生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用

唐家寧

摘 要：生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，逐漸形成了一些的工業(yè)化生產(chǎn)模式。隨著生物催化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效的推動(dòng)了化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，文章主要對(duì)生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究分析，論述了生物催化技術(shù)以及生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)分析，闡述了生物催化技術(shù)在冠心病藥物研制、抗腫瘤藥物研制、免疫性藥物研制、基因重組多肽治療藥物研制中的應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：生物催化技術(shù);化學(xué)制藥;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ460.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）02-0197-02

0 引言

生物催化就是一種通過(guò)生物有機(jī)體或者酶催化作用對(duì)生物進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，也稱之為生物轉(zhuǎn)化。在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提升，生物催化技術(shù)也在不斷的成熟。生物催化技術(shù)是生物技術(shù)改革中的第三次浪潮，也是生物技術(shù)的標(biāo)志性技術(shù)手段。在化學(xué)制藥中應(yīng)用生物催化技術(shù)，對(duì)于化學(xué)制藥的發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用。

1 生物催化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 生物催化技術(shù)

生物酶催化技術(shù)是現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展中具有可持續(xù)發(fā)展價(jià)值的技術(shù)手段。生物催化技術(shù)主要設(shè)計(jì)了化學(xué)領(lǐng)域以及生物學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域，在醫(yī)藥化工領(lǐng)域中可以利用生物酶催化技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生物的轉(zhuǎn)化與分析。因?yàn)樯锎呋瘎┛梢杂行У拇龠M(jìn)反應(yīng)物在反應(yīng)中進(jìn)行分子的重新組織，可以豐富產(chǎn)物的種類，適當(dāng)?shù)脑黾赢a(chǎn)物的多樣性，有利于化學(xué)物庫(kù)的發(fā)展，符合多樣性產(chǎn)物，有利于開發(fā)產(chǎn)物的新特性發(fā)展。

微生物就是一種生物催化中較為常用的催化劑，種類繁多，增殖的速度也相對(duì)較快，含有不同種類的酶，有利于生物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)、而微生物具有適應(yīng)性強(qiáng)，反應(yīng)條件也相對(duì)較為吻合，在一些復(fù)雜的、不容易反應(yīng)的生產(chǎn)中應(yīng)用效果顯著。微生物結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在作為催化劑的時(shí)候可以選擇細(xì)胞器或者固定化細(xì)胞，在一些不穩(wěn)定的化合物制定的時(shí)候應(yīng)用微生物效果顯著。

先導(dǎo)化學(xué)物在生物的催化反應(yīng)中具有一定的優(yōu)勢(shì)特征，反應(yīng)產(chǎn)物的范圍相對(duì)較大，在反應(yīng)過(guò)中無(wú)需對(duì)其進(jìn)行基團(tuán)保護(hù)以及脫保護(hù)處理，就可以完成相關(guān)反應(yīng);可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的定向立體選擇以及區(qū)域的選擇;生物催化在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)的條件也較為吻合，有利于穩(wěn)定復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)反應(yīng);在均一、吻合的反應(yīng)狀態(tài)之下可以獲得反應(yīng)的重現(xiàn)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的自動(dòng)化;同時(shí)，因?yàn)樯锩妇哂泄潭ɑ奶卣?，在生產(chǎn)過(guò)程中可以反復(fù)的循環(huán)應(yīng)用催化劑;同時(shí)，生物催化劑是一種完全的無(wú)公害的，可以在環(huán)境中直接降解的物質(zhì)，在催化過(guò)程中污染相對(duì)較少，甚至不會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題，有利于環(huán)境的保護(hù)應(yīng)用。

