摘要:通常来讲,医药对于保证民众的身体健康有着极为关键的作用。与此同时,随着生物转化技术的不断发展与完善,使得其在医药领域中发挥的作用日益重要,特别是在药物中间体制备以及新药筛选等方面有着极为重要的作用。鉴于此,本文将对制药工艺中的生物转化技术的研究加以阐述,以供参考。
关键词:制药工艺;生物转化技术;研究
引言
目前,随着现代化科学技术的发展,为生物转化技术的出现奠定了坚实的技术基础,并且在制药工艺中,生物转化技术在其中的作用越来越重要。对于生物转化技术而言,合理的对生物转化技术加以应用,可以有效的制备出高等植物细胞中的次级代谢产物含量很低,并且难以利用化学合成方式而得到的产物,对于提升制药工艺水平的提升有着极为重要的作用。
一、生物转化技术的概述
1、生物转化的具体含义
生物转化同样也可称之为生物催化,其主要指的是将结构修饰手段作用在生物体培养细胞或者器官及细胞器等对外源化合物中,以此来得到有价值产物的生理生化反应。其中,生物转化的实质是在生物体系本身所产生酶的作用下,来对外源化合物进行酶催化反应。另外,与生物合成相比,生物转化与之存在较多不同的地方,并且生物合成存在更加复杂的过程,同时需要整合机体中简单的底物、个体的器官和细胞等,而在生物转化过程中,其只需将有机体分解为简单的有机个体。对于生物转化而言,其主要的优势是可以完成传统化学反应所无法产生的反应,并且生物转化的反应条件与化学反应相比,前者反应条件具有更强的选择性和专一性,同时反应条件会比较温和,有助于降低生成副产物的数量和种类,避免给环境带来严重的污染问题,而且生物转化后的处理流程更加简易。
2、生物转化技术的具体特征
一般来说,与化学反应所用的催化剂不同,植物细胞是生物转化技术常用的催化剂形式。其中,对于生物转化技术而言,其主要包括以下两方面特征形式,即:(1)在实验室环境中,植物细胞可以进行生长;(2)生物转化技术具有较高的重现性。在一定允许条件下,植物细胞可以表现出无限制生长的状态,并且大量的培养物可以生长阶段产生出来,以此来将养分和原料用来给生物的生长与繁殖,有助于将生物的生长周期进行缩短,为接下来试验的顺利完成奠定必要的基础。另外,大量的酶会在植物细胞生长过程中出现,并在生物转化中可以对这些产生出来的酶进行有效的利用,有助于有机化合物可在酶的催化作用下得以合成。相比于传统生物转化技术,植物细胞转化技术可以有效的改善传统生物转化技术酶种类单一以及转化周期长等弊端。除此之外,植物细胞转化技术的运用,其可以通过生成特殊的酶来实现合成特殊化合物的目的,例如,生物碱、类固醇以及芳香族化合物等,从而使得药物的成效可以获得大幅度的提升。
3、生物转化的基本分类
对于生物转化技术来讲,其主要通过酶催化作用来进行与合成有关的一系列反应,所以其中所涉及的专业以及内容相对较多,并且呈现出具有多样性的类型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中,生物转化所表现出的类型主要有羟基化、糖基化、醇和酮的氧化还原反应、水解反应和环氧化作用等五种类型。与此同时,由于植物细胞培养物存在水解部位和立体特异性羟基碳双键的功能,所以植物细胞的培养物对分子中的不同位置存在一定选择性和专一性,从而可对其进行选择性的氧化外源底物。对比羟基化与糖基化反应,外源化合物的理化特性和生物活性的改变在糖基化反应下表现出更大的改变程度,其中,特征改变最显著的特征便是化合物的溶解性出现改变,例如,化合物的不溶性向水溶性出现了转变,但是化学反应或者微生物培养难以对化合物的溶解性进行改变。醇和酮的转化主要对选择性氧化起到更大的作用,而水解反应的优势体现在可以消除外消旋乙酸盐的光学鉴定。
二、生物转化和药物开发的联系
在医药领域中,新技术的更新速度逐渐加快,从而导致暴露出了其它治疗外用药物的弊端。其中,化学合成方法便是非对称合成技术的本质,可在一定程度上增加新药研发的难度以及成本。因此,作为研究者而言,利用最少的投资来换取最大的利益已经成为今后研究的主要目标,从而为生物转化技术的出现创造了机遇,并且由于其具有高转化率、专一性以及污染小等优势,也在一定程度上为生物转化技术的发展起到了推动作用。
三、组合生物转化促进了新药研发
对于组合生物转化方法来讲,此方法是一种更加有效且简单的合成方法。所谓组合生物转化法,指的是利用不小于两种,且具有特殊转化能力的微生物或酶,来组合或者转化同一种底物,以便最终实现获得一种化学结构多样性物质的目的。组合生物转化法的实质是在已知的化合物中寻找新型的衍生物。此外,生物体之所以存在复杂的结构以及多样性,主要在于自然界中各种酶的作用,并且由于酶的作用可以在相对适宜的环境下发挥出来,所以为通过酶的作用而在生物体在合成衍生物创造了条件。生物转化合成化合物的优点为:(1)具有较为宽泛的反应条件;(2)极强的选择性,可以实现立体选择以及区域选择;(3)反应流程简单,不用将特殊的保护在反应基因中实施;(4)有助于实现自动化或者一步化重现;(5)稳定的结构变化,同时对易变结构有保护作用;(6)催化剂用量可大幅度降低;(7)可反复利用催化剂,降低反应成本;(8)反应产物可以被降解。鉴于生物转化技术的诸多优点,使得其在药物制备过程中有着广泛的应用。
四、结语
综上所述,在药物的研制与开发过程中,生物转化技术在其中可以起到两方面的作用,即:(1)中间体的合成作用。在合成部分药物过程当中,仅依靠基本的化学反应无法获得相对复杂的有机物,然而,在生物转化技术的帮助下,药物制备过程中所需要的中间体可以有效的合成出来。另外,与化学方法相比,生物转化技术的应用成本较为低廉。(2)拆分与转化消旋化合物,并且可讲复杂构型药物分析转变为单一的药物分子。因此,鉴于生物转化技术在制造过程中有着越来越重要的作用,所以对生物转化技术加以持续的关注是很有必要的,对于我国制药行业的发展有着关键意义。
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论文作者:徐科玉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签:生物论文; 技术论文; 化合物论文; 作用论文; 药物论文; 细胞论文; 组合论文; 《基层建设》2018年第20期论文;