科技论坛 民营科技２０１５年第３期 谈制药工艺中的生物转化技术 杨素改 （秦皇岛紫竹药业有限公司，河北秦皇岛０６６０００） 摘要：近年来，生态环境污染的情况越来越严重，这为细菌和病毒的变异和进化提供了良好的环境，因此，导致人们所惠有的疾 病的种类也越来越多。为了更好的医治人们所患的疾病，医护人员不断的完善医疗设备，研发新型的药物，而在目前的制药行业中使用 最多的制药工艺就是生物转化技术，生物转化技术是使用微生物转化功能进行合成一些通过化学手段很难获得的物质，主要对制药工 艺中的生物转化技术进行介绍，希望能够促进制药技术的发展。 关键词：制药工艺；生物转化技术；微生物转化 随着人们生活水平的逐渐提高，人们对生活质量的追求也越来 时间内获得大量的培养物，缩短了植物细胞的生长周期，所以目前植 越高，但是，各种疾病的存在严重影响了人们的生活质量，而且随着经 物细胞已经成为与微生物同等重要的培养物质。另外，运用植物细胞 济的发展，生态环境污染的逐渐的加剧，各种有害物质不断的侵害人 转化的生物转化技术中生成一种只有少数微生物所含有的独特的酶， 体，使得人们所患疾病的种类不断的增加，许多疾病在当前的医疗水 这种酶的催化作用能够生成多种复杂的化合物，甚至是生成新的化合 平中仍然不能够根治，而且人们所服用的药物也会对＾、体产生影响， 甚至—些药物在服用过长时间后还会产生不良反应和抗药眭，因此， 为了生产出更加安全有效的药物，制药企业在药物提纯时采用了生物 转化技术，以此来获得更多的种类的药物。 １生物转化技术的涵义 １．１生物转化的定义。生物转化也叫做生物催化，指的是利用生物体 培养细胞或器官及细胞器等对外源化合物进行结构修饰而获得有价 值产物的生理生化反应，其本质是利用生物体系本身所产生的酶对外 源化合物进行酶催化反应。近年来，生物转化技术在制药行业中得到 了越来越广泛的应用，而生物转化技术能够超越其他的制药工艺成为 使用最多的制药技术就是因为生物转化技术有着更多的优点，更加适 合当前制药行业的需求。生物转化技术的有很多，首先，最重要的就是 生物转化的过程中的反应条件比较温和，不需要对其施以高温、高压、 灼烧等化学反应条件，只需要让生物或者细胞处于最适合的生存环 境，并给予一定的营养物质，使其正常的生存就可以。其次，生物转化 的过程能够将大部分的原料全部转化为理想中的产物，只有一小部分 会生成副产物，因此，生物转化技术的应用中物质利用率较高，浪费的 比例较小，更加的经济实惠。同时，生物转化技术的应用对生态环境造 成的污染程度较小，不像其他的化学反应在进行药品制备时会产生大 量的废液残留，对周围的环境造成影响，生物转化技术在应用中所使 用的大都是能够被生物体合成利用的物质，因此对周围环境的影响较 小。而且生物转化选择『生强，后期处理程序简单。最重要的是，利用生 物转化技术能够合成许多不能够通过化学合成的方法而合成的物质， 也能够合成出使用化学合成的方法很难合成出的物质，所以，使用生 物转化技术既能够丰富制药过程中的原材料，又能够简化合成的过 程，是一种经济实惠且方便的制药工艺Ⅲ。 １．２生物转化技术的特点。在生物转化技术的实际应用中，许多对生 物转化技术了解不多的人大都会将生物转化技术与生物合成技术混 淆，但是，生物转化技术和生物合成技术是不同的，生物合成是利用生 物细胞或者组织器官中所含有的酶将各种化合物合成在一起形成一 种新的化合物，而生物转化是利用酶将复杂的有机物分解成简单的化 合物，因此，生物转化技术在应用中主要是通过培养大量的生物细胞 或者组织器官，并从这些生物细胞和组织器官中提取制药时所需要的 酶，从而合成更多的化合物。