消化剂(2)消炎剂消炎剂(3)治疗高血压治疗高血压 -淀淀粉粉酶酶水水解解淀淀粉粉生生成成糊糊精精，是是国国际际上上广广泛泛使使用用的的消消化化药药。最最早早采采用用米米曲曲霉霉生生产产的的复复合合 -淀淀粉粉酶酶，其其中中还还含含有有蛋蛋白白酶酶、脂脂肪肪酶酶等等多多种种酶酶。但但由由于于米米曲曲
29、霉霉 -淀淀粉粉酶酶的的适适宜宜pH值值为为4.56.0所所以以在在胃胃中中易易受受胃胃酸酸破破坏坏。用用黑黑曲曲霉霉酸酸性性淀淀粉粉酶酶作作为为消消化药化药，不易受胃酸破坏不易受胃酸破坏，效果会更好效果会更好。2 2 、-淀粉酶淀粉酶 脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸脂肪酶催化脂肪水解生成甘油和脂肪酸，可可作为消化剂使用作为消化剂使用。 假单胞菌脂肪酶能分解血液中的低密度脂白和乳假单胞菌脂肪酶能分解血液中的低密度脂白和乳糜微粒糜微粒，可用于预防和治疗高血脂病可用于预防和治疗高血脂病。3 3、 脂肪酶脂肪酶 该酶水解右旋糖酐生成小分子产物该酶水解右旋糖酐生成小分子产物，对龋齿有对龋齿有显著的
30、预防效果显著的预防效果 。 龋齿是一种常见的口腔疾病龋齿是一种常见的口腔疾病，其病因是由于其病因是由于口腔中的细菌将蔗糖合成结构类似右旋糖酐的粘口腔中的细菌将蔗糖合成结构类似右旋糖酐的粘性多糖性多糖，粘附在牙齿表面粘附在牙齿表面，引起细菌滋生引起细菌滋生，而使而使牙齿受到损坏牙齿受到损坏。将右旋糖酐酶应用到牙膏将右旋糖酐酶应用到牙膏，可有可有效防治龋齿的产生效防治龋齿的产生。4 4 、右旋糖酐酶、右旋糖酐酶 溶菌酶具有抗菌溶菌酶具有抗菌，消炎消炎，镇痛等疗效镇痛等疗效，是一种广泛应用的药用酶是一种广泛应用的药用酶 。 溶菌酶作用于细菌的细胞壁溶菌酶作用于细菌的细胞壁，使其受到使其受到破坏破坏，
31、而使病原菌、腐败性细菌等溶解死亡而使病原菌、腐败性细菌等溶解死亡。 溶菌酶与抗生素联合使用，可显著提高溶菌酶与抗生素联合使用，可显著提高抗生素的疗效抗生素的疗效.5 5、 溶菌酶溶菌酶 SOD催化超氧负离子（催化超氧负离子（O-2）进行氧化还进行氧化还原反应生成氧和双氧水。（原反应生成氧和双氧水。（2 O-2+2H+H2O2+O2） 由于由于SOD能清除体内的超氧负离子，具有抗氧能清除体内的超氧负离子，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老的功效，保护机体内的化、抗辐射、抗衰老的功效，保护机体内的DNA、蛋白质和细胞膜等免遭超氧负离子的破坏，对红斑蛋白质和细胞膜等免遭超氧负离子的破坏，对红斑狼疮、皮肤炎、
32、结肠炎、白内障、风湿性关节炎、狼疮、皮肤炎、结肠炎、白内障、风湿性关节炎、氧中毒等疾病有显著疗效，对辐射有防护作用。氧中毒等疾病有显著疗效，对辐射有防护作用。6 6、 超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶( (SOD)SOD)Asn Asp+NH3 抗癌药物抗癌药物 癌细胞不含天冬酰胺合成酶癌细胞不含天冬酰胺合成酶,本身不能本身不能合成合成L-天冬酰胺，而外源的天冬酰胺，而外源的L-Asn又被加入又被加入的的L-天冬酰胺酶分解掉，因此，蛋白质的合天冬酰胺酶分解掉，因此，蛋白质的合成受阻，从而导致癌细胞死亡。成受阻，从而导致癌细胞死亡。7 7、L-L-天冬酰胺酶天冬酰胺酶链激酶：链激酶：-溶血性链球菌产
33、生溶血性链球菌产生的一种蛋白酶，可的一种蛋白酶，可 催纤维蛋白酶原，激活成纤维蛋白酶而催纤维蛋白酶原，激活成纤维蛋白酶而 将纤维蛋白水解使血栓溶解。将纤维蛋白水解使血栓溶解。 尿激酶：从尿液中分离得到的尿激酶：从尿液中分离得到的一种蛋白酶，具有溶一种蛋白酶，具有溶 解血栓的疗效，其副作用比链激酶小。解血栓的疗效，其副作用比链激酶小。 纳豆激酶：由纳豆杆菌或枯草芽孢杆菌产生的一种纳豆激酶：由纳豆杆菌或枯草芽孢杆菌产生的一种 蛋白酶，具有溶解血栓的功效，蛋白酶，具有溶解血栓的功效，可以口服。可以口服。 8 8、溶栓酶、溶栓酶9 9、乳糖酶、乳糖酶 乳糖酶又称乳糖酶又称乳糖酶又称乳糖酶又称-半乳糖苷
34、酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水半乳糖苷酶，它催化乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。解生成葡萄糖和半乳糖。 乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。乳糖酶可用于治疗乳糖酶缺乏症。 运运用用各各种种生生化化分分离离技技术术，从从动动物物、植植物物及及微微生生物物等等的的含含酶酶细细胞胞、组组织织或或器器官官中中提提取取、分分离离和和纯纯化化各各种药用酶的方法称为种药用酶的方法称为提取法提取法。二、二、 药用酶的生产方法药用酶的生产方法1 1、 提取法：提取法： 利利用用各各种种
35、动动物物、植植物物和和微微生生物物细细胞胞的的生生命命活活动动而而获获得得人人们们所所需需的的酶酶的的方方法法称称为为生物合成法生物合成法。 主要是利用微生物细胞进行生产。主要是利用微生物细胞进行生产。2 2 、生物合成法：、生物合成法： 化学合成法是化学合成法是化学合成法是化学合成法是6060年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。年代中期出现的新技术。 19651965年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟年，我国人工合成胰岛素的成功，开辟了蛋白质化学合成的新纪元。了蛋白质化学合成的新纪元。了蛋白质化
36、学合成的新纪元。了蛋白质化学合成的新纪元。 3 3 、化学合成法、化学合成法: : 1969 1969年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到年，美国首次用化学合成法得到含有含有含有含有124124个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。个氨基酸的核糖核酸酶。 化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成化学合成法合成的成本高昂，且只能合成已知化学结构的酶已知化学结构的酶已知化学结构的酶已知化学结构的酶, , , , 至今停留在实验室阶段。至今停留在实验室阶段。
