藥物合成中微生物催化的運(yùn)用及發(fā)展

李肖樸

【中圖分類(lèi)號(hào)】R91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-6851（2018）06--01

微生物催化主要被應(yīng)用在生產(chǎn)手性、光活性小分子之中，這些小分子可能是藥物產(chǎn)品，也有可能是藥物中間體[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物提取技術(shù)、分離鑒定技術(shù)越加進(jìn)步，使得生物催化被廣泛的額英語(yǔ)在治療性蛋白、抗體等分子生產(chǎn)之中。目前，深?lèi)恨D(zhuǎn)化在藥物前體化合物轉(zhuǎn)化、生物催化不對(duì)稱(chēng)合成、光活性化合物拆分之中。本文詳細(xì)的對(duì)藥物合成之中的生物催化的應(yīng)用、發(fā)展進(jìn)行分析，研究如下文詳述

1 微生物催化的相關(guān)概述

微生物催化即為生物轉(zhuǎn)化，主要是指經(jīng)應(yīng)用生物合成法對(duì)有機(jī)化合物、重要中間體進(jìn)行合成?，F(xiàn)代的生物催化的研究主要始于上個(gè)世紀(jì)五十年代，之后生物催化隨著生物技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，有些傳統(tǒng)的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)之后漸漸被催化生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)取代，因此生物催化應(yīng)用于有機(jī)物的合成越加受到了人們的重視，且應(yīng)用也越加的廣泛。和化學(xué)催化進(jìn)行比較，生物催化具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，主要如下：一是，生物催化反應(yīng)的條件明顯比化學(xué)方式更為溫和，；二是，生物催化方法產(chǎn)物比較單一，生物催化的立體、化學(xué)選擇性以及區(qū)域選擇性均更高，可以有效的完成部分的化學(xué)方式無(wú)法完成的反應(yīng)。近些年來(lái)，生物催化已經(jīng)涉及脂轉(zhuǎn)移、氫化、脫水、環(huán)氧化、脫氫等反應(yīng)之中[2]。

2 在藥物合成之中微生物催化的應(yīng)用

2.1 不對(duì)稱(chēng)合成之中生物催化發(fā)應(yīng)用的優(yōu)越性

一是，在底部某一個(gè)基團(tuán)轉(zhuǎn)化之中，其專(zhuān)一性強(qiáng)，對(duì)無(wú)效轉(zhuǎn)化基團(tuán)可進(jìn)行保護(hù)。二是，經(jīng)轉(zhuǎn)化微生物進(jìn)行菌種選育、優(yōu)化轉(zhuǎn)化相關(guān)條件，可有效的提升微生物的轉(zhuǎn)化率。三是，生物催化反應(yīng)的相應(yīng)條件十分溫和，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，也別是近些年來(lái)因?yàn)镈NA重組技術(shù)、新轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，使得很多的應(yīng)用化學(xué)轉(zhuǎn)化法難以進(jìn)行化合物的合成，并且會(huì)被生物催化所取代。

2.2 手性藥物開(kāi)發(fā)中生物催化應(yīng)用的相關(guān)工作分析

應(yīng)用生物催化方法進(jìn)行藥物中間體的制備，選取生物催化法對(duì)其進(jìn)行制備，因?yàn)閷?duì)映體純化合物的吸引力大，但若是借助該方法完成復(fù)雜的有機(jī)合成，一般會(huì)比較困難，有些甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此催化方法可以用于有機(jī)合成物中間體的制備。臨床認(rèn)為，應(yīng)用化學(xué)法也可以在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室提哦案件之下獲取手性藥物，但是該方法需要較高的經(jīng)濟(jì)成本，而且相關(guān)的技術(shù)水平也要求比較高，因此這種藥物制備難以達(dá)到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需求。因此，微生物催化有效的彌補(bǔ)了化學(xué)方法存有的不足，微生物催化獨(dú)特且優(yōu)越，有效的實(shí)現(xiàn)了綠色合成制藥的相關(guān)理念，除此之外，應(yīng)用生物催化方法可有效的消旋化合物，并對(duì)生物進(jìn)行拆分、轉(zhuǎn)化，進(jìn)而獲取單一的藥物分子。

2.3 生物催化以及新藥組合

和生物催化方法進(jìn)行比較，生物催化方法更為簡(jiǎn)便有效，天然的產(chǎn)物具有多樣性以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特征，是大自然之中生物體內(nèi)酶作用下的結(jié)果，這些酶主要是負(fù)責(zé)生物體內(nèi)重要生命的一系列活動(dòng)，在體外仍然存有相似的催化能力。因此，主要是在體外催化環(huán)境與體內(nèi)相似，則一些難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)均可實(shí)現(xiàn)。結(jié)合化學(xué)合成酶、生物催化劑可大幅度的增加衍生物的多樣性，并且可了解新活性物質(zhì)。經(jīng)過(guò)生物催化劑的不斷擴(kuò)大，可使得組合化學(xué)合成具有可能性，借助生物催化可了解化合物縣道具有的優(yōu)越性，主要是因該反應(yīng)相對(duì)范圍比較廣，對(duì)于立體、生物定向選擇，不需基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，或是脫保護(hù)就可有效的實(shí)現(xiàn)相關(guān)的反應(yīng)，在溫和的條件之下，就可有效的實(shí)現(xiàn)反應(yīng)自動(dòng)化以及重現(xiàn)性。

3 微生物催化的發(fā)展前景

微生物應(yīng)用在藥物的合成之中，可以有效的提升酶選擇性技術(shù)，在眾多的水解酶之中，可通過(guò)提升酶立體選擇，就可有效的拓展水解酶的相應(yīng)應(yīng)用范圍，減少錯(cuò)誤尋找或者是特定性質(zhì)酶?？捎行У氖雇庀w拆分達(dá)到最高理論收率值。想要非手性原料之中獲取百分之一百的手性產(chǎn)物，則需要經(jīng)過(guò)映選擇性進(jìn)行轉(zhuǎn)移反應(yīng)，該方法應(yīng)用時(shí)間比較長(zhǎng)。大多數(shù)酶的催化反應(yīng)與外消旋體動(dòng)力學(xué)的拆分緊密相關(guān)，每一種立體異構(gòu)體產(chǎn)量低于百分之五十。原位外消旋化、去外消旋化、原位轉(zhuǎn)化等均是其發(fā)展的相關(guān)方向。微生物催化是生物書(shū)進(jìn)步的產(chǎn)物，在未來(lái)之中，微生物催化方法會(huì)對(duì)傳統(tǒng)合成技術(shù)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，可能會(huì)逐漸取代，也有可能在未來(lái)的發(fā)展之中和傳統(tǒng)合成技術(shù)共同發(fā)展和結(jié)合應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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