酶类药物及其生产工艺
第五章酶类药物
第五章酶类药物第五章酶类药物第一节药用酶概述酶是生物催化剂，在生理pH值和温度下具有高度专一的催化活性，能迅速产生高效的特异性反应，随着科技的发展，酶类药物大大地应用到治疗上，如神曲和麦芽等药物，含有能降解糖、脂肪与蛋白质的水解酶，可以用于帮助消化，近几十年来，酶类药物在治疗上有较大的进展。
大多数酶制剂为口服剂型，现能由于注射的酶制剂只有细胞色素C、纤溶酶等少数几种。
目前对药用酶的研究热点是，在维持活性状态下的酶蛋白能否被吸收，如何减少药用酶的抗原性问题及新型药用酶的研究等一、酶类药物应具备的条件：①在生理pH值下（中性），具有最高活力和稳定性。
如大肠杆菌谷氨酰胺酶最适pH值为5.0，在生理pH值时基本没有活性，所以不能用于人类疾病的治疗。
②对基质（作用的底物）有较高的亲和力。
酶的Km值较低时，只需要少量的酶制剂就能催化血液或组织中较低浓度的基质发生化学反应，从而高效发挥治疗作用。
③血清中半衰期较长。
要求药用酶从血液中清除率较慢，以利于充分发挥治疗作用。
④纯度高，特别是注射用的纯度要求更高。
⑤免疫原性较低或无免疫原性。
酶是蛋白质，所以酶类药物都不同程度存在免疫原问题，可以对酶进行化学修饰降低免疫原性，或者寻求制备免疫原性较低或无免疫原性的酶。
⑥最好不需要外源辅助因子的药用酶。
有些酶需要辅酶或ATP和金属离子方能进行酶反应，在治疗中常常受到限制。
二、药用酶的分类及应用（一）促进消化酶类：为最早的医用酶，包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等水解酶，乳糖酶。
（二）消炎酶类：溶菌酶，核酸酶等可以移去血块治疗血栓静脉炎等疾病。
（三）与治疗心脑血管疾病有关的酶类：纤维蛋白溶解酶、尿激酶等，这类酶对于溶解血栓有独特效果，可以促进血块溶解，防止血栓的形成。
（四）抗肿瘤的酶类：通过破坏肿瘤细胞所需的代谢物来抑制其生长，L-天冬酰胺酶，可以治疗白血病。
（五）与纤维蛋白溶解作用有关的酶类：链激酶，尿激酶等，血纤维在血液的凝固与解凝过程中有重要作用，提高血液中蛋白水解酶的水平，助于促进血栓的溶解。
107703-生物制药工艺学-第十三章(4) 酶类药物
（二）酶液的脱色
工业上常用活性炭脱色。
（三）盐析法
（四）有机溶剂法
有机溶剂沉淀蛋白的能力：丙酮＞异丙醇＞乙醇＞甲醇，工业上常 用的是乙醇。
（五）喷雾干燥直接制备粉末酶制剂
但常用是冷冻干燥法
四、酶的纯化
不同的酶，其纯化工艺可以差得很大。那么，评价一个纯化工艺的 好坏，主要看两个指标：酶的比活、总活力回收。要两者兼得是很难 的；目前有关酶的纯化工艺是经验多于理论。一些纯化方法的搭配和 连贯运用，是靠不断摸索的经验积累。下面讨论一些纯化过程中经常 遇到的技术难点。
气泡上升法和平板法（p372-373，自己看看）
（四）细胞色素C （五）糜蛋白酶 （六）溶菌酶 （七）超氧化物歧化酶 （以上四种酶的生产工艺和工艺过程自己看看）
本章思考练习 1、酶类药物的原料来源主要有哪些？ 2、发酵法微生物酶制剂生产过程中影响酶产生的因素有 哪些？ 3、酶制剂的工业提取方法有哪些？ 4、酶类药物有哪几类？ 5、胃蛋白酶的生产工艺如何？ 6、胰蛋白酶生产的工艺过程如何？ 7、从人尿液中如何分离提取尿激酶？
2、浓缩