37、至今停留在实验室阶段。至今停留在实验室阶段。 通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、通过筛选、诱变或采用基因工程、细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。细胞工程等技术而获得。三三 、药用酶生产细胞的选择、药用酶生产细胞的选择用于酶发酵生产的细胞必须具备的条件：用于酶发酵生产的细胞必须具备的条件：1 1 1 1、 酶的产量高酶的产量高酶的产量高酶的产量高2 2、 容易培养和管理容易培养和管理容易培养和管理容易培养和管理 适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，
38、便于管理。适应性较强，易于生长繁殖，便于管理。3 3、 产酶稳定性好产酶稳定性好产酶稳定性好产酶稳定性好 不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。不易退化，能稳定地用于生产。4 4 利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化利于酶的分离纯化 胞外酶胞外酶胞外酶胞外酶5 5 、安全可靠、安全可靠、安全可靠、安全可靠常用的产酶微生物有：常用的产酶微生物有： 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌（Bacillus Bacillus Bacillus Bacillus subtilissubtilissubtilissubtilis）大肠杆
39、菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（Escherichia coliEscherichia coliEscherichia coliEscherichia coli）黑曲霉黑曲霉黑曲霉黑曲霉（AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigerniger）米曲霉米曲霉米曲霉米曲霉（AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus orizaeorizaeorizaeorizae）木霉木霉木霉木霉（TrichodermaTrichodermaTrichodermaTrichoderma）青霉青霉青
40、霉青霉（penicilliumpenicilliumpenicilliumpenicillium）根霉根霉根霉根霉（RhizopusRhizopusRhizopusRhizopus）毛霉毛霉毛霉毛霉（MucorMucorMucorMucor）链霉菌链霉菌链霉菌链霉菌（StreptomycesStreptomycesStreptomycesStreptomyces）啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae）假丝酵
41、母假丝酵母假丝酵母假丝酵母（CandidaCandidaCandidaCandida） 对对于于诱诱导导酶酶的的发发酵酵生生产产，在在发发酵酵培培养养基基中中添添加加适适当当的的诱诱导导物物，可使产酶量显著提高可使产酶量显著提高 。 四、四、 提高药用酶产量的措施提高药用酶产量的措施1 1 、添加诱导物：、添加诱导物： 不同的酶有各自不同的诱导物。然而有不同的酶有各自不同的诱导物。然而有时一种诱导物可诱导生成同一酶系的若干种时一种诱导物可诱导生成同一酶系的若干种酶，如酶，如-半乳糖苷可同时诱导半乳糖苷可同时诱导-半乳糖苷酶、半乳糖苷酶、透过酶和透过酶和-半乳糖乙酰化酶半乳糖乙酰化酶3种酶种酶(
42、协同诱导协同诱导)。 同一种酶往往有多种诱导物，实际应用同一种酶往往有多种诱导物，实际应用时可根据酶的特性、诱导效果和诱导物的来时可根据酶的特性、诱导效果和诱导物的来源等方面进行选择。源等方面进行选择。（1 1）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导）酶作用的底物：乳糖诱导-半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖苷酶 青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶青霉素诱导青霉素酶（2 2）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶）酶的反应产物：半乳糖醛酸诱导果胶酶 纤维二糖诱导纤维素酶纤维
43、二糖诱导纤维素酶纤维二糖诱导纤维素酶纤维二糖诱导纤维素酶 没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶没食子酸诱导单宁酶诱导物的种类：诱导物的种类： 酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。酶的最有效的诱导物。 如：如：如：如：IPTGIPTG（异丙基异丙基异丙基异丙基- -D-D-硫代半乳糖硫代半乳糖硫代半乳糖硫代半乳糖苷）对苷）对苷）对苷）对-半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯
44、对蔗糖酶的诱导百倍；蔗糖甘油单棕榈酸酯对蔗糖酶的诱导效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。效果比蔗糖高几十倍等。（3）酶的底物类似物）酶的底物类似物: 分解代谢物阻遏分解代谢物阻遏 阻遏作用阻遏作用 产物反馈阻遏产物反馈阻遏 末端产物末端产物 阻遏物阻遏物 酶催化反应产物酶催化反应产物 分解代谢物分解代谢物控制阻遏浓度是解除阻遏、提高酶产量的有效措施。控制阻遏浓度是解除阻遏、提高酶产量的有效措施。2 2 、控制阻遏物浓度、控制阻遏物浓度 末端产物阻遏：末端产物阻遏：末端产物阻遏：末端产物阻遏：可通过控制末端产物的浓可通过控制末端产物的浓度使阻遏解除。度使阻遏解除。
