Cong Nghe Enzym Duoc 2014
Transcript of Cong Nghe Enzym Duoc 2014
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
1/63
Công nghệ Enzym - Protein- Đại cương- Xúc tác sinh học
- Enzym cố định
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
2/63
Đại cương
Công nghệ
enzym: ứ ng dụng enzym hoặc xúc tác sinhhọc để
tạo ra sản phẩ m hay dịch vụ
Ứ ng dụng của enzym
Công nghiệp:
Thự c phẩ m: Làm bánh mì, rượu bia, các sản phẩ m sữ a
Tẩ y rử a: protease, lipase
Xử
lý tinh bột: các amylase, isomerase, CGTase
Dệt-da: amylase, lipase, cellulase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
3/63
Đại cương
Ứng dụng của enzym
Y Dược
Trợ
tiêu hóa: amylase, protease
Chẩ n đoán: Alcol dehydrogenase, Cholesterol esterase,Creatinase
Đi ều trị: Asparaginase, Uricase, Streptokinase
Hóa dược: Ibuprofen, Salbutamol…
Nghiên cứ u: Endonuclease, RNase, DNase, Polymerase,
Ligase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
4/63
Nhu c ầu sử
dụng enzym
Chỉ
tiêuCôngnghiệp Phân tích Dược phẩm
Lượng sử
dụng Tấ n Milligam
gam Milligam
gam
Độ
tinh
khiế t
Không tinh
khiế t
Tinh thể
tinh
khiế t
Tinh thể
tinh
khiế tNgu ồngố c
Vi sinh vật,thường ngoạibào
Vi sinh vật,động vật, thự cvật, thườngnội bào
Vi sinh vật,động vật, thự cvật, thườngnội bào
Giá
sảnxuấ t
Thấ p Trung bình Cao
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
5/63
Khái niệm xúc tác sinh học
Enzym là
chấ t xúc tác của các quá
trình sinh học
Bản chấ t là
protein
Giúp phản ứ ng đạt được điể m cân bằng nhanh hơn
Giúp phản ứ ng xảy ra nhanh hơn trong đi ều kiện bình
thường v ề
áp suấ t, nhiệt độ, pH
Enzym không thể
xúc tác PƯ với sự thay đổi nănglượng tự
do không thuận lợi trừ khi PƯ đó
song hànhvới một PƯ có
sự thay đổi năng lượng tự
do thuận lợi
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
6/63
Công nghệ
enzym hiện đại
Hóa học protein
Lý sinh phân tử
Sinh học phân tử
Cấ u trúc, hoạt động của protein-enzym
Can thiệp để thay đổi phân tử
protein-enzym –
côngnghệ
protein (protein engineering)
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
7/63
Xúc tác sinh học
Tính chọn lọc cao
Chọn lọc theo vị
trí
nhóm hóa học
Chọn lọc không gian
Hoạt động trên cơ chấ t đa dạng
Hoạt động được trong môi trường không phải là nước
Khả năng đảm nhận lượng cơ chấ t cao
Có độ
b ền đủ
cao
Tính kinh tế
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
8/63
Tính chọn lọc theo vị
trí
N N
N
N
OCH3
NH2O
OHHO
HO N
N N
N
OCH3
NH2O
OHHO
O
CH3O 5'vinyl acetat
C. antarcticalipase
Dẫn xuất Purine (Nelarabine) Sản phẩm acyl hóa
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
9/63
Tính chọn lọc không gian
COOCH3
H3CO
COOH
H3CO
COOCH3
H3CO
lipase
H2O
+
(R,S)-naproxen methyl ester
(S)-naproxen
(R)-naproxen methyl ester
Lipase từ
Candida rugosa
Lipase từ
Aspergillus niger
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
10/63
Xúc tác sinh học
Tính chọn lọc cao
Chọn lọc theo vị
trí
nhóm hóa học
Chọn lọc không gian
Hoạt động trên cơ chấ t đa dạng
Hoạt động được trong môi trường không phải là nước
Khả năng đảm nhận lượng cơ chấ t cao
Có độ
b ền đủ
cao
Tính kinh tế
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
11/63
Hoạt động trên cơ chấ t đa dạng
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
12/63
Hoạt động trên cơ chấ t đa dạng
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
13/63
Xúc tác sinh học
Tính chọn lọc cao
Chọn lọc theo vị
trí
nhóm hóa học
Chọn lọc không gian