酶的浓缩方法很多，常用的有冷冻干燥法、离子交换法、超滤法、凝 胶吸水法和聚乙二醇吸水法等。
（三）酶的结晶
1、酶的结晶方法
（1）盐析法
在适当的pH、温度等条件下，保持酶的稳定，慢慢改变盐浓度进行结 晶；结晶时常用的盐有硫铵、柠檬酸钠、乙酸铵、硫酸镁和甲酸钠等。
（2）有机溶剂法 结晶常用的有机溶剂有乙醇、丙醇、丁醇、乙腈、异丙醇、二噁烷，
（一）杂质的出去
除杂质常用的一些方法：
1、pH和加热沉淀法
2、蛋白质表面变性法
第5章-生化药物制造工艺(酶类药物)
【去血红蛋白】
溶血液
上清【分级沉淀】
【溶解】
沉淀液
上清液
乙醇，氯仿，离心
丙酮
H2O，离心
【热变性】 60～70℃，10min，离心
SOD粗提液【浓超缩滤】
【柱层析】
浓缩液
DEAE-SephadexA50
【洗脱】 【超滤】
【冻干】
吸附柱
洗脱浓缩液
pH7.6的2.5～50mmol/L PBS
2.结晶的条件选择
晶种
酶的纯度 酶的浓度
金属离子
温度、时间 pH
酶的分离纯化工作中的注意事项
1.防止酶蛋白变性酶降解
超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase, SOD）
结构特点: 金属酶
Cu、Zn-SOD: Mw32000, 2个亚基, 每个亚基含1个Cu, 1个
143
35
50
17.5
调 pH
9.5×105
114
120
40
60
DEAE-C 柱 6.5×105
90
140
32
70
CM-C 柱 3×104
60
200
21
100
既是纯化的结果又是纯化的手段
酶的结晶
☆ 特征: 有序性，对称排列，周期性的重复结构 —— 为空间结构研究提供x-衍射样品
1.酶的结晶方法 缓慢改变酶蛋白的溶解度, 使其略处于过饱和状态。 （1）盐析法 （2）有机溶剂沉淀法 （3）复合结晶法 （4）透析平衡法 （5）等电点法
1） 空气干燥法：适合于热稳定性好的酶。 2） 真空干燥法：适合细菌。 3） 冷冻干燥：适合于较敏感的酶。 （2） 机械法 （3） 酶法处理
尿激酶的生产工艺及废水处理
尿激酶的生产工艺及废水处理
尿激酶（Urokinase）是一种酶类药物，常用于溶解血栓和治疗心血管疾病。
下面是关于尿激酶的生产工艺和废水处理的一般概述：
1. 尿激酶的生产工艺：
a. 培养基准备：选择适合尿激酶生产的培养基，添加适量的碳源、氮源、矿物质等。
b. 发酵过程：将适量的发酵菌株接种到培养基中，进行发酵过程。
控制合适的温度、pH值、氧气供应等条件，促进尿激酶的生长和产量。
c. 细胞收获：在发酵结束后，通过离心等方法将菌体和培养液分离。
d. 提取与纯化：采用多步酶解、沉淀、过滤、层析等技术，将尿激酶从细胞中提取出来，并进行纯化。
2. 废水处理：
a. 生产过程中产生的废水可能含有有机物、无机盐和微生物等成分，需要进行处理以符合环保要求。
b. 废水处理工艺可以包括初级处理、生物处理和深度处理等步骤。
c. 初级处理：通过物理方法如沉淀、过滤等，去除废水中的悬浮物和固体颗粒。
d. 生物处理：利用生物菌群对废水中的有机物进行降解和转化，常采用活性污泥法、生物膜法等。
e. 深度处理：根据废水成分的具体情况，可以采用化学沉淀、吸附、氧化等
方法进一步处理废水，以达到排放标准。
请注意，具体的生产工艺和废水处理方式可能因不同的生产厂家和地区而有所不同。