45、酶催化反应产物酶催化反应产物酶催化反应产物酶催化反应产物阻遏：阻遏：阻遏：阻遏：可通过控制可通过控制酶催化酶催化反应产物反应产物的浓度使阻遏解除。的浓度使阻遏解除。解除：解除： 分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，分解代谢物阻遏，可通过下列方法解除：可通过下列方法解除：控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度补料控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度补料分次流加碳源分次流加碳源添加一定量的添加一定量的CAMP。 阳离子型阳离子型 离子型离子型 阴离子型阴离子型表面活性剂表面活性剂 两性离子型两性离子型 非离子型非离子型 3 3、 添加表面活性剂添加表面活性剂 由于离子型表面活性剂
46、有些对细胞有毒由于离子型表面活性剂有些对细胞有毒害作用，不能用于酶的发酵生产。害作用，不能用于酶的发酵生产。 非离子型表面活性剂，如非离子型表面活性剂，如Tween、Triton等，可积聚在细胞膜上，增加细胞的等，可积聚在细胞膜上，增加细胞的通透性，有利于酶的分泌，所以可增加酶的通透性，有利于酶的分泌，所以可增加酶的产量。产量。 此外，添加表面活性剂有利于提高某些此外，添加表面活性剂有利于提高某些酶的稳定性和催化能力。酶的稳定性和催化能力。产酶促进剂：是指可以促进产酶，但作用机理产酶促进剂：是指可以促进产酶，但作用机理 并未阐明清楚的物质。并未阐明清楚的物质。添加产酶促进剂往往对提高酶产量有显
47、著效果。添加产酶促进剂往往对提高酶产量有显著效果。4 4、 添加产酶促进剂添加产酶促进剂五、五、 药用酶的分子修饰药用酶的分子修饰1 1、 酶分子修饰：酶分子修饰： 通过各种方法使酶分子结构发生通过各种方法使酶分子结构发生 某些改变，从而改变酶的某些特性和某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的过程称为功能的过程称为酶分子修饰酶分子修饰。 提提高高酶酶活活力力，增增加加酶酶的的稳稳定定性，消除或降低酶的抗原性。性，消除或降低酶的抗原性。2 2、 酶分子修饰的目的：酶分子修饰的目的： 通通过过改改变变酶酶分分子子中中所所含含的的金金属属离离子子，使使酶酶的的特特性性和和功功能能发发生生改改变变的的
48、方方法法称称为为金金属属离离子子置置换换修修饰饰，简简称称为为离离子置换法子置换法。 3 3、酶分子修饰技术、酶分子修饰技术( (方法方法) )(1)(1)金属离子置换修饰：金属离子置换修饰： 金金金金属属属属离离离离子子子子置置置置换换换换修修修修饰饰饰饰法法法法只只只只适适适适用用用用于于于于本本本本来来来来在在在在结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。结构中含有金属离子的酶。 用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二用于酶修饰的金属离子，往往是二价金属离子，如：价金属离子，如：价金属离子，如：价金属离子，
49、如：CaCa2+2+、MgMg2+2+、MnMn2+2+、CoCo2+2+、CuCu2+2+、FeFe2+2+等。等。等。等。酶液酶液+EDTA等金属螯合剂等金属螯合剂EDTA-金属螯金属螯剂剂用透析、超滤、分子筛等方法除去用透析、超滤、分子筛等方法除去失活酶液失活酶液+其他金属离子其他金属离子酶活力升高，酶活力升高，稳定性增强。稳定性增强。金属离子置换修饰过程：金属离子置换修饰过程：例：例：锌型蛋白酶锌型蛋白酶钙型蛋白酶，酶活力提高钙型蛋白酶，酶活力提高2030%；-淀粉酶的镁型、锌型淀粉酶的镁型、锌型钙型，稳定性增强，酶活力钙型，稳定性增强，酶活力提高提高3倍以上。倍以上。 利利用用水水溶
50、溶性性大大分分子子与与酶酶结结合合，使使酶酶的的空空间间结结构构发发生生某某些些精精细细的的改改变变，从从而而改改变变酶酶的的特特性性与与功功能能的的方方法法称称为为大大分分子子结合修饰法结合修饰法。(2)(2)大分子结合修饰大分子结合修饰: : 右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等，这些大分子糖聚合物、聚氨基酸等，这些大分子在使用前一般需经过活化，然后在一在使用前一般需经过活化，然后在一定条件下与酶分子以共价键结合，对定条件下与酶分子以共价键结合，对酶分子进行修饰。酶分子进行修饰。大分子修饰剂：大分子修饰剂： 大分子结合修饰的作用：大分子结合修饰的作用
51、： 水溶性大分子通过共价键与酶分子结合后，水溶性大分子通过共价键与酶分子结合后，可使酶的空间结构发生某些改变，使酶的活性可使酶的空间结构发生某些改变，使酶的活性中心更有利于和底物结合，并形成准确的催化中心更有利于和底物结合，并形成准确的催化部位，从而使酶活力得以提高。部位，从而使酶活力得以提高。 .例：每分子胰蛋白酶用例：每分子胰蛋白酶用11分子的右旋糖酐修饰后，分子的右旋糖酐修饰后， 酶活力可提高酶活力可提高30%等。等。、通过修饰提高酶活力：通过修饰提高酶活力： 酶的稳定性用半衰期来表示。酶的稳定性用半衰期来表示。酶的半衰期：酶的半衰期：是指酶的活力降低到原来一半时所是指酶的活力降低到原来
52、一半时所 经过的时间。经过的时间。 、通过修饰增加酶的稳定性：通过修饰增加酶的稳定性： 用可溶性大分子与酶结合进行酶分子修饰，用可溶性大分子与酶结合进行酶分子修饰，可在酶的外围形成保护层，使酶的空间构象免受可在酶的外围形成保护层，使酶的空间构象免受其他因素的影响，从而增加酶的稳定性，延长其其他因素的影响，从而增加酶的稳定性，延长其半衰期。半衰期。、通过修饰降低或消除抗原性、通过修饰降低或消除抗原性 抗体与抗原之间的特异结合是由于它们抗体与抗原之间的特异结合是由于它们之间特定的分子结构所引起的。采用酶分子之间特定的分子结构所引起的。采用酶分子修饰方法使酶的结构产生某些改变，就有可修饰方法使酶的结
53、构产生某些改变，就有可能降低甚至消除其抗原性。能降低甚至消除其抗原性。例：聚乙二醇结合修饰后的例：聚乙二醇结合修饰后的L-天冬酰胺酶，天冬酰胺酶， 其抗原性可完全消除。其抗原性可完全消除。 要想获得理想的修饰效果，要想获得理想的修饰效果，必须确定最佳修饰剂的种类和浓必须确定最佳修饰剂的种类和浓度、温度、度、温度、pHpH值和反应时间。值和反应时间。（3 3）肽链有限水解修饰）肽链有限水解修饰 酶蛋白的肽链被水解后，可能会出现以下酶蛋白的肽链被水解后，可能会出现以下3种种情况中的一种：情况中的一种： 酶活性中心被破坏，失去催化功能；酶活性中心被破坏，失去催化功能； 肽链的一部分水解后，仍可维持活