Hoạt động trên cơ chấ t đa dạng
Hoạt động được trong môi trường không phải là nước
Khả năng đảm nhận lượng cơ chấ t cao
Có độ
b ền đủ
cao
Tính kinh tế
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
14/63
Sản xuấ t enzym -
Ngu ồn nguyên liệu
Chiế t tách
Động vật
Thự c vật
Lên men
Vi sinh vật
Nuôi cấ y tế
bào
Công nghệ
gen
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
15/63
Sản xuấ t enzym -
Ngu ồn nguyên liệu
Chiế t tách từ
mô: lysozym, papain, bromelin, …
Lên men b ề
mặt: amylase, protease nấ m mố c
Lên men chìm: các enzym dùng trong công nghiệp,phân tích và
y học
Qui mô lớn: enzym thô dùng trong công nghiệp
Qui mô nhỏ: enzym dùng trong y học
Chủng được chọn lọc thông qua biế n đổi di truy ền
Tăng hoạt tính
Tính ổn định
Nhiệt độ, pH
Chuyể n gen sản xuấ t enzym vào các ký chủ
dễ
nuôi cấ y
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
16/63
Phương pháp sản xuấ t -
Tổ ng quát
Chuẩn bị
nguyên liệu
Chiết tách
Cô đặc
Tinh chế
Hoàn chỉ nh sản phẩm
•
Loại bỏ
mô tạp•
Phá
vỡ
tế
bào
•
Ly tâm, lắng•
Tủa bông•
Lọc
•
Bay hơi•
Tủa•
Siêu lọc
•
Kết tinh tr ực tiếp
•
Sắc ký•
Hấp phụ
•
Cô đặc
•
Kết tinh•
Đông khô• Ổn định
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
17/63
Chuẩn bị
nguyên liệu sinh học
Cơ quan động vật
Loại chấ t béo và
mô liên k ế t trước khi đông lạnh
Bảo quản lạnh đế n khi đủ
mẫu để
xử
lý
Nghi ền mẫu và enzym được chiế t với dung dịch đệm, hoặcdùng enzym để
phá
vỡ
tế
bào
Nguyên liệu thự c vật
Thự c vật có
thể được nghi ền và
chiế t với dung dịch đệm.
Tế
bào cũng có
thể được phá
vỡ
bằng enzym.
Vi sinh vật
Ngoại bào: tách tế
bào ra khỏi dung dịch lên men.
Nội bào: phá
vỡ
tế
bào
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
18/63
Phá vỡ tế bào
Các thành phần của thành tế bào:
Peptidoglucan, phospholipid, lipoprotein, liposaccharid
Sắp xếp các thành phần của thành tế bào
VK Gram + có lớp peptidoglucan dày hơn VK Gram –
Tế bào nấm men có lớp polyphosphoryl mannan vàglucan dày
Lipopolysaccharides +proteins
Cell membrane
Cell wall Peptidoglycan
Cell membrane
Periplasm
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
19/63
Các phương pháp phá
vỡ
tế
bào
Áp suấ t cao (Manton
-
Gaulin, French-press)
Nghi ền (máy nghi ền bi)
Siêu âm
Làm khô (đông khô, dung môi hữ u cơ)
Ly giải:
Vật lý: đông lạnh, số c thẩ m thấ u
Hóa học: chấ t tẩ y, kháng sinh
Enzym: lysozyme
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
20/63
Phá vỡ tế bào – Áp suất cao
French-press
Áp dụng: ở quy mô nhỏ
Cơ chế: Sự thay đổi áp suất đột ngột
Áp suất: 10.000 –
50.000 psi
Manton
-
Gaulin
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
21/63
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
22/63
Phá vỡ tế bào –
Siêu âm
Áp dụng: thường dùng trong PTN
Cơ chế: các bọt khí được tạo ra dưới tác dộng củasóng siêu âm
Tần số: >18 KHz, thông thường 20-50 KHz.
Cell suspension
Ultrasound tip
Ultrasoundgenerator
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
23/63
Phá vỡ tế bào – PP khác
Làm khô (đông khô, dung môi hữ u cơ)
Ly giải:
Vật lý: đông lạnh, số c thẩ m thấ u
Hóa học: chấ t tẩ y, kháng sinh
Enzym: lysozym
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
24/63
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
25/63
Sản xuấ t enzym -
Chiế t tách
Tách dịch enzym ra khỏicác ph ần khác
Lắng
Ly tâm liên tục
Lọc
truy ền thố ng
lọc áp suấ t, lọc chân không
lọc chả y qua (cross-flow
filtration).