在实际生产中，需要根据情况进行工艺优化和环保要求的符合。
酶类药物制造工艺流程
酶类药物制造工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!酶类药物制造工艺流程一、准备工作阶段。
在进行酶类药物制造之前，需要开展一系列准备工作。
天冬酰胺酶生产的工艺流程
天冬酰胺酶生产的工艺流程天冬酰胺酶是一种广泛应用于工业和生物技术领域的酶类制剂，具有较高的市场需求和广泛的应用前景。
天冬酰胺酶通过生物技术手段进行生产，其生产工艺流程包括菌种培养、发酵、提取纯化等多个环节。
本文将对天冬酰胺酶的生产工艺流程进行详细的介绍和分析，旨在为相关行业提供参考。
一、天冬酰胺酶的特性及应用天冬酰胺酶是一种催化天然产物生物合成反应的酶类制剂，其具有催化效率高、底物特异性好、工艺条件温和等特点，因此在医药、食品、化工等领域有着广泛的应用。
在医药领域，天冬酰胺酶可以用于药物合成和转化；在食品工业中，天冬酰胺酶可以用于酿造、乳品加工等；在化工领域，天冬酰胺酶可以用于有机合成和环保领域。
由于其广泛的应用前景，天冬酰胺酶的生产技术日益受到关注。
二、天冬酰胺酶生产的菌种培养天冬酰胺酶的生产首先需要获得高产菌株，并进行大规模培养。
在菌种培养过程中，需要选择优良的菌株，并进行培养基的筛选和培养条件的优化。
培养基的选择应考虑到天冬酰胺酶的生物合成代谢途径和微生物自身生长特性，一般而言，培养基的基本成分包括碳源、氮源、矿质盐和生长因子等。
培养条件的优化需要考虑到温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等因素，以促进菌株的快速生长和高产酶。
三、天冬酰胺酶的发酵过程天冬酰胺酶的发酵过程是整个生产流程中最为关键的环节。
在发酵过程中，需要加入经过严格筛选后的高产菌株和优化配方的发酵基质，并采取合理的发酵工艺条件，如温度、pH值、氧气供应等。
通常情况下，采用的发酵设备有罐式发酵罐和发酵塔等。
在发酵过程中，微生物菌体会进行代谢活动，合成并分泌出天冬酰胺酶。
发酵过程需要进行严格的监控和控制，以确保天冬酰胺酶的高效产生和纯度。
四、天冬酰胺酶的提取和纯化天冬酰胺酶的提取和纯化是将其从发酵基质中提取出来，去除杂质并获得高纯度的天冬酰胺酶的过程。
提取和纯化的方法多种多样，包括有机溶剂萃取、超滤、色谱层析等。
此过程需要根据天冬酰胺酶的特性和发酵基质的成分选择最佳的提取和纯化方法。
《生物制药工艺技术》 酶工程制药技术
酶工程研究
有机相中酶反应的研究
5
酶工程研究
在工业、农业、医药和 食品等方面发挥着极其
重要的作用。
酶的抑制剂、激活剂的开发及 应用研究
6
抗体酶、核酸 酶的研究
7
模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、 合成的研究
8
一、酶工程制备氨基酸类 药物
利用化学合成、生物合成或天 然存在的氨基酸前体为原料，同 时培养具有相 应酶的微生物、 植物或动物细胞，然后将酶或细 胞进行固定化处理，再将固定化 酶或细胞装填于适当反应器中制 成所谓 “生物反应堆”，加入 相应底物合成特定氨 基酸，反 应液经分离纯化即得相应氨基酸 成品。
③清洗和更换部分固定化酶比较麻烦。床内有 自压缩倾向，易堵塞，且床内的压力降相当大 ，底物必须在加压下才能加入。