54、性中心的完整肽链的一部分水解后，仍可维持活性中心的完整构象，则酶的活力仍可保持或损失不多；构象，则酶的活力仍可保持或损失不多； 肽链的一部分水解除去以后，有利于活性中心与肽链的一部分水解除去以后，有利于活性中心与底物的结合，酶活力提高。底物的结合，酶活力提高。 在后两种情况下，肽链的水在后两种情况下，肽链的水解在限定的肽键上进行，称为解在限定的肽键上进行，称为肽肽链有限水解链有限水解 。 利用肽链的有限水解，使酶的空利用肽链的有限水解，使酶的空间结构发生某些精细的改变，从而改间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的特性和功能的方法，称为变酶的特性和功能的方法，称为肽链肽链有限水解修饰有限水解修饰
55、。肽链有限水解修饰：肽链有限水解修饰： 有有些些酶酶原原来来不不显显示示酶酶活活力力或或酶酶活活不不高高，利利用用某某些些具具有有高高度度专专一一性性的的蛋蛋白白酶酶对对它它进进行行肽肽链链有有限限水水解解修修饰饰，除除去去一一部部分分肽肽段段或或若若干干个个氨氨基基酸酸残残基基，就就可可使使其其空空间间构构象象发发生生改改变变，有有利利于于活活性性中中心心与与底底物物结结合合并并形形成成准准确确的的催催化化部部位位，从从而而显显示示出出酶酶的的催催化化活活性性或提高其酶活力。或提高其酶活力。肽链有限水解修饰作用：肽链有限水解修饰作用：、显示或提高酶活力、显示或提高酶活力 有些酶原来具有抗原性
56、，这除了酶的结构特点有些酶原来具有抗原性，这除了酶的结构特点以外，还由于酶是大分子。以外，还由于酶是大分子。 蛋蛋白白质质的的抗抗原原性性与与其其分分子子大大小小有有关关，大大分分子子的的外外源源蛋蛋白白质质往往往往出出现现较较强强的的抗抗原原性性，而而小小分分子子的的肽肽链链或或蛋蛋白白质质，其其抗抗原原性性较较低低或或者者无无抗抗原原性性。所所以以，若若将将酶酶分分子子经经肽肽链链有有限限水水解解，其其分分子子量量减减小小，就就会会在在保保持持其其酶活力的前提下，使酶的抗原性降低，甚至消失。酶活力的前提下，使酶的抗原性降低，甚至消失。 、降低抗原性：降低抗原性： 酶蛋白侧链基团就是指组成蛋
57、白质的氨基酶蛋白侧链基团就是指组成蛋白质的氨基酶蛋白侧链基团就是指组成蛋白质的氨基酶蛋白侧链基团就是指组成蛋白质的氨基酸残基上的功能团。酸残基上的功能团。酸残基上的功能团。酸残基上的功能团。 通过改变酶蛋白侧链基团而使蛋白质空间结通过改变酶蛋白侧链基团而使蛋白质空间结构发生某些改变，从而引起酶的特性和功能改变的构发生某些改变，从而引起酶的特性和功能改变的方法称为方法称为酶蛋白侧链基团修饰酶蛋白侧链基团修饰。 (4)(4)酶蛋白侧链基团修饰：酶蛋白侧链基团修饰：氨基修饰剂：氨基修饰剂：能使酶蛋白侧链上的氨基发生改变的化合物。能使酶蛋白侧链上的氨基发生改变的化合物。 主要有：二硝基氟苯、醋酸酐、亚
58、硝酸等。主要有：二硝基氟苯、醋酸酐、亚硝酸等。羧基修饰剂：羧基修饰剂：可与酶蛋白侧链上的羧基反应的小分子化合物。可与酶蛋白侧链上的羧基反应的小分子化合物。 主要有：主要有：乙醇乙醇-盐酸试剂、盐酸试剂、水溶性的碳化二亚胺等水溶性的碳化二亚胺等 胍基修饰剂：胍基修饰剂：可与酶蛋白侧链上的胍基缩合生成稳定杂环的可与酶蛋白侧链上的胍基缩合生成稳定杂环的可与酶蛋白侧链上的胍基缩合生成稳定杂环的可与酶蛋白侧链上的胍基缩合生成稳定杂环的 化合物。化合物。化合物。化合物。 一般是二羰基化合物。主要有：环己一般是二羰基化合物。主要有：环己一般是二羰基化合物。主要有：环己一般是二羰基化合物。主要有：环己 二酮、
59、乙二醛、苯乙二醛等。二酮、乙二醛、苯乙二醛等。二酮、乙二醛、苯乙二醛等。二酮、乙二醛、苯乙二醛等。 常用的小分子侧链基团的修饰剂：常用的小分子侧链基团的修饰剂： 蛋白质的半胱氨酸残基侧链中含有巯基。蛋白质的半胱氨酸残基侧链中含有巯基。蛋白质的半胱氨酸残基侧链中含有巯基。蛋白质的半胱氨酸残基侧链中含有巯基。巯基在巯基在巯基在巯基在许多酶中充当活性中心的催化基团，巯基可与另一巯许多酶中充当活性中心的催化基团，巯基可与另一巯许多酶中充当活性中心的催化基团，巯基可与另一巯许多酶中充当活性中心的催化基团，巯基可与另一巯基形成二硫键，对维持酶的结构稳定性起重要作用。基形成二硫键，对维持酶的结构稳定性起重要
60、作用。基形成二硫键，对维持酶的结构稳定性起重要作用。基形成二硫键，对维持酶的结构稳定性起重要作用。 常用的有二硫苏糖醇、疏基醇、硫代硫酸盐、硼常用的有二硫苏糖醇、疏基醇、硫代硫酸盐、硼常用的有二硫苏糖醇、疏基醇、硫代硫酸盐、硼常用的有二硫苏糖醇、疏基醇、硫代硫酸盐、硼氢化钠等还原剂以及各种酰化剂、烷基化剂等。氢化钠等还原剂以及各种酰化剂、烷基化剂等。氢化钠等还原剂以及各种酰化剂、烷基化剂等。氢化钠等还原剂以及各种酰化剂、烷基化剂等。 巯基修饰剂：巯基修饰剂：蛋白质的酪氨酸残基上含有酚基。蛋白质的酪氨酸残基上含有酚基。酚基酚基修饰法有：碘化法、硝化法和琥珀酰化法等。修饰法有：碘化法、硝化法和琥珀
61、酰化法等。 经酚基修饰剂修饰后，酚分子由于引入负电荷，经酚基修饰剂修饰后，酚分子由于引入负电荷，因而增加了对带正电荷的底物的结合力，有利于酶催因而增加了对带正电荷的底物的结合力，有利于酶催化功能的发挥。化功能的发挥。 酚基修饰剂：酚基修饰剂：分子内交联剂：分子内交联剂： 用用含含有有双双功功能能团团的的化化合合物物，如如二二氨氨基基丁丁烷烷、戊戊二二醛醛、己己二二胺胺等等与与酶酶分分子子内内两两个个侧侧链链基基团团反反应应，在在分分子子内内共共价价交交联联，可可使使酶酶分分子子空空间间构构象象更更加加稳稳定定，从从而也使酶的催化稳定性增加。而也使酶的催化稳定性增加。 （5 5）氨基酸置换修饰）
62、氨基酸置换修饰 通过氨基酸置换修饰，可以通过氨基酸置换修饰，可以提高酶活力或增加酶的稳定性，提高酶活力或增加酶的稳定性，更有利于酶的应用。更有利于酶的应用。 将将肽肽链链上上的的某某一一氨氨基基酸酸进进行行置置换换而而引引起起酶酶蛋蛋白白空空间间构构象象的的某某些些改改变变，从从而而改改变变酶酶的的某某些些特特性性和和功功能能，这这种种修修饰饰方方法法，称称为为氨氨基酸置换修饰基酸置换修饰。 通过各种物理方法，使酶分子的空间通过各种物理方法，使酶分子的空间构象发生改变，从而改变酶的某些特性和构象发生改变，从而改变酶的某些特性和功能的方法称为功能的方法称为物理修饰物理修饰物理修饰物理修饰。 （6
