生物催化技术在化学制药中的应用

唐家宁

摘 要：生物催化技术在化学制药领域中广泛应用，逐渐形成了一些的工业化生产模式。随着生物催化技术的广泛应用，有效的推动了化学制药产业的持续发展。对此，文章主要对生物催化技术在化学制药中的应用进行了简单的探究分析，论述了生物催化技术以及生物催化技术在化学制药中的应用现状，对生物催化技术在化学制药领域的应用进行了重点分析，阐述了生物催化技术在冠心病药物研制、抗肿瘤药物研制、免疫性药物研制、基因重组多肽治疗药物研制中的应用，仅供参考。

关键词：生物催化技术;化学制药;应用

中图分类号：TQ460.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0197-02

0 引言

生物催化就是一种通过生物有机体或者酶催化作用对生物进行化学转化，也称之为生物转化。在科学技术的不断发展过程中，随着人们环保意识的不断提升，生物催化技术也在不断的成熟。生物催化技术是生物技术改革中的第三次浪潮，也是生物技术的标志性技术手段。在化学制药中应用生物催化技术，对于化学制药的发展有着积极的推动作用。

1 生物催化技术的发展与应用现状

1.1 生物催化技术

生物酶催化技术是现阶段工业发展中具有可持续发展价值的技术手段。生物催化技术主要设计了化学领域以及生物学等相关领域，在医药化工领域中可以利用生物酶催化技术实现大规模生物的转化与分析。因为生物催化剂可以有效的促进反应物在反应中进行分子的重新组织，可以丰富产物的种类，适当的增加产物的多样性，有利于化学物库的发展，符合多样性产物，有利于开发产物的新特性发展。

微生物就是一种生物催化中较为常用的催化剂，种类繁多，增殖的速度也相对较快，含有不同种类的酶，有利于生物的转化反应、而微生物具有适应性强，反应条件也相对较为吻合，在一些复杂的、不容易反应的生产中应用效果显著。微生物结构较为简单，在作为催化剂的时候可以选择细胞器或者固定化细胞，在一些不稳定的化合物制定的时候应用微生物效果显著。

先导化学物在生物的催化反应中具有一定的优势特征，反应产物的范围相对较大，在反应过中无需对其进行基团保护以及脱保护处理，就可以完成相关反应;可以实现生产的定向立体选择以及区域的选择;生物催化在反应过程中反应的条件也较为吻合，有利于稳定复杂的分子结构反应;在均一、吻合的反应状态之下可以获得反应的重现性，进而实现反应的自动化;同时，因为生物酶具有固定化的特征，在生产过程中可以反复的循环应用催化剂;同时，生物催化剂是一种完全的无公害的，可以在环境中直接降解的物质，在催化过程中污染相对较少，甚至不会产生污染问题，有利于环境的保护应用。

1.2 生物催化技术在化学制药中的应用现状

生物药物就是通过生物学、微生物学、医学以及生物化学等知识与技术手段，通过综合性的应用，研究、制造一些可以用于对人类某种疾病预防、诊断以及治疗药物制品的过程。生物制药技术应用的生產原料通过天然的生物材料，主要就是一些微生物、动植物以及海洋生物，在对其进行物理、化学以及生物的加工处理，可以生产出一些对人体疾病具有一定治疗效果的药物。

生物催化是一种基于生物学为基础研究的技术手段。在初期，科学家发现有机生物的体内会产生一种生物酶，可以催化物质之间的反应，但是其自身并不会出现变化，同时催化的反应条件也并不复杂。而在药物生产中，主要就是通过优化、控制化学反应的方式实现，整个反应条件交尾款苛刻严格，会消耗单一的资源。在这个时候，提出了生物催化的观点，在化工产业中也逐渐的应用了生物催化技术。同时随着蛋白质工技术的发展，生物催化底物的选择范围逐渐扩大，应用范围逐渐扩展，在精细化学以及药物中间体等领域中应用效果显著。

现阶段，我国生物制药企业中存在的最为主要的问题就是生产能力结构不均衡的问题，对于高端药物的生产能力不足，低端药物生产过剩的问题。例如，一些高端的药物，如果癌症、肿瘤以及AIDS病等疾病疫苗，我国几乎没有研制生产的能力。我国的生物制药领域中的产品主要集中在原料药物以及仿制药物中，缺乏自主创新研发的能力，国际市场竞争能力不足，多数的药物均为仿制药的类型;而在生物制药企业的研发能力以及投入上来说，也与国际水平存在一定奠定差异，这样势必会制约我国生物制药技术的发展。

在科技的持续发展过程中，生物催化技术也在不断的发展，现阶段为了有效的拓展生物催化技术的应用范围，专家们主要对生物催化底物的选择进行了深入的分析，探究了控制生物酶稳定性的相关内容。随着生物催化技术的持续发展，反应条件也越来越温和，这样反应底物的可以选择的范围也更为广泛，反应中间的态物质种类也相对更多，无疑在根本上推动了化学制药领域的发展。