①需保持一定的流速，运转成本高，难于放大。
②由于流化床的空隙体积大，酶的浓度不高。
③能处理粉末状底物。 ④即使应用细粒子的催化剂，压力降也不会很高。
③由于底物高速流动使酶冲出，降低了转化率。
固定化细胞的制备
无需进行酶的分离纯化
01
细胞保持酶的原始状态，
02
固定化过程中酶的回收
率高
抗污染能力强
06
固定化细胞 的特点
细胞内酶比固定化酶稳
03
定性更高
细胞本身含多酶体系， 05
可催化一系列反应
04
细胞内酶的辅因子可以
自动再生
固定化细胞的 制备技术
固定化细胞的制备
载体结合法
载体结合法是将细胞悬浮液直接与水不溶性的载体相结合 的 固定化方法。
ｐＨ的影响
溶液的ｐＨ对酶活性影响很大。 在一定的ｐＨ范围内酶表现催化 活性。在某一ｐＨ时酶的催化活 性最大，此ｐＨ称为酶作用的最 适ｐＨ。偏离酶的最适ｐＨ愈远， 酶的活性愈小，过酸或过碱则可 使酶完全失去活性。
酶类药物的提取进展
酶类药物的提取进展尹利顺, 张亚红,王小鹏(药物制剂B0902,图西106) 生物体类的各种化学反应几乎都市在特异的酶的催化下进行的，故而酶类药物起着重要的作用。
药用酶最早是从动物脏器中提取而来，到20世纪60年代后期逐渐发展到从未生物发酵液中获取大量酶类。
进入70年代后，开始利用人的某些组织的细胞培养技术和基因工程的书段来获取有关酶的研究资料与信息。
（一）生物提取法1．提取一般在提取前，应通过调查研究，文献检索，详细了解欲提取酶的性质，例如等电点、pH、温度、激活剂、抑制剂、稳定性等。
提取方法主要有水溶液法，有机溶剂法和表面活性剂法三种。
(1) 水溶液法常用稀盐溶液或缓冲液提取。
经过预处理的原料，包括组织糜、匀浆、细胞颗粒以及丙酮粉等，都可用水溶液抽提。
为了防止提取过程中酶活力降低，一般在低温下操作，但对温度耐受性较高的酶如超氧化物歧化酶，却应提高温度，使杂蛋白变性，以利于酶的提取和纯化。
在胃蛋白酶的提取中，为了水解粘膜蛋白，需37℃，2～3小时的水解提取。
pH的选择对提取也很重要，应考虑：①酶的稳定性；②酶的溶解度；③酶与其它物质结合的性质。
选pH的总原则是：在酶稳定的pH范围内，选择偏离等电点的适当pH。
例如，透明质酸酶为pH3.6，鸽肝乙酰化酶为8.0，前列腺素酶为pH5～6。
这是一般规律，在特殊情况下还得采用特殊方法。
如胰脏中的核酸酶、胰蛋白酶、胰乳蛋白酶要在酸性条件下提取，因为这些酶在酸性条件下稳定。
一般来说，碱性蛋白酶用酸性溶液提取，酸性蛋白酶用碱性溶液提取。
许多酶在蒸馏水中不溶解，而在低盐浓度下易溶解，所以提取时加入少量盐可提高酶的溶解度。
盐浓度一般以等渗为好，相当于0.15mol／L NaCl的离子强度是最适宜于酶的提取。
(2) 有机溶剂法某些结合酶如微粒体和线粒体膜的酶，由于和脂质牢固结合，用水溶液很难提取，为此必须除去结合的脂质，且不能使酶变性，最常用的有机溶剂是丁醇。
丁醇具有下述性能：①亲脂性强，特别是亲磷脂的能力；②兼具亲水性，0℃在水中的溶解度为10.5％；③在脂与水分子间能起类似去垢剂的桥梁作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精品医学ppt
5