1.2 生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用現(xiàn)狀

生物藥物就是通過(guò)生物學(xué)、微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及生物化學(xué)等知識(shí)與技術(shù)手段，通過(guò)綜合性的應(yīng)用，研究、制造一些可以用于對(duì)人類某種疾病預(yù)防、診斷以及治療藥物制品的過(guò)程。生物制藥技術(shù)應(yīng)用的生產(chǎn)原料通過(guò)天然的生物材料，主要就是一些微生物、動(dòng)植物以及海洋生物，在對(duì)其進(jìn)行物理、化學(xué)以及生物的加工處理，可以生產(chǎn)出一些對(duì)人體疾病具有一定治療效果的藥物。

生物催化是一種基于生物學(xué)為基礎(chǔ)研究的技術(shù)手段。在初期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有機(jī)生物的體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種生物酶，可以催化物質(zhì)之間的反應(yīng)，但是其自身并不會(huì)出現(xiàn)變化，同時(shí)催化的反應(yīng)條件也并不復(fù)雜。而在藥物生產(chǎn)中，主要就是通過(guò)優(yōu)化、控制化學(xué)反應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)，整個(gè)反應(yīng)條件交尾款苛刻嚴(yán)格，會(huì)消耗單一的資源。在這個(gè)時(shí)候，提出了生物催化的觀點(diǎn)，在化工產(chǎn)業(yè)中也逐漸的應(yīng)用了生物催化技術(shù)。同時(shí)隨著蛋白質(zhì)工技術(shù)的發(fā)展，生物催化底物的選擇范圍逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展，在精細(xì)化學(xué)以及藥物中間體等領(lǐng)域中應(yīng)用效果顯著。

現(xiàn)階段，我國(guó)生物制藥企業(yè)中存在的最為主要的問(wèn)題就是生產(chǎn)能力結(jié)構(gòu)不均衡的問(wèn)題，對(duì)于高端藥物的生產(chǎn)能力不足，低端藥物生產(chǎn)過(guò)剩的問(wèn)題。例如，一些高端的藥物，如果癌癥、腫瘤以及AIDS病等疾病疫苗，我國(guó)幾乎沒(méi)有研制生產(chǎn)的能力。我國(guó)的生物制藥領(lǐng)域中的產(chǎn)品主要集中在原料藥物以及仿制藥物中，缺乏自主創(chuàng)新研發(fā)的能力，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不足，多數(shù)的藥物均為仿制藥的類型;而在生物制藥企業(yè)的研發(fā)能力以及投入上來(lái)說(shuō)，也與國(guó)際水平存在一定奠定差異，這樣勢(shì)必會(huì)制約我國(guó)生物制藥技術(shù)的發(fā)展。

在科技的持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，生物催化技術(shù)也在不斷的發(fā)展，現(xiàn)階段為了有效的拓展生物催化技術(shù)的應(yīng)用范圍，專家們主要對(duì)生物催化底物的選擇進(jìn)行了深入的分析，探究了控制生物酶穩(wěn)定性的相關(guān)內(nèi)容。隨著生物催化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，反應(yīng)條件也越來(lái)越溫和，這樣反應(yīng)底物的可以選擇的范圍也更為廣泛，反應(yīng)中間的態(tài)物質(zhì)種類也相對(duì)更多，無(wú)疑在根本上推動(dòng)了化學(xué)制藥領(lǐng)域的發(fā)展。

2 生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)于生物領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)越來(lái)越重視，對(duì)酶與微生物在化學(xué)物質(zhì)中的核心效果也進(jìn)行了深入的研究。同時(shí)，酶與微生物在化學(xué)制藥生產(chǎn)總的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在化學(xué)制藥中，要合理的利用微生物以及酶的催化作用，進(jìn)而提升化學(xué)藥物的整體反應(yīng)效率，也會(huì)有效的改善化學(xué)藥品的質(zhì)量。現(xiàn)階段，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)就是合成技術(shù)，此種技術(shù)在應(yīng)用中因?yàn)椴徊荒茉俑邏貉趸约敖饘俅呋瘎?，不?huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響與破壞，生產(chǎn)過(guò)程也更為簡(jiǎn)單。在應(yīng)用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行化學(xué)合成，在合成的最后階段要通過(guò)手工的方式提取、純化;同時(shí)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式較為繁瑣，效果不佳。合理的應(yīng)用化學(xué)藥品的生產(chǎn)，通過(guò)生物催化技術(shù)手段可以提升化學(xué)反應(yīng)率，降低人力與物力的成長(zhǎng)，也可以降低設(shè)備的磨損，提升整體經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)階段，生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，其具體應(yīng)用如下：

