《生物制药工艺学》课程教学资源（PPT课件）第十五章 酶类药物 第一节 酶类药物的原料来源 第二节 酶类药物的提取和纯化 第三节 酶类药物

第十五章酶类药物 第一节酶类药物的原料来源 原料选择 选用原料应注意以下几点 (1)不同酶的用料选择:哪里有,含量高,选哪。 (2)注意不同生长发育情况及营养状况,用微生物 制酶,故需测其活力来决定取酶阶段。用动物器官提 取酶,则与动物年龄及饲养条件有关

第十五章 酶类药物 第一节 酶类药物的原料来源 一、原料选择 选用原料应注意以下几点: （1）不同酶的用料选择：哪里有，含量高，选哪。 （2）注意不同生长发育情况及营养状况, 用微生物 制酶，故需测其活力来决定取酶阶段。用动物器官提 取酶，则与动物年龄及饲养条件有关

(3)从原料来源是否丰富考虑; (4)从简化提纯步骤着手 (5)如用动物组织作原料,则此动物宰杀后应立即 取材。 从动物或植物中提取酶受到原料的限制,随着酶 应用日益广泛和需求量的增加,工业生产的重点 逐渐转向微生物。用微生物发酵法生产药用酶,不 受季节、气候和地域的限制,生产周期短,产量高, 成本低,能大规模生产

（3）从原料来源是否丰富考虑； （4）从简化提纯步骤着手 （5）如用动物组织作原料，则此动物宰杀后应立即 取材。 从动物或植物中提取酶受到原料的限制，随着酶 应用日益广泛和需求量的增加，工业生产的重点已 逐渐转向微生物。用微生物发酵法生产药用酶，不 受季节、气候和地域的限制，生产周期短，产量高， 成本低，能大规模生产

二、微生物酶制剂高产菌株的选育 菌种是工业发酵生产酶制剂的重要条件。与增加品 种、缩短生产周期、改进发酵和提炼工艺条件等密切 相关。 优良菌种的获得有三条途径: ①是从自然界分离筛选: ②是用物理域化学方法处理、诱变; ③是用基因重组与细胞融合技术。因此微生物的分离 筛选是一切工作的基础

二、微生物酶制剂高产菌株的选育 菌种是工业发酵生产酶制剂的重要条件。与增加品 种、缩短生产周期、改进发酵和提炼工艺条件等密切 相关。 优良菌种的获得有三条途径： ①是从自然界分离筛选： ②是用物理域化学方法处理、诱变； ③是用基因重组与细胞融合技术。因此微生物的分离 筛选是一切工作的基础

微生物酶制剂生产的发酵技术 首先要合理选择培养方法、培养基、培养温度 pH和通气量等。还要研究酶的分离提纯技术和制备 (一)原料 利用微生物生产酶制剂的主要原料为碳源和氮源, 此外还有无机盐、生长因素和产酶促进剂等

三、微生物酶制剂生产的发酵技术 首先要合理选择培养方法、培养基、培养温度、 pH和通气量等。还要研究酶的分离提纯技术和制备 工艺。 （—）原料 利用微生物生产酶制剂的主要原料为碳源和氮源， 此外还有无机盐、生长因素和产酶促进剂等

如果添加少量某种物质就能明显增加酶的产量时, 这类物质通称为产酶促进剂。它们大多属于酶的诱导 物或表面活性剂 1、固体培养法 固体培养法亦称麸曲培养法,该法是利用麸皮 或米糠为主要原料,另外视需要添加其它谷糠、豆饼 加水拌成含水适度的半固态物料作为培养基 2、液体培养法 液体培养法是利用液体培养进行微生物的生长繁 殖和产酶。根据通气(供氧)方法的不同,又分为液 体表面培养和液体深层培养两种

如果添加少量某种物质就能明显增加酶的产量时， 这类物质通称为产酶促进剂。它们大多属于酶的诱导 物或表面活性剂。 1、固体培养法 固体培养法亦称麸曲培养法 ，该法是利用麸皮 或米糠为主要原料，另外视需要添加其它谷糠、豆饼 等，加水拌成含水适度的半固态物料作为培养基 。 2、液体培养法 液体培养法是利用液体培养进行微生物的生长繁 殖和产酶。根据通气（供氧）方法的不同，又分为液 体表面培养和液体深层培养两种

3、影响酶产生的一些因素 菌种的产酶性能是决定发酵效果的重要因素,但 是发酵工艺条件对产酶的影响也是十分明显的 (1)温度一般发酵温度比种子培养时略高些,这 样对产酶有利。 (2)pH可用糖或淀粉调节,pH低则可用氨来调节

3、影响酶产生的一些因素 菌种的产酶性能是决定发酵效果的重要因素，但 是发酵工艺条件对产酶的影响也是十分明显的。 （1）温度 一般发酵温度比种子培养时略高些，这 样对产酶有利。 （2）pH 可用糖或淀粉调节，pH低则可用氨来调节

