生物催化技術在化學制藥中的應用

唐家寧

摘 要：生物催化技術在化學制藥領域中廣泛應用，逐漸形成了一些的工業化生產模式。隨著生物催化技術的廣泛應用，有效的推動了化學制藥產業的持續發展。對此，文章主要對生物催化技術在化學制藥中的應用進行了簡單的探究分析，論述了生物催化技術以及生物催化技術在化學制藥中的應用現狀，對生物催化技術在化學制藥領域的應用進行了重點分析，闡述了生物催化技術在冠心病藥物研制、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用，僅供參考。

關鍵詞：生物催化技術;化學制藥;應用

中圖分類號：TQ460.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0197-02

0 引言

生物催化就是一種通過生物有機體或者酶催化作用對生物進行化學轉化，也稱之為生物轉化。在科學技術的不斷發展過程中，隨著人們環保意識的不斷提升，生物催化技術也在不斷的成熟。生物催化技術是生物技術改革中的第三次浪潮，也是生物技術的標志性技術手段。在化學制藥中應用生物催化技術，對于化學制藥的發展有著積極的推動作用。

1 生物催化技術的發展與應用現狀

1.1 生物催化技術

生物酶催化技術是現階段工業發展中具有可持續發展價值的技術手段。生物催化技術主要設計了化學領域以及生物學等相關領域，在醫藥化工領域中可以利用生物酶催化技術實現大規模生物的轉化與分析。因為生物催化劑可以有效的促進反應物在反應中進行分子的重新組織，可以豐富產物的種類，適當的增加產物的多樣性，有利于化學物庫的發展，符合多樣性產物，有利于開發產物的新特性發展。

微生物就是一種生物催化中較為常用的催化劑，種類繁多，增殖的速度也相對較快，含有不同種類的酶，有利于生物的轉化反應、而微生物具有適應性強，反應條件也相對較為吻合，在一些復雜的、不容易反應的生產中應用效果顯著。微生物結構較為簡單，在作為催化劑的時候可以選擇細胞器或者固定化細胞，在一些不穩定的化合物制定的時候應用微生物效果顯著。

先導化學物在生物的催化反應中具有一定的優勢特征，反應產物的范圍相對較大，在反應過中無需對其進行基團保護以及脫保護處理，就可以完成相關反應;可以實現生產的定向立體選擇以及區域的選擇;生物催化在反應過程中反應的條件也較為吻合，有利于穩定復雜的分子結構反應;在均一、吻合的反應狀態之下可以獲得反應的重現性，進而實現反應的自動化;同時，因為生物酶具有固定化的特征，在生產過程中可以反復的循環應用催化劑;同時，生物催化劑是一種完全的無公害的，可以在環境中直接降解的物質，在催化過程中污染相對較少，甚至不會產生污染問題，有利于環境的保護應用。

1.2 生物催化技術在化學制藥中的應用現狀

生物藥物就是通過生物學、微生物學、醫學以及生物化學等知識與技術手段，通過綜合性的應用，研究、制造一些可以用于對人類某種疾病預防、診斷以及治療藥物制品的過程。生物制藥技術應用的生產原料通過天然的生物材料，主要就是一些微生物、動植物以及海洋生物，在對其進行物理、化學以及生物的加工處理，可以生產出一些對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為基礎研究的技術手段。在初期，科學家發現有機生物的體內會產生一種生物酶，可以催化物質之間的反應，但是其自身并不會出現變化，同時催化的反應條件也并不復雜。而在藥物生產中，主要就是通過優化、控制化學反應的方式實現，整個反應條件交尾款苛刻嚴格，會消耗單一的資源。在這個時候，提出了生物催化的觀點，在化工產業中也逐漸的應用了生物催化技術。同時隨著蛋白質工技術的發展，生物催化底物的選擇范圍逐漸擴大，應用范圍逐漸擴展，在精細化學以及藥物中間體等領域中應用效果顯著。

現階段，我國生物制藥企業中存在的最為主要的問題就是生產能力結構不均衡的問題，對于高端藥物的生產能力不足，低端藥物生產過剩的問題。例如，一些高端的藥物，如果癌癥、腫瘤以及AIDS病等疾病疫苗，我國幾乎沒有研制生產的能力。我國的生物制藥領域中的產品主要集中在原料藥物以及仿制藥物中，缺乏自主創新研發的能力，國際市場競爭能力不足，多數的藥物均為仿制藥的類型;而在生物制藥企業的研發能力以及投入上來說，也與國際水平存在一定奠定差異，這樣勢必會制約我國生物制藥技術的發展。

在科技的持續發展過程中，生物催化技術也在不斷的發展，現階段為了有效的拓展生物催化技術的應用范圍，專家們主要對生物催化底物的選擇進行了深入的分析，探究了控制生物酶穩定性的相關內容。隨著生物催化技術的持續發展，反應條件也越來越溫和，這樣反應底物的可以選擇的范圍也更為廣泛，反應中間的態物質種類也相對更多，無疑在根本上推動了化學制藥領域的發展。