63、 6）物理修饰：）物理修饰：特点：特点：不改变酶的组分和基团，酶分子中不改变酶的组分和基团，酶分子中的共价键不发生改变，只是在物理方法的的共价键不发生改变，只是在物理方法的作用下，副键发生某些变化和重排。作用下，副键发生某些变化和重排。第三节第三节药药 物物 的的 酶酶 法法 生生 产产 用在半合成抗生素生产上。催化青霉素用在半合成抗生素生产上。催化青霉素或头孢霉素水解生成或头孢霉素水解生成6氨基青霉烷酸（氨基青霉烷酸（6APA）或或7氨基头孢霉酸（氨基头孢霉酸（7ACA）。）。又可又可催化酰基化反应，由催化酰基化反应，由6APA合成新型青霉素合成新型青霉素或由或由7ACA合成新型头孢霉素。合
64、成新型头孢霉素。一、药物的酶法生产中所用酶的种类一、药物的酶法生产中所用酶的种类1 1、青霉素酰化酶：催化侧链的水解和合成青霉素酰化酶：催化侧链的水解和合成青霉素酰化酶：催化侧链的水解和合成青霉素酰化酶：催化侧链的水解和合成化化学学反反应应式式 不不同同来来源源的的青青霉霉素素酰酰化化酶酶对对温温度度和和pH值值的的要要求求不不同同。同同一一来来源源的的青青霉霉素素酰酰化化酶酶在在催催化化水水解解反反应应和和催催化化合合成成反反应应时时所所要要求求的的条条件件各各不不相相同同，尤尤其其是是pH条条件件相相差差较较大大，操操作作时时要要控控制制好好。一一般般说说来来，催催化化水水解解反反应应时时
65、，pH值值为为7.0 8.0,而而催催化化合合成成反反应应时时, pH值值降降低低到到5.0 7.0.2、-酪氨酸酶酪氨酸酶 -酪氨酸酶可催化酪氨酸酶可催化L-酪氨酸或邻苯二酚酪氨酸或邻苯二酚生成二羟苯丙氨酸（生成二羟苯丙氨酸（DOPA，多巴）。多巴）。 多巴：一种神经传递介质，治疗帕金森多巴：一种神经传递介质，治疗帕金森氏综合症（英国医师氏综合症（英国医师Parkinson描述的一种大描述的一种大脑中枢神经系统发生病变的老年性疾病）。脑中枢神经系统发生病变的老年性疾病）。- - - -酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酶酶酶酶催化酪氨酸生成多巴的条件催化酪氨酸生成多巴的条件催化酪氨酸生成多巴的条件催化
66、酪氨酸生成多巴的条件为为： pH3.5-6.0 pH3.5-6.0 pH3.5-6.0 pH3.5-6.0，温度，温度，温度，温度30-5530-5530-5530-55。另外，在催化转化时另外，在催化转化时另外，在催化转化时另外，在催化转化时要添加抗氧化剂，要添加抗氧化剂，要添加抗氧化剂，要添加抗氧化剂， 核苷中的核糖被阿拉伯糖取代可以形成核苷中的核糖被阿拉伯糖取代可以形成阿糖苷。阿糖苷具有抗癌和抗病毒的作用。阿糖苷。阿糖苷具有抗癌和抗病毒的作用。其中阿糖腺苷疗效显著。其中阿糖腺苷疗效显著。 阿糖腺苷（腺嘌呤阿拉伯糖苷）可由核阿糖腺苷（腺嘌呤阿拉伯糖苷）可由核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷（尿嘧啶阿
67、拉伯糖苷磷酸化酶催化阿糖尿苷（尿嘧啶阿拉伯糖苷）转化而成。而阿糖尿苷由尿苷（尿嘧啶苷）转化而成。而阿糖尿苷由尿苷（尿嘧啶核苷）通过化学方法转化而成。核苷）通过化学方法转化而成。3、核苷磷酸化酶：、核苷磷酸化酶： 无无色色杆杆菌菌（Acbrcmobacter lydicus）蛋蛋白白酶酶可可以以特特异异性性地地催催化化胰胰岛岛素素B链链羧羧基基末末端端（第第30位位）上上的的AA置置换换反反应应，由由猪猪胰胰岛岛素素（Ala- -30） 人人胰胰岛岛素素（Thr- -30） ，以以增增加疗效。加疗效。4、无色杆菌蛋白酶：、无色杆菌蛋白酶： AA排列顺序排列顺序 A8 A9 A10 B30人人 T
68、hr Ser Ile Thr 猪猪 Thr Ser Ile Ala 5、5- -磷酸二酯酶磷酸二酯酶 5-磷酸二酯酶催化核糖核酸水解生成磷酸二酯酶催化核糖核酸水解生成四种四种5-核苷酸，核苷酸，5-核苷酸用于心脏疾病、核苷酸用于心脏疾病、肝脏疾病等的治疗。肝脏疾病等的治疗。 PNPPNP酶酶 nNDP+RNAn RNAn+1+pi 6 6、多核苷酸磷酸化酶（、多核苷酸磷酸化酶（PNPPNP酶）酶）PNP酶催化核苷二磷酸聚合生成多聚核苷酸。酶催化核苷二磷酸聚合生成多聚核苷酸。 式中式中NDP为核苷二磷酸，为核苷二磷酸， RNAn和和 RNAn+1分别为含有分别为含有n和和n+1个核苷酸的个核苷酸
69、的多核苷酸。多核苷酸。 若以肌苷二磷酸（若以肌苷二磷酸（IDP）和胞苷二磷和胞苷二磷酸（酸（CDP）为底物，通过酶的作用，可生成为底物，通过酶的作用，可生成聚肌胞。聚肌胞。 聚肌胞是一种高效的干扰素诱导剂，对聚肌胞是一种高效的干扰素诱导剂，对慢性肝炎、带状疱疹、角膜炎等均有一定的慢性肝炎、带状疱疹、角膜炎等均有一定的疗效。疗效。PNP酶可由大肠杆菌等多种菌株生产。酶可由大肠杆菌等多种菌株生产。 1 1、根根据据欲欲制制造造的的药药物物的的结结构构特特点点，选选择择好好原原料料、反反应应步步骤骤及及所所使使用的酶或酶系。用的酶或酶系。 二、酶的选择与反应条件的优化二、酶的选择与反应条件的优化 2
70、 2、根据药物的用途和要求，选、根据药物的用途和要求，选择的酶需经过一定步骤进行纯化，择的酶需经过一定步骤进行纯化，以达到产品的要求。以达到产品的要求。 3 3、根据酶的反应动力学特点，、根据酶的反应动力学特点，确定并优化反应的工艺条件，包括底确定并优化反应的工艺条件，包括底物浓度、酶浓度物浓度、酶浓度、温度、温度、PHPH、激活剂激活剂的浓度等。的浓度等。 4 4、要求前体物质达到一定、要求前体物质达到一定的纯度要求并廉价易得，以提高的纯度要求并廉价易得，以提高产品质量，降低生产成本。产品质量，降低生产成本。三、酶和菌体固定化三、酶和菌体固定化 游离酶的不足：游离酶的不足： （1 1）酶的稳
71、定性较差，在温度、）酶的稳定性较差，在温度、PHPH值和值和无机离子等外界因素的影响下，容易变性失活。无机离子等外界因素的影响下，容易变性失活。 （2 2）难于回收利用，不仅使成本较高，）难于回收利用，不仅使成本较高，而且难于连续化生产。而且难于连续化生产。 （3 3）酶反应后成为杂质与产物混在一起，）酶反应后成为杂质与产物混在一起，不利于产物的提纯和精制。不利于产物的提纯和精制。固定化酶（固定化酶（Immobilized EnzymeImmobilized Enzyme） : : 固定在载体上，并在一定范围内固定在载体上，并在一定范围内进行催化反应的酶称为进行催化反应的酶称为固定化酶固定化酶