Phương pháp k ế t bông
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
26/63
Cô đặc
Bay hơi
Cơ chế: nhiệt độ thấp để bay hơi
Bề mặt bay hơi, khuấy tr ộn
K ế t tủa
Siêu lọc (MWCO)
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
27/63
Cô đặc – K ế t tủa
Muố i:
N ồng độ muố i cao tác động lên các phân tử nước bao quanh
protein, thay đổi lự c t ĩ nh điện
Dung môi hữ u cơ: giảm hằng số lưỡng cự c của MT nước
Polymer
Điể m đẳng điện
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
28/63
Cô đặc – Siêu lọc
10.000 đế n 1.000.000
MWCO
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
29/63
Tinh chế
K ế t tinh
Điện di
Sắc ký
Loại sắc ký Nguyên lý Tách theo
Hấ p phụ Liên k ết bề
mặt Ái lực bề
mặt
Phân bố Cân bằng phân bố Tính phân cựcTrao đổi ion Liên k ết ion Điện tích
Lọc gel Khuếch tán lỗ Kích thướ c và
hình dạng phân tử
Ái lực Hấ p phụ đặc hiệu Cấu trúc phân tửK ỵ nướ c Tươ ng tác k ỵ nướ c Cấu trúc phân tử
Đồng hóa tr ị Liên k ết đồng hóa tr ị Tính phân cực
Đánh bắt ion kimloại
Sự
thành lậ p phức Cấu trúc phân tử
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
30/63
Tinh chế – Sắc ký
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
31/63
Nguyên lý Sắc ký
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
32/63
Chọn Phương pháp sắc ký
GF = Lọc gel AC = Sắc ký Ái lực
IEX = Sắc ký Trao đổi IonHIC = Sắc ký Tương tác kỵ nướcRPC = Sắc ký Pha đảo
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
33/63
Ví
dụ
tinh chế
amylase bằng hấ p phụ
Dịch Enzym thô
Phức Enzym Alginat natri
Tủa Enzym Alginat Calci
Dịch Enzym tinh
•
Natri alginat
•
Calcium chlorid•
Lọc lấy tủa
•
Phản hấp phụ
•
Lọc lấy dịch
Dịch tạp chất
Alginat Calci
Sản phẩm amylase
•
Cô đặc
•
Thẩm tích
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
34/63
Ví
dụ
sản xuấ t Taq polymerase
Thermus aquaticus
hay E.coli tái tổ
hợpMôi tr ường
Lên men
Thu tế
bào
Phá
tế
bào
Tủa (NH4
)2
SO4
Thẩm phân
Cột DEAE
Cột Hydroxyapatide
Cột DEAE
Cột phosphocellulose
Taq polymerase tinh khiết
Môi tr ường thừa
Xác tế
bào
Dịch nổi
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
35/63
Enzym cố định
Là enzym được định vị
trong không gian xác định
Lịch sử
phát triể n
Giai đoạn đầu (1916–1950),
Giai đoạn phát triể n (1960-1980),
Giai đoạn thiế t k ế
hợp lý (1990–nay)
Ổn định trong dung môi hữ u cơ
Phương pháp tinh thể
enzym liên k ế t chéo (cross-linkedenzyme crystals -
CLEC)
K ế t hợp các chấ t mang với nhau.
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
36/63
Enzym cố định
Ư u điể m
Enzym có
thể được sử
dụng lặp lại nhi ều l ần
Chế
phẩ m b ền hơn enzym tự
do
Enzym cố định có
tố c độ
phản ứ ng lớn, dễ
tổ
chứ c sảnxuấ t ở
mứ c độ
tự động hóa cao.
Nhờ
sự
cố định mà
enzym không lẫn vào sản phẩ mcuố i
Enzym cố định bảo quản tố t hơn enzym tự
do cùng loại
Nhược điể m
Giảm hoạt tính của enzym so với ban đầu.
Cản trở
v ề
không gian do liên k ế t với chấ t mang làmhạn chế
sự
tiế p xúc giữ a enzym và cơ chấ t.
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
37/63
Enzym cố định
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
38/63
V ật liệu cố định
Chấ t mang phải rẻ
ti ền, dễ
tìm hoặc dễ
tổng hợp
Chấ t mang phải có
tính cơ lý ổn định
Chấ t mang phải b ền vữ ng v ề
mặt hóa học, không hòatan trong môi trường phản ứ ng.
