蘭國(guó)棟 翟培正 王軍程

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，制藥業(yè)的發(fā)展前景非?？陀^。其原因在于，中國(guó)目前的藥品許可范圍正在逐步擴(kuò)大，越來越多的制藥公司在不同類型的藥品上投入更多的資金和努力。未來，中國(guó)制藥業(yè)的發(fā)展道路不是單一的，而是有很多選擇。它可以被仿造，并且可以繼續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，只有找到最適合你的發(fā)展道路，才能長(zhǎng)期發(fā)展。

關(guān)鍵詞：制藥;生物催化;應(yīng)用研究

引言：

當(dāng)今社會(huì)中，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力是高科技技術(shù)的進(jìn)步，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。工業(yè)發(fā)展中占據(jù)較高的地位，所以想要發(fā)展化學(xué)制藥，就應(yīng)該重視生物催化技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。因此，將醫(yī)藥學(xué)和生物學(xué)兩個(gè)專業(yè)的知識(shí)進(jìn)行有效融合起來，并緊密的聯(lián)系在一起，促進(jìn)生物催化技術(shù)的成熟。

一、生物催化技術(shù)的簡(jiǎn)介

1、生物催化技術(shù)

微生物通常用作生物催化技術(shù)中的催化劑，因?yàn)樗鼈兎N類繁多，并且生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)中常用的酶種類繁多。此外，除了上述優(yōu)點(diǎn)外，微生物也非常適應(yīng)。在大多數(shù)情況下，它們用于極難反應(yīng)的化學(xué)藥物生產(chǎn)過程中。微生物的結(jié)構(gòu)組合也非常簡(jiǎn)單，因此在制備相對(duì)不穩(wěn)定的化合物時(shí)優(yōu)選微生物。該化合物在生物催化技術(shù)的作用下具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）生物催化技術(shù)可以增加化合物反應(yīng)產(chǎn)物的范圍。（2）生物催化技術(shù)的使用可以加速生物反應(yīng)，在反應(yīng)過程中不加保護(hù)，可以在簡(jiǎn)單快速的步驟中完成。（3）還可以進(jìn)一步加快化學(xué)藥品生產(chǎn)過程立體和區(qū)域選擇范圍的實(shí)現(xiàn)。（4）由于生物催化技術(shù)產(chǎn)生的反應(yīng)條件比其他條件溫和，這有利于在一定程度上穩(wěn)定相對(duì)復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。（5）生物催化技術(shù)的特點(diǎn)是完全無污染，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何的危害，有利于環(huán)境保護(hù)，而且它還可以直接用于環(huán)境中的降解。

2、生物催化技術(shù)的特點(diǎn)

首先，它具有底物特異性。催化鏈中的酶的特征在于特異性，即酶只能催化特征底物。高選擇性是生物催化技術(shù)的一個(gè)重要特征，可以在一定程度上保證產(chǎn)品在手性化合物等精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)中的特異性，使生物催化技術(shù)可以合成手性活性藥物成分。充分發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。另外，它的反應(yīng)速度很快。為了引起化學(xué)反應(yīng)，必須使反應(yīng)物分子通電并處于激發(fā)態(tài)，并且催化劑可以有效地降低活化能以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)。與無機(jī)催化劑相比，酶具有固定特征，其能夠重復(fù)循環(huán)催化劑。通常，酶的固定是這樣一種技術(shù)，其中水溶性酶通過化學(xué)或物理手段固定在固體材料上，保持其獨(dú)特的催化活性，并且可以回收再循環(huán)。第五，生物催化劑可以在環(huán)境中完全降解。

二、生物催化技術(shù)在制藥中的具體應(yīng)用分析

1、阿伐他汀在制藥中的應(yīng)用

阿伐他汀外觀為白色針狀結(jié)晶或粉末。藥理作用：調(diào)節(jié)血脂，改善胰島素抵抗。其中，降低TG的效果很強(qiáng)。該藥物的生產(chǎn)需要使用6-氰基-3和5-叔丁基乙酸酯叔丁酯。大多數(shù)這些材料是由美國(guó)公司使用生物催化技術(shù)制備的。在生產(chǎn)這些物質(zhì)的過程中，美國(guó)公司需要使用優(yōu)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)酶的開發(fā)。通過在生產(chǎn)中應(yīng)用各種酶，它們不僅提高了活性，而且提高了化學(xué)反應(yīng)的選擇性和穩(wěn)定性。兩種主要的化學(xué)反應(yīng)是：氰化和生物催化氯化。前一反應(yīng)通過優(yōu)化酶和氯酮來催化反應(yīng)。后一反應(yīng)是用于新的生物催化氯化反應(yīng)的第三優(yōu)化酶，其條件較溫和。從這些化學(xué)反應(yīng)可知，酶可以通過生物催化作用增加還原反應(yīng)的體積比。通過這種方法，化學(xué)藥品的生產(chǎn)率得到了很大提高，產(chǎn)量也有所增加。

2、西他列汀游離堿在制藥中的應(yīng)用

該藥物西格列汀游離堿最初由美國(guó)的微生物催化公司和德國(guó)相關(guān)公司共同生產(chǎn)。在該藥物的生產(chǎn)中，酶是生產(chǎn)西他列汀游離堿主要的催化劑，R型結(jié)構(gòu)的氨基酸在酶催化劑中存在一定活性，因?yàn)榘泵复呋瘎┑慕Y(jié)構(gòu)性質(zhì)和西他列汀結(jié)構(gòu)性質(zhì)存在相似的結(jié)構(gòu)。美國(guó)微生物催化公司改變酶催化劑后，實(shí)現(xiàn)了在酶中加氫的方法。這種反應(yīng)有直接性的特點(diǎn)，并且反應(yīng)過程的反應(yīng)物都很簡(jiǎn)單，操作步驟也很方便。金屬類的催化劑可以不使用，因此很多制造企業(yè)都采用這種反應(yīng)方法。