72、。 将酶与水不溶性的载体结合，制备固将酶与水不溶性的载体结合，制备固将酶与水不溶性的载体结合，制备固将酶与水不溶性的载体结合，制备固定化酶的过程称为定化酶的过程称为定化酶的过程称为定化酶的过程称为酶的固定化酶的固定化酶的固定化酶的固定化。 固定在载体上的菌体或菌体碎片称为固定在载体上的菌体或菌体碎片称为固定在载体上的菌体或菌体碎片称为固定在载体上的菌体或菌体碎片称为固定化菌体固定化菌体固定化菌体固定化菌体，它是固定化酶的一种形式它是固定化酶的一种形式它是固定化酶的一种形式它是固定化酶的一种形式。 （一）酶和菌体固定化的方法（一）酶和菌体固定化的方法 吸附法吸附法 包埋法包埋法 共价结合法共价结
73、合法 交联法交联法 1.吸附法吸附法 吸附法是通过载体表面和酶分子吸附法是通过载体表面和酶分子表面间的表面间的次级键相互作用次级键相互作用而达到固定而达到固定目的的方法。目的的方法。 物理吸附法物理吸附法(physical adsorption)(physical adsorption)是通过氢键、疏是通过氢键、疏水键等作用力将酶吸附于不溶性载体的方法。水键等作用力将酶吸附于不溶性载体的方法。常用的载体有：高岭土、皂土、硅胶、氧化铝、常用的载体有：高岭土、皂土、硅胶、氧化铝、磷酸钙胶、微空玻璃等磷酸钙胶、微空玻璃等无机吸附剂无机吸附剂，纤维素、胶，纤维素、胶原以及火棉胶等原以及火棉胶等有机吸附
74、剂有机吸附剂。 离子结合法离子结合法(ion binding)(ion binding)是指在适宜的是指在适宜的pHpH和离子强和离子强度条件下，利用酶的侧链解离基团和离子交换基间度条件下，利用酶的侧链解离基团和离子交换基间的相互作用而达到酶固定化的方法（离子键）。的相互作用而达到酶固定化的方法（离子键）。最常用的交换剂有最常用的交换剂有CM-CM-纤维素、纤维素、DEAE-DEAE-纤维素、纤维素、DEAE-DEAE-葡聚糖凝胶等；其他离子交换剂还有各种葡聚糖凝胶等；其他离子交换剂还有各种合成的树脂如合成的树脂如AmberliteAmberlite XE-97 XE-97、DoweDowe
75、X-50 X-50等。等。离子交换剂的吸附容量一般大于物理吸附剂。离子交换剂的吸附容量一般大于物理吸附剂。根据吸附剂的特点分为两种：根据吸附剂的特点分为两种：吸附法的优点、缺点吸附法的优点、缺点 优点：优点：操作简单，可供选择的载体类型多，操作简单，可供选择的载体类型多，吸附过程可同时达到纯化和固化的目的，所得到吸附过程可同时达到纯化和固化的目的，所得到的固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。的固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。 缺点：缺点：酶和载体的结合力不强，易脱落，酶和载体的结合力不强，易脱落， 会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。2 2、包埋法、
76、包埋法 将酶或含酶菌体包埋在各种多将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法称为孔载体中，使酶固定化的方法称为包埋法。包埋法。 凝胶包埋法是将酶或含酶菌体包埋凝胶包埋法是将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中，制成一定形在各种凝胶内部的微孔中，制成一定形状的固定化酶或固定化菌体。状的固定化酶或固定化菌体。（1 1）、凝胶包埋法）、凝胶包埋法 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺包埋包埋包埋包埋是最常用的包埋法是最常用的包埋法是最常用的包埋法是最常用的包埋法 它的机械强度高，并可以改进酶脱落它的机械强度高，并可以改进酶脱落它的机械强度高，并可以改进酶脱落它的机械强度高，并可以改进
77、酶脱落的情况，在包埋的同时使酶共价偶联到高聚物上，可以减少酶的脱落。的情况，在包埋的同时使酶共价偶联到高聚物上，可以减少酶的脱落。的情况，在包埋的同时使酶共价偶联到高聚物上，可以减少酶的脱落。的情况，在包埋的同时使酶共价偶联到高聚物上，可以减少酶的脱落。 海藻酸钠海藻酸钠海藻酸钠海藻酸钠也可以用来作为包埋载体，它从海藻中提取出来，可被多价离子也可以用来作为包埋载体，它从海藻中提取出来，可被多价离子也可以用来作为包埋载体，它从海藻中提取出来，可被多价离子也可以用来作为包埋载体，它从海藻中提取出来，可被多价离子CaCaCaCa2+2+2+2+、AlAlAlAl3+3+3+3+凝胶化凝胶化凝胶化凝胶
78、化 ，操作简单经济操作简单经济操作简单经济操作简单经济。 K-K-K-K-角叉莱胶（卡拉胶）角叉莱胶（卡拉胶）角叉莱胶（卡拉胶）角叉莱胶（卡拉胶）冷却成胶或与二、三价金属离子成胶。包埋条件冷却成胶或与二、三价金属离子成胶。包埋条件冷却成胶或与二、三价金属离子成胶。包埋条件冷却成胶或与二、三价金属离子成胶。包埋条件温和无毒性，机械强度好。固定化的酶活回收率和稳定性都比聚丙烯酰胺法好。温和无毒性，机械强度好。固定化的酶活回收率和稳定性都比聚丙烯酰胺法好。温和无毒性，机械强度好。固定化的酶活回收率和稳定性都比聚丙烯酰胺法好。温和无毒性，机械强度好。固定化的酶活回收率和稳定性都比聚丙烯酰胺法好。 胶原
79、和明胶胶原和明胶胶原和明胶胶原和明胶也是常用的包埋载体也是常用的包埋载体也是常用的包埋载体也是常用的包埋载体。2 2、微囊化包埋法、微囊化包埋法微囊法微囊法主要将酶封装在胶囊、脂质体和中空纤维中。胶主要将酶封装在胶囊、脂质体和中空纤维中。胶囊和脂质体主要用于医学治疗，中空纤维主要适于工业囊和脂质体主要用于医学治疗，中空纤维主要适于工业使用使用 。微囊制备方法微囊制备方法（1 1）界面沉淀法）界面沉淀法是一种简单的物理微囊化法，它是利用某是一种简单的物理微囊化法，它是利用某些高聚物在水相和有机相的界面上溶解度较低而形成的些高聚物在水相和有机相的界面上溶解度较低而形成的皮膜将酶包埋。皮膜将酶包埋。
80、（2 2）界面聚合法）界面聚合法是用化学手段制备微囊的方法。他所得的是用化学手段制备微囊的方法。他所得的微囊外观好，但不稳定，有些酶还会因在包埋过程中发微囊外观好，但不稳定，有些酶还会因在包埋过程中发生化学反应而失活。生化学反应而失活。（3 3）表面活性剂乳化液膜包埋法）表面活性剂乳化液膜包埋法是在水溶液中添加表面活是在水溶液中添加表面活性剂使之乳化形成液膜达到包埋目的的一种方法。性剂使之乳化形成液膜达到包埋目的的一种方法。 包埋法的优点、缺点包埋法的优点、缺点 优点：优点：优点：优点：在于它是一种反应条件温和、很少在于它是一种反应条件温和、很少在于它是一种反应条件温和、很少在于它是一种反应条