④提取、沉淀、热处理 每千克菌体干粉加入 0.01 mol/LpH8的硼酸缓冲液10L37℃搅拌 1.5h，30℃8mol/L醋酸调节pH4.2～4.4，压 滤，滤液加入2倍体积的丙酮，放置3～4h过滤， 收集沉淀，自然风干，得干粗酶。
取粗制酶，加入0·3％甘氨酸，调节pH8.8搅拌 1.5h离心，上清液60℃30min热处理。上清液 加 2倍体积的丙酮，析出沉淀，离心，收集酶 沉淀，0.01mol/L，pH8磷酸缓冲液溶解，离 心得上清酶溶液。
常见的酶类药物及治疗作用
精品医学ppt
1
常见酶类药物
精品医学ppt
2
精品医学ppt
3
1、L-天门冬酰胺酶工艺路线
精品医学ppt
4
L-天门冬酰胺酶工艺说明
①菌种培养 大肠杆菌37℃培养24h普通牛肉培养 基;
②种子培养 16％玉米浆，接种量 1～ 1.5％，37℃， 通气搅拌培养 4～8h;
③发酵罐培养 玉米浆培养基，接种量 8％，37℃ 通气搅拌培养 6～ 8h，离心分离发酵液，得菌体， 加2倍量丙酮搅拌，压滤，滤饼过筛，自然风干成 菌体干粉;
精品医学ppt
6
⑤精制、冻干 调节pH8.8离心弃去沉淀， 清液再调 pH7.7加入50％聚乙二醇，浓度达 到 16％。2～ 5℃放置 4～ 5天，离心得沉 淀。蒸馏水溶解加 4倍量的丙酮沉淀，同法 反复 1次，pH6.4,0.05mol/L磷酸缓冲液溶 解，50％聚乙二醇处理 1次，即得无热原的 L一天门冬酸胺酶。溶于 0.8mol/L磷酸缓冲 液，在无菌条件下用 6号垂熔漏斗过滤，分 装，冷冻干燥制得注射用 L一天门冬酸胺 酶成品，每I支 1万或 2万单位。
②中和、吸附、洗脱
提取液加氨水中和至pH7.5，在冰箱中静止沉淀杂蛋白， 吸取上层清液，每升提取液加入10g人造沸石，搅拌吸 附40min，静置倾去上层清液。收集吸附细胞色素 C的 人造沸石，用蒸馏水和精品氯医学化ppt 钠溶液反复洗涤，然9 后装
③盐析、浓缩、透析 洗脱液加入固体硫 酸镀达到 45％饱和度，使杂蛋白析出， 过滤。收集透明滤液，缓缓加入 20％ 三氯醋酸，边加边搅拌使细胞色素 C 沉淀析出，离心收集沉淀。再将沉淀 溶于蒸馏水，装入透析袋中，透析至 无硫酸根为止，过滤得细胞色素C粗品 溶液。
精品医学ppt
7
二、细胞色素C生产工艺
临床上主要用于组织缺氧的急救和辅助治疗药物， 适用于治疗脑、心肌缺氧和其它因缺氧引起的一切 症状。
精品医学ppt
工艺过程
①绞碎、提取、压滤
取新鲜或冷冻猪心，去血块、脂肪和肌健等，绞肉机 中绞碎。称取心肌碎肉，加1.5倍量蒸馏水搅拌均匀， 用硫酸调pH4左右，常温搅拌提取压滤，滤液用氨水调 节pH6.2，离心得提取液。心渣再加等量蒸馏水同上法 重复提取1次，合并两次提取液。
氢钠，搅拌溶解再加双甘肽1.5g混合均匀，用氢氧化钠
调节pH6.4左右，加注射用水100ml，过滤除热原，6号
垂溶漏斗过滤，测含量，灌注，冷冻干燥，即得每支含
15mg细胞色素C的制剂。
精品医学ppt
11
精品医学ppt
10
④吸附、洗脱、透析
粗品溶液通过处理好的 Amberite IRC－50（NH4＋）树 脂柱吸附，然后将树脂移入大烧杯中，水洗至澄清为止，
再分别上柱，用0·6mol/L磷酸氢二钠与0.4mol /L氯化钠 混合液洗脱，洗脱液用蒸馏水透析去氯离子，得细胞色
素C精品溶液。
⑤制剂
取含相当于1.5g的细胞色素C精品液，加200mg亚硫酸