2 生物催化技術在化學制藥領域的應用

現階段，我國對于生物領域的技術研發越來越重視，對酶與微生物在化學物質中的核心效果也進行了深入的研究。同時，酶與微生物在化學制藥生產總的應用也越來越廣泛，在化學制藥中，要合理的利用微生物以及酶的催化作用，進而提升化學藥物的整體反應效率，也會有效的改善化學藥品的質量。現階段，應用最廣泛的技術就是合成技術，此種技術在應用中因為不不能再高壓氧化以及金屬催化劑，不會對環境產生影響與破壞，生產過程也更為簡單。在應用傳統的方式進行化學合成，在合成的最后階段要通過手工的方式提取、純化;同時，傳統的生產模式較為繁瑣，效果不佳。合理的應用化學藥品的生產，通過生物催化技術手段可以提升化學反應率，降低人力與物力的成長，也可以降低設備的磨損，提升整體經濟效益。在現階段，生物催化技術在化學制藥領域中應用較為廣泛，其具體應用如下：

2.1 生物催化技術在治療冠心病藥物研制中的應用

心腦血管疾病是現階段對人類健康構成嚴重威脅的疾病，根據相關統計數據表明，我國平均每年因為冠心病死亡的患者高達百萬之多。在對冠心病以及心腦血管的治療過程中，現階段也有多種的防治藥物，國內市場在冠心病的預防過程中較為關注，這也推動了藥物生產的發展。而隨著生物制藥技術的不斷我那時，無疑推動了冠心病類藥物的生產。現階段，現階段市場銷售的治療藥物，多數都是通過生物制藥技術研制生產的。在新的生物制藥技術中，基因技術發展前景良好，通過基因測序技術以及基因藥物治療技術，逐漸的進入到了商業化生產的階段。而基因技術在冠心病的臨床綜合治療領域發展前景較為遼闊。

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晶以及粉末狀，其主要的藥理作用就是調節血脂以及改善胰島素抵抗，具有一定的降TG作用。此種藥物在生產過程中要應用6-氰-3以及5-二羧基乙酸叔丁酯物質，這些物質在生產過程中要應用優化技術進行酶技術的開發，在生產中應用多種酶，可以有效的增強化學反應的選擇性，增強穩定性。其主要應用的化學反應就是氰化反應以及生物催化氯化反應。通過這些化學反應，基于生物催化技術，加入酶，可以提升還原反應的容積率，提升了化學制藥的生產率，也增加了產量。

2.2 生物催化技術在抗腫瘤藥物研制中的應用

腫瘤是現階段在全世界范圍中一張疾病類型，腫瘤的類型相對較多，發病機制也較為復雜，在臨床上死亡率相對較高。在腫瘤治療過程中，主要就是通過手術、放療、化療等一些基本的方式進行治療。而隨著生物制藥技術的不斷發展，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定性也相對較好。現階段，較為常用的腫瘤基因療法就是利用γ-干擾素基因對骨髓瘤等疾病進行治療。而生物制藥技術也可以應用在基因抗體藥物中，可以有效的抑制腫瘤的擴散，充分的應用基質蛋白酶，可以抑制血管瘤擴散，避免出現在腫瘤轉移等問題。

2.3 生物催化技術在免疫性藥物研制中的應用

一些疾病之所以無法治愈，主要就是因為患者免疫力下降等因素影響，在臨床上發現，患者如果存在免疫力低下或者缺陷性問題，就會導致各種類型的疾病，主要有風濕性關節炎、糖尿病等等。而對這些疾病進行治療，必須要提升患者的免疫力。我國的風濕性關節炎發病率相對較高，生物制藥技術可以有效的提升患者的免疫力，一些制藥企業也投入了研究，通過生物技術對風濕性關節炎要去的研究，研發了一些關于提升免疫力的藥物。

而在糖尿病的治療過程中，一些制藥企業也應用基因療法對其進行了深入的研究，在患者的表皮細胞中引入胰島素的相關基因，這樣就對糖尿病的治療與治愈帶來一定的影響。

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與德國公司聯合生產的，在這些藥物的生產中，會將酶作為主要的生物催化劑。在對這些酶進行改造之后，可以實現一種催化劑加氫路線。這種反應具有直接性較強，其反應物相對較為簡單，操作也更為便利，在實踐中無需進行高壓氫化的步驟，也無需應用金屬催化劑，在實踐中應用效果顯著。

2.4 生物催化技術在基因重組多肽治療藥物研制中的應用

基因重組技術就是一種在生物制藥技術中最為尖端的技術，主要就是通過將來源不同的生物DNA進行有機結合，形成全新的基因，具有兩種生物的特性。而在現代的制藥工藝中，最為先進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手段，利用基因重組技術，可以研究一些關于蛋白質治療藥物，以及一些多肽類的藥物，這也是今后研究的重點。

3 結語

在整體上來說，生物催化技術是一種較為重要的生產方式，涉及的范圍較為廣闊，發展速度相對較快。在整體上來說，在世界范圍中有大概半數的藥品是通過生物制藥技術合成生產的。對一些分子結構較為復雜的藥物進行合成，生產方式較為簡單便捷，純度較高，效率也更快。生物制藥技術對整個醫療衛生領域有著重要的影響。雖然我國生物制藥技術的研發起步相對較晚，但是市場需求旺盛，市場規模也較為龐大，制藥企業也在生物制藥技術上投入了更多的成本，獲得了一定的效果。總體生來說，生物制藥技術在制藥工藝中應用與國際標準還是存在一定的差異，為隨著我國的不斷發展，科研力度的深入，在今后勢必會不斷的完善。

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