2.1 生物催化技術(shù)在治療冠心病藥物研制中的應(yīng)用

心腦血管疾病是現(xiàn)階段對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅的疾病，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)平均每年因?yàn)楣谛牟∷劳龅幕颊吒哌_(dá)百萬(wàn)之多。在對(duì)冠心病以及心腦血管的治療過(guò)程中，現(xiàn)階段也有多種的防治藥物，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)在冠心病的預(yù)防過(guò)程中較為關(guān)注，這也推動(dòng)了藥物生產(chǎn)的發(fā)展。而隨著生物制藥技術(shù)的不斷我那時(shí)，無(wú)疑推動(dòng)了冠心病類藥物的生產(chǎn)?，F(xiàn)階段，現(xiàn)階段市場(chǎng)銷售的治療藥物，多數(shù)都是通過(guò)生物制藥技術(shù)研制生產(chǎn)的。在新的生物制藥技術(shù)中，基因技術(shù)發(fā)展前景良好，通過(guò)基因測(cè)序技術(shù)以及基因藥物治療技術(shù)，逐漸的進(jìn)入到了商業(yè)化生產(chǎn)的階段。而基因技術(shù)在冠心病的臨床綜合治療領(lǐng)域發(fā)展前景較為遼闊。

阿伐他汀是一種治療冠心病的藥物，其的外觀屬于白色的針狀結(jié)晶以及粉末狀，其主要的藥理作用就是調(diào)節(jié)血脂以及改善胰島素抵抗，具有一定的降TG作用。此種藥物在生產(chǎn)過(guò)程中要應(yīng)用6-氰-3以及5-二羧基乙酸叔丁酯物質(zhì)，這些物質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行酶技術(shù)的開發(fā)，在生產(chǎn)中應(yīng)用多種酶，可以有效的增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的選擇性，增強(qiáng)穩(wěn)定性。其主要應(yīng)用的化學(xué)反應(yīng)就是氰化反應(yīng)以及生物催化氯化反應(yīng)。通過(guò)這些化學(xué)反應(yīng)，基于生物催化技術(shù)，加入酶，可以提升還原反應(yīng)的容積率，提升了化學(xué)制藥的生產(chǎn)率，也增加了產(chǎn)量。

2.2 生物催化技術(shù)在抗腫瘤藥物研制中的應(yīng)用

腫瘤是現(xiàn)階段在全世界范圍中一張疾病類型，腫瘤的類型相對(duì)較多，發(fā)病機(jī)制也較為復(fù)雜，在臨床上死亡率相對(duì)較高。在腫瘤治療過(guò)程中，主要就是通過(guò)手術(shù)、放療、化療等一些基本的方式進(jìn)行治療。而隨著生物制藥技術(shù)的不斷發(fā)展，腫瘤藥物品種也較為繁多，一些藥物的治療功能以及藥物穩(wěn)定性也相對(duì)較好?，F(xiàn)階段，較為常用的腫瘤基因療法就是利用γ-干擾素基因?qū)撬枇龅燃膊∵M(jìn)行治療。而生物制藥技術(shù)也可以應(yīng)用在基因抗體藥物中，可以有效的抑制腫瘤的擴(kuò)散，充分的應(yīng)用基質(zhì)蛋白酶，可以抑制血管瘤擴(kuò)散，避免出現(xiàn)在腫瘤轉(zhuǎn)移等問(wèn)題。