81、件温和、很少改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。 缺点：缺点：缺点：缺点：是只有小分子底物和产物可以通过是只有小分子底物和产物可以通过是只有小分子底物和产物可以通过是只有小分子底物和产物可以通过高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子的酶并不适合。这是由于高聚物网架会对大分的酶并不适合。这是由于高聚物网架会对大分的酶并不适合。这是由于高聚物网架会对大分的酶并不适合。这是
82、由于高聚物网架会对大分子物质产生扩散阻力导致固定化酶动力学行为子物质产生扩散阻力导致固定化酶动力学行为子物质产生扩散阻力导致固定化酶动力学行为子物质产生扩散阻力导致固定化酶动力学行为改变，使活力降低。改变，使活力降低。改变，使活力降低。改变，使活力降低。 共价结合法共价结合法是目前研究中最为活跃的方法。是目前研究中最为活跃的方法。 原理：原理：借助共价键将酶的借助共价键将酶的非活性必需侧非活性必需侧链基团链基团和和载体的功能基团载体的功能基团进行偶连。进行偶连。3 3、共价结合（偶联）法、共价结合（偶联）法（ 1 1 1 1 ）载体载体载体载体的性质的性质的性质的性质要求载体要求载体要求载体要
83、求载体亲水亲水亲水亲水，并且有一定的，并且有一定的，并且有一定的，并且有一定的机械机械机械机械强度强度强度强度和和和和稳定性稳定性稳定性稳定性，同时具备在温和条件下与酶结合，同时具备在温和条件下与酶结合，同时具备在温和条件下与酶结合，同时具备在温和条件下与酶结合的的的的功能基团功能基团功能基团功能基团。（ 2 2 2 2 ）偶联反应的）偶联反应的）偶联反应的）偶联反应的反应条件反应条件反应条件反应条件必须在必须在必须在必须在温和温和温和温和pHpH、中中中中等离子强度等离子强度等离子强度等离子强度和和和和低温低温低温低温的缓冲溶液中。的缓冲溶液中。的缓冲溶液中。的缓冲溶液中。（ 3 3 3 3
84、 ）所选择的偶联反应）所选择的偶联反应）所选择的偶联反应）所选择的偶联反应要尽量考虑到对酶的其要尽量考虑到对酶的其要尽量考虑到对酶的其要尽量考虑到对酶的其它功能基团它功能基团它功能基团它功能基团副反应尽可能少副反应尽可能少副反应尽可能少副反应尽可能少。（ 4 4 4 4 ）要考虑到酶固定化后的）要考虑到酶固定化后的）要考虑到酶固定化后的）要考虑到酶固定化后的构型构型构型构型，尽量减少载，尽量减少载，尽量减少载，尽量减少载体的体的体的体的空间位阻空间位阻空间位阻空间位阻对酶活力的影响。对酶活力的影响。对酶活力的影响。对酶活力的影响。共价偶联法中的几个影响因素：共价偶联法中的几个影响因素：共价偶联
85、法的优点、缺点：共价偶联法的优点、缺点： 优点优点优点优点：得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、利于连续使用。利于连续使用。利于连续使用。利于连续使用。 缺点：缺点：缺点：缺点：载体活化的操作复杂，反应条件激载体活化的操作复杂，反应条件激载体活化的操作复杂，反应条件激载体活化的操作复杂，反应条件激烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定化酶。同时共价结合会影响到
86、酶的空间构象，从而化酶。同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而化酶。同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而化酶。同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而对酶的催化活性产生影响。对酶的催化活性产生影响。对酶的催化活性产生影响。对酶的催化活性产生影响。 原理原理: :酶分子和多功酶分子和多功能试剂之间形成共能试剂之间形成共价键得到三维的交价键得到三维的交联网状结构。联网状结构。4 4、交联法、交联法 交联法是利用双功能或多功能试剂在酶分交联法是利用双功能或多功能试剂在酶分子间、酶分子与惰性蛋白间或酶分子与载体间子间、酶分子与惰性蛋白间或酶分子与载体间进行交联反应，把酶蛋白分子彼此交叉连接起进行交联反
87、应，把酶蛋白分子彼此交叉连接起来，形成网络结构的固定化酶。来，形成网络结构的固定化酶。 能起交联作用的试剂很多，但目前常用的交能起交联作用的试剂很多，但目前常用的交联试剂是联试剂是戊二醛戊二醛和和双耦联苯胺双耦联苯胺-2,2-二磺酸二磺酸。交交联法常与联法常与吸附法吸附法结合使用，或者与结合使用，或者与包埋法包埋法配合，配合，目的是使酶紧紧地结合于载体上。目的是使酶紧紧地结合于载体上。交联法交联法操作简单，但是缺乏选择性，活力回收往往不高。操作简单，但是缺乏选择性，活力回收往往不高。操作简单，但是缺乏选择性，活力回收往往不高。操作简单，但是缺乏选择性，活力回收往往不高。四种固定化酶制备方法的特
88、点比较四种固定化酶制备方法的特点比较物理吸附物理吸附包埋法包埋法共价结合共价结合法法共价交联法共价交联法制备制备易易易易难难难难结合力结合力弱弱强强强强强强酶活力酶活力高高高高中中中中底物专一性底物专一性无变化无变化无变化无变化有有变化变化有变化有变化再生再生可能可能不可能不可能不可能不可能不可能不可能固定化费用固定化费用低低中中高高中中特性特性制法制法（二）固定化方法与载体的选择（二）固定化方法与载体的选择1.1.必须注意维持酶的催化必须注意维持酶的催化活性活性和和专一性专一性2.2.酶与载体酶与载体结合牢固结合牢固 3.3.载体的载体的机械强度机械强度4.4.固定化酶要有最小的固定化酶要有
89、最小的空间位阻空间位阻 5.5.载体载体稳定稳定，不可与底物、产物发生反应，不可与底物、产物发生反应6.6.固定化酶要固定化酶要廉价廉价（三）固定化酶（菌体）的性质（三）固定化酶（菌体）的性质 1 1 1 1、固定化酶的活力在大多数情况下比天然、固定化酶的活力在大多数情况下比天然、固定化酶的活力在大多数情况下比天然、固定化酶的活力在大多数情况下比天然酶下降，其专一性也会受到影响发生改变。酶下降，其专一性也会受到影响发生改变。酶下降，其专一性也会受到影响发生改变。酶下降，其专一性也会受到影响发生改变。2 2 2 2、固定化后酶稳定性提高、固定化后酶稳定性提高、固定化后酶稳定性提高、固定化后酶稳定