(3)通气(供氧)临界氧浓度。氧必须是溶解于培 养基中的氧 (4)搅拌增加液体湍流速度,减少气泡周围液膜 厚度。有利于促进细胞的新陈代谢。 (5)泡沫和消沫剂由于培养基中蛋白质分子排在 气泡表面形成一层吸附膜,聚集成泡沫层之故 (6)添加诱导剂和抑制剂诱导酶诱导酶的合成, 诱导酶是该酶作用底物或者是其类似物。抑制剂促进 酶的形成。加入适量表面活性剂

（3）通气（供氧）临界氧浓度 。氧必须是溶解于培 养基中的氧 。 （4）搅拌 增加液体湍流速度 ，减少气泡周围液膜 厚度 。有利于促进细胞的新陈代谢。 （5）泡沫和消沫剂 由于培养基中蛋白质分子排在 气泡表面形成一层吸附膜，聚集成泡沫层之故 。 （6）添加诱导剂和抑制剂 诱导酶诱导酶的合成， 诱导酶是该酶作用底物或者是其类似物。抑制剂促进 酶的形成 。加入适量表面活性剂

第二节酶类药物的提取和纯化 生物材料的预处理 (一)动物材料的预处理 1、机械处理 用绞肉机绞,一般细胞并不破碎。有的酶必须细胞 破碎后才能有效地提取,在实验室常用的是玻璃匀浆 器和组织捣碎器。 反复冻融 冷到-10℃左右,再缓慢溶解至室温,如此反复多次 由于细胞中冰晶的形成,及剩下液体中盐浓度的增高, 能使细胞中颗粒及整个细胞破碎,从而使某些酶释放 出来

第二节酶类药物的提取和纯化 一、生物材料的预处理 （一）动物材料的预处理 1、机械处理 用绞肉机绞，一般细胞并不破碎 。有的酶必须细胞 破碎后才能有效地提取，在实验室常用的是玻璃匀浆 器和组织捣碎器。 2、反复冻融 冷到-10℃左右，再缓慢溶解至室温，如此反复多次。 由于细胞中冰晶的形成，及剩下液体中盐浓度的增高， 能使细胞中颗粒及整个细胞破碎，从而使某些酶释放 出来

3、丙酮粉 组织经丙酮迅速脱水干燥制成丙酮粉,不仅可减 少酶的变性,同时因细胞结构成份的破碎使蛋白质 与脂质结合的某些化学键打开,促使某些结合酶释 放到溶液中,常用的方法是将组织糜或匀浆悬浮于 00mo/L,pH6.5的磷酸缓冲液中,在0℃下一边搅 拌,一边徐徐倒入10倍体积的-15℃无水丙酮内,10 分钟后,离心过滤取其沉淀物,反复用冷丙酮洗几次 真空干燥即得丙酮粉。丙酮粉在低温下可保存数年

3、丙酮粉 组织经丙酮迅速脱水干燥制成丙酮粉，不仅可减 少酶的变性，同时因细胞结构成份的破碎使蛋白质 与脂质结合的某些化学键打开，促使某些结合酶释 放到溶液中，常用的方法是将组织糜或匀浆悬浮于 0.0lmol／L，pH6.5的磷酸缓冲液中，在0℃下一边搅 拌，一边徐徐倒入10倍体积的-15℃无水丙酮内，10 分钟后，离心过滤取其沉淀物，反复用冷丙酮洗几次， 真空干燥即得丙酮粉。丙酮粉在低温下可保存数年

(二)微生物的预处理 要是酶是胞外酶,则可除去菌体后再直接从发酵 液中吸附提取酶。但对胞内酶则需将菌体细胞破壁, 制成无细胞的悬液后再行提取。 菌体用生理盐水洗涤除去培养基后,应深冻保存。 干燥法,因为干燥常能导致细胞自溶,增加酶的 释放,从而在后处理中破壁不必太剧烈就能达到预期 目的。 1、干燥法:①空气干燥25~30℃②真空干燥还 原剂作保护剂③冷冻干燥对较敏感的酶宜用此法 2、机械法:常用的方法有研磨法,组织匀浆法,超 声波法,高压匀浆法等

（二）微生物的预处理 要是酶是胞外酶，则可除去菌体后再直接从发酵 液中吸附提取酶。但对胞内酶则需将菌体细胞破壁， 制成无细胞的悬液后再行提取。 菌体用生理盐水洗涤除去培养基后，应深冻保存。 干燥法，因为干燥常能导致细胞自溶，增加酶的 释放，从而在后处理中破壁不必太剧烈就能达到预期 目的。 1、干燥法： ①空气干燥 25～30℃ ②真空干燥还 原剂作保护剂 ③冷冻干燥对较敏感的酶宜用此法。 2、机械法：常用的方法有研磨法，组织匀浆法，超 声波法，高压匀浆法等