Chấ t mang phải có diện tích b ề mặt lớn
Có
khả năng trương nở trong môi trường
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
39/63
Các phương pháp cố định enzym
Đặc tính
Phươ ng pháp liên k ết vớ i chất mang Phươ ng pháp khác
Hấp phụ
vật lýLiên k ết
ion
Liên k ếtđồng hóa trị
Liên k ếtchéo
Bắt giữ
K ỹ
thuật Dễ Dễ Khó Khó Khó
Hoạt tính enzym Thấ p Cao Cao Trung bình Cao
Tính đặc hiệu cơ
chất
Không đổi Không đổi Thay đổi Thay đổi Không đổi
Lực liên k ết Yếu Trung bình
Mạnh Mạnh Mạnh
Khả năng tái cố
định
Có
thể Có
thể Không Không Không
Khả năng ứng dụng Thấ p Trung bình
Trung bình Thấ p Cao
Chi phí
cố định Thấ p Thấ p Cao Trung bình Thấ p
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
40/63
Cố định thuận nghịch
E
E
Hấ p phụ
E+ -
E+ -
E+ -
Liên k ết ion
E
E
E
Liên k ết ái lực
Liên k ết ion kim
loại hoặc chelate
EMe-
EMe-
E
ES S
ES S
ES
E
Liên k ết disulfit
Me-
S
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
41/63
Cố định không thuận nghịch
E
E
E
Liên k ết đồng hóa tr ị
E E
EE
Bắt giữ
EE
E
E
E
E
E
Tạo vi hạt bao
E
E
E
E
E
E
E
Liên k ết chéo
Ứ à
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
42/63
Ứ ng dụng enzym trong ngành dược
Liệu pháp enzym
Enzym trong sản xuấ t thuố c
ệ ằ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
43/63
Trị
liệu bằng enzym
Thay thế
enzym do bệnh di truy ền
Thay thế
enzym do một bệnh mắc phải
Cung cấ p tác dụng sinh học đặc hiệu
Dùng trong đi ều trị
hỗ
trợ
khi phố i hợp vớicác liệu pháp khác, hay để
giải độc máu hay
mô.
ệ á ê ầ ủ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
44/63
Liệu pháp enzym -
Yêu c ầu của enzym
Phải đế n được vị
trí
tác động của chúng trong cơ thể
hay mô.
Phải có
hoạt tính ở đi ều kiện môi trường tại nơi tác động.
Đủ
b ền để
có được các thông số dược động học c ần thiế t
Độ
tan thỏa mãn yêu c ầu nế u được dùng theo đường tiêm bắphay dưới da.
Độ
tinh khiế t đủ
cao
Có
hiệu quả đi ều trị
dự a trên hoạt tính đặc hiệu của enzymđược dùng. Hiệu quả
của liệu pháp phải được chứ ng minh
An toàn đố i với bệnh và
chỉ định đi ều trị
Dạng sử
dụng thuận tiện
á ấ đề ủ h ố i
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
45/63
Các vấ n đề
của thuố c protein
Không ổn định
Sinh khả
dụng
Tính thấ m tế
bào
Tính chấ t gây miễn dịch
Phản ứ ng dị ứ ng
Sản xuấ t và
kiể m định
Lợi thế
Ít tác dụng phụ hơn
Thời gian phát triể n ngắn
Tỷ
lệ
thành công khi xin cấ p phép cao
há h hứ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
46/63
Thách thứ c
Cải thiện tính ổn định
PEG, liên k ế t chéo
Đẳng điện, ư a nước,ít hoạt động
Bao bảo vệ
Cải tiế n phân tử
Thá h hứ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
47/63
Thách thứ c
Giảm tính miễn dịch
Định hướng đặc hiệu
Khả năng xuyên màng tế
bào
N ồ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
48/63
Ngu ồn enzym
Chiế t xuấ t -
Tinh chế :
Không phải người: nấ m, vi khuẩ n, động vật, thự c vật
Gây miễn dịch
Dùng ngoài
Người: yế u tố đông máu, urokinase…
Giới hạn công suấ t, nguyên liệu hạn chế
Nhiễm virus và
các yế u tố
gây bệnh khác
Tái tổ
hợp
Sử
dụng gen người tái tổ
hợp trong tế
bào khác
Cải thiện hoạt tính, đặc điể m thông qua cải tiế n trình tự
Hệ thố ả ất
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