90、性提高热稳定性热稳定性对有机试剂稳定性对有机试剂稳定性对酶抑制剂稳定性对酶抑制剂稳定性3 3 3 3、固定化酶（细胞）的作用、固定化酶（细胞）的作用、固定化酶（细胞）的作用、固定化酶（细胞）的作用pHpHpHpH变化变化变化变化 酶固定化后，对底物的最适酶固定化后，对底物的最适酶固定化后，对底物的最适酶固定化后，对底物的最适pHpHpHpH曲线常常发生偏移。曲线常常发生偏移。曲线常常发生偏移。曲线常常发生偏移。 一般来说，带负电荷载体制备的固定化酶，其最一般来说，带负电荷载体制备的固定化酶，其最一般来说，带负电荷载体制备的固定化酶，其最一般来说，带负电荷载体制备的固定化酶，其最适适适适pHpH
91、pHpH值较游离酶偏高，反之，若使用带正电荷载体的值较游离酶偏高，反之，若使用带正电荷载体的值较游离酶偏高，反之，若使用带正电荷载体的值较游离酶偏高，反之，若使用带正电荷载体的话，其最适话，其最适话，其最适话，其最适pHpHpHpH值较游离酶偏低，即向酸性偏移。值较游离酶偏低，即向酸性偏移。值较游离酶偏低，即向酸性偏移。值较游离酶偏低，即向酸性偏移。 4 4 4 4、固定化酶（细胞）的最适温度的变化、固定化酶（细胞）的最适温度的变化、固定化酶（细胞）的最适温度的变化、固定化酶（细胞）的最适温度的变化 酶反应的最适温度是酶热稳定性与反应酶反应的最适温度是酶热稳定性与反应酶反应的最适温度是酶热稳定
92、性与反应酶反应的最适温度是酶热稳定性与反应速度的综合结果。因为固定化后，酶的热稳速度的综合结果。因为固定化后，酶的热稳速度的综合结果。因为固定化后，酶的热稳速度的综合结果。因为固定化后，酶的热稳定性提高，所以最适温度也随之提高。定性提高，所以最适温度也随之提高。定性提高，所以最适温度也随之提高。定性提高，所以最适温度也随之提高。（四）固定化酶在医药治疗上的应用（四）固定化酶在医药治疗上的应用溶液酶的应用缺陷：溶液酶的应用缺陷：溶液酶的应用缺陷：溶液酶的应用缺陷： 酶作为异体物质，在体内应用会导致免疫反应酶作为异体物质，在体内应用会导致免疫反应酶作为异体物质，在体内应用会导致免疫反应酶作为异体物
93、质，在体内应用会导致免疫反应 酶是蛋白质，在体内易被网状内皮系统移除和被蛋白质酶酶是蛋白质，在体内易被网状内皮系统移除和被蛋白质酶酶是蛋白质，在体内易被网状内皮系统移除和被蛋白质酶酶是蛋白质，在体内易被网状内皮系统移除和被蛋白质酶水解破坏水解破坏水解破坏水解破坏 由于稀释效应，药物酶无法集中于靶器官组织以达到治疗由于稀释效应，药物酶无法集中于靶器官组织以达到治疗由于稀释效应，药物酶无法集中于靶器官组织以达到治疗由于稀释效应，药物酶无法集中于靶器官组织以达到治疗所需的最适高浓度所需的最适高浓度所需的最适高浓度所需的最适高浓度 固定化酶是将药物酶包埋于半透膜中，可容许小分固定化酶是将药物酶包埋于半
94、透膜中，可容许小分子底物自由出入包埋膜，而药物酶和破坏它的蛋白水解子底物自由出入包埋膜，而药物酶和破坏它的蛋白水解酶以及其他免疫因子等不会直接接触，因而可延长酶在酶以及其他免疫因子等不会直接接触，因而可延长酶在体内的半寿期和避免免疫过敏反应。如果选择体内的半寿期和避免免疫过敏反应。如果选择载体载体适宜，适宜，或者在载体上偶联适当成分，还可使药物酶比较集中的或者在载体上偶联适当成分，还可使药物酶比较集中的送到靶细胞。送到靶细胞。 酶酶应用方式应用方式 载体载体应用对象应用对象半寿期半寿期 优缺点优缺点尿酸酶尿酸酶尿酸酶尿酸酶门冬酰胺酶门冬酰胺酶门冬酰胺酶门冬酰胺酶脲酶脲酶脲酶脲酶脂肪酶脂肪酶脂肪
95、酶脂肪酶酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 - - - -葡糖苷葡糖苷葡糖苷葡糖苷酸酶酸酶酸酶酸酶 - - - -葡糖苷葡糖苷葡糖苷葡糖苷酸酶酸酶酸酶酸酶胆红素葡糖胆红素葡糖胆红素葡糖胆红素葡糖醛酸基转移酶醛酸基转移酶醛酸基转移酶醛酸基转移酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶组成体外组成体外组成体外组成体外循环循环循环循环移接移接移接移接体内循环体内循环体内循环体内循环口服口服口服口服体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环体内循环
96、体内循环体内循环体内循环血液透析装置血液透析装置血液透析装置血液透析装置DacronDacronDacronDacron脉管修脉管修脉管修脉管修复用和移接管复用和移接管复用和移接管复用和移接管尼龙微囊尼龙微囊尼龙微囊尼龙微囊肠衣包被肠衣包被肠衣包被肠衣包被可溶性的聚顺丁烯可溶性的聚顺丁烯可溶性的聚顺丁烯可溶性的聚顺丁烯二酸与聚丙烯酸聚二酸与聚丙烯酸聚二酸与聚丙烯酸聚二酸与聚丙烯酸聚合物合物合物合物可溶性的聚乙二醇可溶性的聚乙二醇可溶性的聚乙二醇可溶性的聚乙二醇血影细胞血影细胞血影细胞血影细胞脂质体脂质体脂质体脂质体和聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮结合的微粒体结合
97、的微粒体结合的微粒体结合的微粒体尼龙微囊尼龙微囊尼龙微囊尼龙微囊急淋白血病急淋白血病急淋白血病急淋白血病尿尿尿尿胰机能不全胰机能不全胰机能不全胰机能不全癌瘤癌瘤癌瘤癌瘤癌瘤癌瘤癌瘤癌瘤取代和补偿取代和补偿取代和补偿取代和补偿先天缺失先天缺失先天缺失先天缺失补偿先天缺补偿先天缺补偿先天缺补偿先天缺失失失失黄疸黄疸黄疸黄疸约约约约2d2d2d2d1d1d1d1d1d1d1d1d24h24h24h24h24h24h24h24h18h18h18h18h短暂短暂短暂短暂优点：加速尿酸移去优点：加速尿酸移去优点：加速尿酸移去优点：加速尿酸移去缺点：需移去尿素缺点：需移去尿素缺点：需移去尿素缺点：需移去尿素
98、优点：无免疫原性质优点：无免疫原性质优点：无免疫原性质优点：无免疫原性质优点：易优点：易优点：易优点：易缺点：消亡快；载体有毒缺点：消亡快；载体有毒缺点：消亡快；载体有毒缺点：消亡快；载体有毒优点：抗酸优点：抗酸优点：抗酸优点：抗酸优点：最适优点：最适优点：最适优点：最适pHpHpHpH向中性偏向中性偏向中性偏向中性偏优点：无抗原性半寿期长优点：无抗原性半寿期长优点：无抗原性半寿期长优点：无抗原性半寿期长优点：抗原性优点：抗原性优点：抗原性优点：抗原性优点：载体能被代谢优点：载体能被代谢优点：载体能被代谢优点：载体能被代谢缺点：对载体内含物敏感缺点：对载体内含物敏感缺点：对载体内含物敏感缺点：对载体内含物敏感优点：不需分离酶优点：不需分离酶优点：不需分离酶优点：不需分离酶缺点：需辅助因子扩散缺点：需辅助因子扩散缺点：需辅助因子扩散缺点：需辅助因子扩散优点：能做成糊状优点：能做成糊状优点：能做成糊状优点：能做成糊状缺点：在唾液很快移除缺点：在唾液很快移除缺点：在唾液很快移除缺点：在唾液很快移除