2.3 生物催化技術(shù)在免疫性藥物研制中的應(yīng)用

一些疾病之所以無(wú)法治愈，主要就是因?yàn)榛颊呙庖吡ο陆档纫蛩赜绊?，在臨床上發(fā)現(xiàn)，患者如果存在免疫力低下或者缺陷性問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致各種類型的疾病，主要有風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病等等。而對(duì)這些疾病進(jìn)行治療，必須要提升患者的免疫力。我國(guó)的風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率相對(duì)較高，生物制藥技術(shù)可以有效的提升患者的免疫力，一些制藥企業(yè)也投入了研究，通過(guò)生物技術(shù)對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎要去的研究，研發(fā)了一些關(guān)于提升免疫力的藥物。

而在糖尿病的治療過(guò)程中，一些制藥企業(yè)也應(yīng)用基因療法對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，在患者的表皮細(xì)胞中引入胰島素的相關(guān)基因，這樣就對(duì)糖尿病的治療與治愈帶來(lái)一定的影響。

西他列汀游離堿是一種治療糖尿病的藥物。西他列汀游離堿此種藥物是美國(guó)與德國(guó)公司聯(lián)合生產(chǎn)的，在這些藥物的生產(chǎn)中，會(huì)將酶作為主要的生物催化劑。在對(duì)這些酶進(jìn)行改造之后，可以實(shí)現(xiàn)一種催化劑加氫路線。這種反應(yīng)具有直接性較強(qiáng)，其反應(yīng)物相對(duì)較為簡(jiǎn)單，操作也更為便利，在實(shí)踐中無(wú)需進(jìn)行高壓氫化的步驟，也無(wú)需應(yīng)用金屬催化劑，在實(shí)踐中應(yīng)用效果顯著。

2.4 生物催化技術(shù)在基因重組多肽治療藥物研制中的應(yīng)用

基因重組技術(shù)就是一種在生物制藥技術(shù)中最為尖端的技術(shù)，主要就是通過(guò)將來(lái)源不同的生物DNA進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成全新的基因，具有兩種生物的特性。而在現(xiàn)代的制藥工藝中，最為先進(jìn)的工藝就是在分子水平上的操作，基因重組就屬于此種技術(shù)手段，利用基因重組技術(shù)，可以研究一些關(guān)于蛋白質(zhì)治療藥物，以及一些多肽類的藥物，這也是今后研究的重點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

在整體上來(lái)說(shuō)，生物催化技術(shù)是一種較為重要的生產(chǎn)方式，涉及的范圍較為廣闊，發(fā)展速度相對(duì)較快。在整體上來(lái)說(shuō)，在世界范圍中有大概半數(shù)的藥品是通過(guò)生物制藥技術(shù)合成生產(chǎn)的。對(duì)一些分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的藥物進(jìn)行合成，生產(chǎn)方式較為簡(jiǎn)單便捷，純度較高，效率也更快。生物制藥技術(shù)對(duì)整個(gè)醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域有著重要的影響。雖然我國(guó)生物制藥技術(shù)的研發(fā)起步相對(duì)較晚，但是市場(chǎng)需求旺盛，市場(chǎng)規(guī)模也較為龐大，制藥企業(yè)也在生物制藥技術(shù)上投入了更多的成本，獲得了一定的效果?？傮w生來(lái)說(shuō)，生物制藥技術(shù)在制藥工藝中應(yīng)用與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還是存在一定的差異，為隨著我國(guó)的不斷發(fā)展，科研力度的深入，在今后勢(shì)必會(huì)不斷的完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?zhí)珟r.生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（07）：98-98.

[2] 王堯.生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用研究與分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016（06）：132-133.

[3] 王德新.化學(xué)制藥中的生物催化技術(shù)運(yùn)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2015（10）：72.

[4] 葉盛，王燁麗，王曰達(dá).化學(xué)制藥中的生物催化技術(shù)運(yùn)用探討[J].化工管理，2016（12）：121-121.

[5] 許開平.化學(xué)制藥中的生物催化技術(shù)應(yīng)用[J].生物化工，2016，2（06）：67-69.