49/63
Hệ
thố ng sản xuấ t
Nuôi cấ y tế
bào người – động vật
Chấ t lượng tố t
Năng suấ t giới hạn
Nhiễm virus
Nấ m men
Thự c hiện được một số
biế n đổi hậu dịch mã
Vi khuẩ n
Năng suấ t cao
Không thự c hiện được biế n đổi hậu dịch mã
Sinh vật chuyể n gen
Liệu pháp gen
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
50/63
Sản xuấ t thuố c bằngcông nghệ
enzym
Th ố đối
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
51/63
Thuố c đố i quang
Cấ u trúc không gian của phân tử
sinh học và
thụ
thể
Chỉ
một trong hai đồng phân có
hoạt tính,
Các đồng phân có
hoạt tính khác nhau
Dược động học và
chuyể n hóa khác nhau
Thuố c tinh khiế t quang học (enantiopure) -
racemic
Bản quy ền đồng phân
Th ố đối
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
52/63
Thuố c đố i quang
Tác dụng dượ c lý chính Khác biệt giữa các đồng phân
Thuốc chẹn β: propranolol, acebutolol, atenolol, alprenolol, betaxolol, carvedilol, meto-prolol, labetalol,
pindolol, sotalol, …
l > d (d = không có
hoạt tính)Ví
dụ: S(-)-propranolol > R(+)-propranolol
Thuốc chẹn kênh calci:verapamil, nicardipine, nimodipine, nisoldipine,felodipine, mandipine …
l > dVí
dụ: S(-)-verapamil > R(+)-verapamil
Thuốc giãn phế
quản:albuterol (salbutamol), salmeterol và
terbutalinel > d (d = không có
hoạt tính)Ví
dụ: R(-)-albuterol > S(+)-
albuterol
An thần:hexobarbital, secobarbital, mephobarbital, pentobarbital, thiopental, thiohexital
l > dVí
dụ: S(-)-secobarbital > R-(+)secobarbital
Thuốc gây mê:ketamine, isoflurane
d > l (l = không có
hoạt tính)Ví
dụ: S(+)-ketamine > R(-)-ketamineS(+)-isoflurane > R(-)-isoflurane
Giảm đau tác động trung ươ ng: Methadone Ví
dụ: R(-)-methadone > S(+)-methadone
Kháng viêm không steroid:
ibuprofen, ketoprofen, benoxaprophen, fenprofen
d > l
Ví
dụ: S(+)-ibuprofen > R(-)-ibuprofenAn thần: nhóm 3-hydroxy-benzodiazepines:
oxazepam, lorazepam, temazepamd > l (l = không có
hoạt tính)Ví dụ: S(+)-oxazepam > R(-)- oxazepam
Th ố đối i
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
53/63
Thuố c đố i quang -
racemic
Thuốc: 668
Không bất đối: 2
Bất đối: 145Chế phẩm mộtđồng phân: 119
Tự nhiên/ bán tổng hợ p: 147
Chế phẩm dạngracemic: 8
Bất đối: 252
Không bất đối: 269
Chế phẩm dạngracemic: 140
Tổng hợ p: 521
Chế phẩm mộtđồng phân: 110
Cá l i hả ứ đượ ú tá bởi
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
54/63
Các loại phản ứ ng được xúc tác bởi enzym
Lớ p enzym theo IUBMB Phản ứng xúc tác
EC 1 Oxidoreductases Không đ òi hỏi đồng cơ chấ t
Oxi hóa/khử đối vớ i –CH–OH, –C=O, –C=C,
…EC 2 Transferases
Không đ òi hỏi đồng yế u t ố
Chuyển các nhóm chức như halogen,aldehyde, keto, acyl, glycosyl, …
EC 3 Hydrolases Không đ òi hỏi đồng yế u t ố
Thủy phân/ngưng tụ
các ester, glycosid, nitril,amid, halogen, …
EC 4 Lyases Không đ òi hỏi đồng yế u t ố
Thêm/loại bỏ; cắt các liên k ết C–C, C–O, C–N
EC 5 Isomerases Không đ òi hỏi đồng yế u t ố Đồng phân hóa, chuyển dạng cis-trans, epimehóa
EC 6 LigasesC ần đồng cơ chấ t ATP
Tạo các liên k ết C–O, C–S, C–N, C–C
Một số ấn đề công nghệ
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
55/63
Một số
vấ n đề
công nghệ
Chi phí
cố định phải bù đắp được bởi sự gia tăng tính ổn địnhhoặc hoạt tính.