2 生物催化技术在化学制药领域的应用

现阶段，我国对于生物领域的技术研发越来越重视，对酶与微生物在化学物质中的核心效果也进行了深入的研究。同时，酶与微生物在化学制药生产总的应用也越来越广泛，在化学制药中，要合理的利用微生物以及酶的催化作用，进而提升化学药物的整体反应效率，也会有效的改善化学药品的质量。现阶段，应用最广泛的技术就是合成技术，此种技术在应用中因为不不能再高压氧化以及金属催化剂，不会对环境产生影响与破坏，生产过程也更为简单。在应用传统的方式进行化学合成，在合成的最后阶段要通过手工的方式提取、纯化;同时，传统的生产模式较为繁琐，效果不佳。合理的应用化学药品的生产，通过生物催化技术手段可以提升化学反应率，降低人力与物力的成长，也可以降低设备的磨损，提升整体经济效益。在现阶段，生物催化技术在化学制药领域中应用较为广泛，其具体应用如下：

2.1 生物催化技术在治疗冠心病药物研制中的应用

心脑血管疾病是现阶段对人类健康构成严重威胁的疾病，根据相关统计数据表明，我国平均每年因为冠心病死亡的患者高达百万之多。在对冠心病以及心脑血管的治疗过程中，现阶段也有多种的防治药物，国内市场在冠心病的预防过程中较为关注，这也推动了药物生产的发展。而随着生物制药技术的不断我那时，无疑推动了冠心病类药物的生产。现阶段，现阶段市场销售的治疗药物，多数都是通过生物制药技术研制生产的。在新的生物制药技术中，基因技术发展前景良好，通过基因测序技术以及基因药物治疗技术，逐渐的进入到了商业化生产的阶段。而基因技术在冠心病的临床综合治疗领域发展前景较为辽阔。

阿伐他汀是一种治疗冠心病的药物，其的外观属于白色的针状结晶以及粉末状，其主要的药理作用就是调节血脂以及改善胰岛素抵抗，具有一定的降TG作用。此种药物在生产过程中要应用6-氰-3以及5-二羧基乙酸叔丁酯物质，这些物质在生产过程中要应用优化技术进行酶技术的开发，在生产中应用多种酶，可以有效的增强化学反应的选择性，增强稳定性。其主要应用的化学反应就是氰化反应以及生物催化氯化反应。通过这些化学反应，基于生物催化技术，加入酶，可以提升还原反应的容积率，提升了化学制药的生产率，也增加了产量。

2.2 生物催化技术在抗肿瘤药物研制中的应用

肿瘤是现阶段在全世界范围中一张疾病类型，肿瘤的类型相对较多，发病机制也较为复杂，在临床上死亡率相对较高。在肿瘤治疗过程中，主要就是通过手术、放疗、化疗等一些基本的方式进行治疗。而随着生物制药技术的不断发展，肿瘤药物品种也较为繁多，一些药物的治疗功能以及药物稳定性也相对较好。现阶段，较为常用的肿瘤基因疗法就是利用γ-干扰素基因对骨髓瘤等疾病进行治疗。而生物制药技术也可以应用在基因抗体药物中，可以有效的抑制肿瘤的扩散，充分的应用基质蛋白酶，可以抑制血管瘤扩散，避免出现在肿瘤转移等问题。

2.3 生物催化技术在免疫性药物研制中的应用

一些疾病之所以无法治愈，主要就是因为患者免疫力下降等因素影响，在临床上发现，患者如果存在免疫力低下或者缺陷性问题，就会导致各种类型的疾病，主要有风湿性关节炎、糖尿病等等。而对这些疾病进行治疗，必须要提升患者的免疫力。我国的风湿性关节炎发病率相对较高，生物制药技术可以有效的提升患者的免疫力，一些制药企业也投入了研究，通过生物技术对风湿性关节炎要去的研究，研发了一些关于提升免疫力的药物。

而在糖尿病的治疗过程中，一些制药企业也应用基因疗法对其进行了深入的研究，在患者的表皮细胞中引入胰岛素的相关基因，这样就对糖尿病的治疗与治愈带来一定的影响。

西他列汀游离碱是一种治疗糖尿病的药物。西他列汀游离碱此种药物是美国与德国公司联合生产的，在这些药物的生产中，会将酶作为主要的生物催化剂。在对这些酶进行改造之后，可以实现一种催化剂加氢路线。这种反应具有直接性较强，其反应物相对较为简单，操作也更为便利，在实践中无需进行高压氢化的步骤，也无需应用金属催化剂，在实践中应用效果显著。

2.4 生物催化技术在基因重组多肽治疗药物研制中的应用

基因重组技术就是一种在生物制药技术中最为尖端的技术，主要就是通过将来源不同的生物DNA进行有机结合，形成全新的基因，具有两种生物的特性。而在现代的制药工艺中，最为先进的工艺就是在分子水平上的操作，基因重组就属于此种技术手段，利用基因重组技术，可以研究一些关于蛋白质治疗药物，以及一些多肽类的药物，这也是今后研究的重点。

3 结语

在整体上来说，生物催化技术是一种较为重要的生产方式，涉及的范围较为广阔，发展速度相对较快。在整体上来说，在世界范围中有大概半数的药品是通过生物制药技术合成生产的。对一些分子结构较为复杂的药物进行合成，生产方式较为简单便捷，纯度较高，效率也更快。生物制药技术对整个医疗卫生领域有着重要的影响。虽然我国生物制药技术的研发起步相对较晚，但是市场需求旺盛，市场规模也较为庞大，制药企业也在生物制药技术上投入了更多的成本，获得了一定的效果。总体生来说，生物制药技术在制药工艺中应用与国际标准还是存在一定的差异，为随着我国的不断发展，科研力度的深入，在今后势必会不断的完善。

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