因为众所周知，大部分的化合物在合成的 过程中都需要有酶催化才能够进行，酶能够将许多大分子的化合物分 解成小分子的化合物，但是，酶只存在生物体内，并且不同的生物体内 所拥有的酶的种类很多，用途也不尽相同，所以，就需要人工培养大量 的生物细胞从而提取人们所需要的酶。 目前在生物转化技术的应用中使用的最常见的培养细胞就是植 物细胞。植物细胞相对于动物细胞来说更能够适应实验室的生长环 境，在实验室中培养植物细胞只需要在培养皿中添加适当的养分和材 料就能够使植物细胞大量的生长，而且由于是在培养皿中生长的细胞 而不是真正的植物，因此植物细胞在生长的过程中没有限制，只要营 养物质足够植物细胞就能够一直分裂生长下去，如此一来就能够在短 物，这种化合物如果采用一般的化学方法来合成，将会大大提高研究 成本以及生成程序的复杂陛，因此，这种植物细胞催化的生物转化技 术中提取分离出酶的过程在新药研发和各种药物的生产过程中发挥 了极大的潜力，获得极大的肯定日ｏ ２生物转化与药物开发的应用 近年来，随着科学技术的迅速发展，制药技术也得到了很大的进 步，但是随着制药技术的进步，治疗的药物中存在的问题也越来越显 著，特别是对于外用药物来说，生产时所使用的化合物大部分都是手 性大分子，这些手陛有机物质对映体在人体内的药理活性、代谢过程 及毒性存在显著的差异。因此，使用具有手陛因素的有机物质生产的 药物虽然能够很陕的治疗患者的疾病，但是，对＾体有很大的影响，如 何解决具有手眭因素的有机物质生产的药物对人体的影响成为医药 行业的首要问题，特别是在美国公布的手ｌ生药物指导原则更加加快了 从头开始开发单一异构体药物或利用外消旋体转换技术从已有的药 物中开发单一异构体药物的步伐。不对称合成技术是该手陛药物制备 的关键技术。而这种不对称合成技术一直以来都是采用化学合成方 法，不但增加研究成本，而目使得研发程序更加复杂，增加了研发人员 的难度。因此，很多从事化学合成的学者和专家开始对微生物催化技 术和酶的种类及应用产生了浓厚的兴趣，从而使得生物催化转化技术 成为药品制备中关键的不对称合成技术。生物转化技术能够成为替代 传统的不对称化学合成技术的主要原因是生物转化技术的各方面的 性能优于传统的不对称化学合成技术，首先生物转化技术只需要在培 养皿上培育出大量的植物细胞和微生物，并对植物细胞和微生物进行 筛选，选择对物质转化率最高的细胞和微生物进行大量培养，提高目 标产物的生产率，同时对周围环境的污染程度较小，且反应条件比较 温和，不需要额外的施加反应条件，是目前来说比较经济实惠的制药 工艺之一。 ３组合生物催化与新药发现 组合生物转化是由生物转化技术演变而来的一种制药工艺，组 合生物转化是指利用生物体内功能特殊的微生物或者酶对有机物质 进行组合转化，并从侧面引导化学反应的转化方向，得到人们想要的 目标产物，减少副产物的产生，组合生物转化能够将已经发现有机物 转变为新型的对治疗更有用处的衍生物，同时，还能够将简单的小分 子化合物合成为大分子的复杂的化合物，对于促进医药行业的发展有 着重要的作用。 综上所述，制药工艺中的生物转化技术是一种经济实惠的制药 工艺，而且对生态环境的污染较小，同时还能够促进医药行业的发展， 有利于更好的治疗患者的疾病，减少服药后的不良反应，保证人们的 身体健康。 参考文献 ［１】陆丛笑，岳旺，陈洪章，等．生物质能源转化技术与应用——生物质 的生物转化技术原理与应用 ．生物质化学工程，２００８（４２）：４６． 【２】汤亚杰，李艳，徐小玲，等．天然活性先导化合物生物转化『Ｊ１．中国生 物工程杂志，２００７（２７）：１９８．