Giảm thiể u sự
mấ t hoạt tính trong quá
trình cố định.
Khi enzym được cố định bằng phương pháp có
tính thuậnnghịch, sự
rò rỉ
enzym phải được nghiên cứ u và
có
biện phápthích hợp.
Sự
giới hạn v ề
luân chuyể n vật chấ t trong chấ t mang c ần đượctính toán khi đi ều chỉnh pH hay nhiệt độ
trong quá
trình phảnứ ng.
Với enzym tự
do, hoạt tính chuyể n hóa có
thể đạt được cao
hơn ở
n ồng độ enzym cao, do đó việc chuyể n hóa các cơ chấ tkhó có thể
thự c hiện được.
Tính vô trùng của phản ứ ng c ần được quan tâm.
Sự tương thích của dung môi với chấ t mang và
ảnh hưởng củadung môi đế n hoạt tính c ần được xem xét.
Lựa chọn nồi phản ứng
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
56/63
Lự a chọn n ồi phản ứ ng
* ***
*
* **
*****
* ***
*****
* *
*
*
**
**
*
*
****
******
**** ** * **
**
****
*
**
** ***
*
* **
*****
* ***
*****
* *
*
*
**
**
*
*
****
******
**** ** * **
**
****
*
**
*
***
*
*
* *
***
**** **
*
*****
* *
** *
**
*****
**
******
**** ** * **
**
****
*
**
** *
****
* ***
* ***
**
**
**
* *
*
a b c
f ed A: vận hành theo lô; B: vận hành theo lô có
tuần hoàn; C: thùng khuấy có
siêu lọc;D: thùng khuấy vận hành liên tục; E: thùng nhồi liên tục; F: tầng sôi liên tục
Oxidoreductase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
57/63
Oxidoreductase
N
N
N
N
HN
ClO
OHHO
HO
Ph
Ph
N
N
N
N
HN
ClO
OHHO
HO
Ph
PhO Nucleoside Oxidase
H2O, pH 6, 25 oC, 12-24h5'
Nucleoside oxidase lấy từ
Stenotrophomonas maltophilia
(FERM BP-2252)
Sản xuất các dẫn xuất 5’-carboxylic
acid
của cácnucleoside đồng đẳng.Enzym thô từ
dịch chiết tế
bào hoặc cố định lên Eupergit-C
Lipase Transferase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
58/63
Lipase –
Transferase
O
OH
O
N N N
N
F
F
O O
N N N
N
F
F
OAc
O
OH
O
N N N
N
F
F
OHCOOH
OH
N N N
N
F
F
O
OH
O
N N N
N
F
F
Lipase
37oC, 20h
LipaseH2O
racemic
(S)-acetat (R)
(S)
+
Thuốc hạ
cholesterol
Lipase Hydrolase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
59/63
Lipase -
Hydrolase
OO
O
O
OO
O
O
OO
OH
OO
O N
+LipaseH2O, 25
oC, 4h
racemic cis-hexanoate (3R,4S)-phenol
(-)-OrmeloxifeneThuốc ngừa thai tác dụng kéo dài (1 viên/tuần)
Lipase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
60/63
Lipase
CH3 O
OH Novozym 435
CH3 O
OH
CH3 O
OC12H25
(S)-(+)-ibuprofen
(R)-(-)-ibuprofen ester
+
(R,S)-ibuprofen
1-Dodecanol
Thuốc kháng viêm không steroid
Amidase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
61/63
Amidase
NHO
NHO
NH3+
OO-
NHO
N NH
N NH2
OH
-lactamase
H2O, 70oC
+
Carbovir
rac-lactam (+)-lactam (-)-acid amin
Đồng đẳng Carbovir
Thuốc kháng HIV
Deaminase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
62/63
Deaminase
N
N
O
S
NH2
OHO
N
N
O
S
NH2
OHO
N
NH
O
S
O
OHO
+Cytidine Deaminase
H2O, pH 7, 32
o
C, 35-70h
Lamivudine
Thuốc kháng virus (HBV, HIV)
Lyase
-
8/17/2019 Cong Nghe Enzym Duoc 2014
63/63
Lyase
N
CN
N
CONH2
H2O, pH 8, 25oC, 18h
Nicotinamide
Tế bào R. rhodochrous J1cố định
Vitamin B3