3、相關(guān)催化劑在制藥中的應(yīng)用

目前，生物催化技術(shù)在我國(guó)生物技術(shù)的發(fā)展中越來越受到重視，尤其是化學(xué)物質(zhì)中酶和微生物的合成。同時(shí)，應(yīng)用酶和微生物?；瘜W(xué)藥品生產(chǎn)的應(yīng)用也越來越普遍。在化學(xué)制藥過程中，微生物和酶的催化作用主要用于從根本上提高化學(xué)藥物的反應(yīng)效率，隨著反應(yīng)效率的提高，化學(xué)品質(zhì)量得到提高。目前，最廣泛使用的合成技術(shù)也是一種合成技術(shù)。在應(yīng)用過程中，由于沒有高壓加氫操作和使用金屬催化劑，環(huán)境不會(huì)受到損害，并且生產(chǎn)過程也更加簡(jiǎn)單。在化學(xué)藥學(xué)中，使用酶進(jìn)行生物催化可以促進(jìn)其他藥物的合成。還有許多酶催化方法已廣泛用于生產(chǎn)各種精細(xì)化學(xué)品如手性藥物和農(nóng)藥，并且存在快速發(fā)展的上升趨勢(shì)。

4、普瑞巴林在制藥中的應(yīng)用

普瑞巴林是由美國(guó)輝瑞公司采用生物催化技術(shù)生產(chǎn)的，主要是基于蛋白質(zhì)工程技術(shù)的酶水解，即水解酶選擇性水解S-2-竣乙基-3氰基5-甲基乙酸鉀鹽酸，在溫和條件下進(jìn)行一系列水解反應(yīng)后，最終得到普瑞巴林。在該反應(yīng)中，首先，進(jìn)行2-吲哚乙基-3-氰基-5-甲基乙酸的脂肪酶選擇性水解，然后得到2-吲哚乙基-3-氰基-5-甲基乙酸。以鉀鹽為原料，以2-吲哚基乙基-3-氰基-5-甲基乙酸鉀鹽為原料制備普瑞巴林，最終收率達(dá)到40%。美國(guó)公司借助于蛋白質(zhì)的工程技術(shù)改造，最終實(shí)現(xiàn)了最佳的蛋白質(zhì)工程成效，并通過利用水解酶反應(yīng)生產(chǎn)出了普瑞巴林。在這種生物催化技術(shù)應(yīng)用下的化學(xué)制藥工藝流程中，脂肪酶對(duì)甲基乙酸、氰基等的鉀鹽進(jìn)行了水解，同時(shí)其還能夠作為化學(xué)合成原料制成普瑞巴林，回收率可達(dá)40%，ee值則達(dá)到了99.5%。生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用，所涉及到的藥物種類很多，如止痛藥品、抗生素、抗癌藥品等。

三、生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的應(yīng)用前景

生物催化技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)人類的繁榮發(fā)展，所以將自然領(lǐng)域中廣泛存在的各種生物催化過程融入到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，可以切實(shí)發(fā)揮生物催化技術(shù)的功能與作用。從本質(zhì)上講，生物催化不但取決于是否可以尋求到能同反應(yīng)物有機(jī)結(jié)合并可以發(fā)生一系列催化作用的生物酶，而且還取決于化學(xué)合成中的生物催化等工藝路線。然而，與其他種類的化工產(chǎn)業(yè)相比，化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)的規(guī)模相對(duì)較小，在純度方面的要求也比較高，且依賴其他工藝進(jìn)行生產(chǎn)的難度較大。因此，生物催化技術(shù)的第一目標(biāo)就是在化學(xué)制藥中的應(yīng)用。所以，從某種程度上講，并非是化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)對(duì)生物催化技術(shù)進(jìn)行選擇，相反卻是生物催化技術(shù)原本就適用于在化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)。由此可見，生物催化技術(shù)在化學(xué)制藥中的不僅具有巨大的發(fā)展空間，而且應(yīng)用前景十分廣闊?？偠灾?，生物催化技術(shù)已成為新時(shí)代化學(xué)制藥的主要構(gòu)成部分，生物催化與化學(xué)制藥的有機(jī)結(jié)合也將是未來的發(fā)展主流。加之越來越稀缺的資源，使得提升資源利用率，降低資源損耗與環(huán)境污染等成為各個(gè)國(guó)家高度重視的研究難題。但是隨著制藥中生物催化技術(shù)的應(yīng)用，未解決此類問題提供了重要的途徑，為整個(gè)制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了全新的活力。

四、結(jié)語

總而言之，生物催化技術(shù)已成為當(dāng)前化學(xué)藥品的重要組成部分。生物和化學(xué)相關(guān)藥物結(jié)合起來共同在藥物創(chuàng)新中發(fā)揮作用也越來越成為主流，并且資源的越來越稀缺也迫切要求能夠提高資源的利用率，提高循環(huán)利用，減少環(huán)境污染。生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和應(yīng)用為這一問題提出了新的解決方案。微生物用于催化使得生物化學(xué)品的組合越來越緊密，并且生物學(xué)方法在化學(xué)藥劑學(xué)中的應(yīng)用正在增加，生物催化技術(shù)為化學(xué)藥劑帶來了新生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王軍.淺談制藥中的生物催化技術(shù)的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（29）：192-193.

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

[3] 王德新.制藥中的生物催化技術(shù)運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2016（10）：72.

（作者單位：臨沂大學(xué)）