浅析微生物转化技术在现代医药工业中的应用

摘 要：随着现代科学技术不断发展，越来越多的化学制品在日常生活中得以使用。而在于现代医药工业使用之中，许多企业使用酶转化或者微生物转化技术加以产品的制作，而微生物转化技术在现代医药工业的具体应用之中，占有极为明显的优势，尤其是在一些手性药物的制备之中。因此本文主要对于微生物的转化使用所表现出来的积极作用进行了阐述，详细分析微生物转化技术在现代医药工业中的具体应用。

关键词：微生物；转化技术；现代医药工业；具体应用

过去三十年间，微生物转化技术在化学领域内不断地进行常识性试验，并且得到了全面的发展，而在实际的使用方面，也得到了极为长足的发展。现在社会中，大量的运用化学制品，而许多化学制品都是制作工艺十分复杂的产品，例如药品、食品添加剂、化妆品等日常生活中极为常见的生活必需品。而在这些产品的具体合成过程之中，许多重要性的反应已经可以使用微生物转化技术加以代替。因此，本文主要针对这一技术在现代社会中的具体应用加以分析。

1 微生物转化的简要概况

所为的微生物转化就是使用微生物将一种物质转化为另一种物质的这样一个过程，这一个过程主要是建立在微生物产生一种特殊的细胞内部的酶作为生物催化剂展开的化学反应。简单来说，是使用一种以微生物为基础进行合成的技术。这些酶对于微生物来说，是生命过程中的必需品，而在具体微生物的转换过程中，这些酶仅仅是作为一种催化剂而存在的。另外，在使用微生物进行处理过程之中，不仅仅是需要利用相似的产品，并且在相似产品中增加的底物也存在着同样的催化作用，所以我们可以将微生物转化技术看做有机化学的一个特殊的分支。

之所以微生物能够将某种物质转化成为另一种物质，主要是因为酶的作用。我们不需要对酶进行解释，只需要了解酶的转化和微生物的转化之间存在着细小的差别，酶是一种单一的化学反应，后者则是提供了一种合成酶的场所和反应。所以，从这一个方面来看，微生物转化是一种真正的生物转化。另外，因为生物转化过程中所使用的酶多数来自微生物，我们也可以从动植物中找到所需要的酶。因此再具体的微生物转化过程中，究竟是选择使用酶还是微生物进行转化，需要综合考虑多种因素，比如成本、例如环境以及生产机构的设备质量等方面。

同时，在研究微生物的具体转化过程中，需要充分考虑多个方面的问题，例如如何选择要转换的物质，所选择微生物的具体应用那个能力，转化的方式以及具体转化反应的选择等。这其中最关键的一点在于选择转化过程中的合适的微生物，以及如何提高这种微生物的转化能力，也就是酶的活力应该如何的提高。另外，一旦发现一种新的酶或者一种新的反应就要设计一种新的转化过程。要想寻找十分合适的微生物，除了要十分了解酶的反应，更加有效方法是通过筛选的方式来选择酶。

筛选的方式选择酶，所要涉及的范围必须尽可能的宽广，因为截止到现在已经出现了将近3000多种的酶，这些酶中有些酶的催化效果明显好过化学催化剂。另外，微生物呈现出多样性，从而能够帮助我们找到我们在预先设计中所想要得到的一种反应。

2 具体药物开发过程中的使用

现在越来越多的专家研究发现，作为药物使用的一种混合物有着不容忽视的弊端，而在最近一段时期美国FDA公布的一些药物使用原则加快了转换技术从已经开发出来的药物中开发出单一药物的脚步。

而制作手性药物的关键之处在于不能对称的一张合成型技术，并且长久以来，许多化学专家都开发使用化学药品来展开不对称合成技术的研究和发展。然而在最近的20年间，越来越多的化学专家将研究的目光头像到如何将微生物转化更好地运用到有机合成之中产生了兴趣。应用微生物进行催化的技术要比使用化学合成以及不对称合成的方式具有更加明显的优势，主要在于这样几点：（1）转化物质具有更强的转移性，也就是不需要专门的基因保护；（2）使用微生物进行转化条件更加优越，有着极高的转化率；（3）而在生物转化过程中对于外界的影响更小，尤其是对环境的污染方面。特别是近年来DNA重组技术的应用和新的转化系统的开发应用，使愈来愈多的原来使用化学方法进行不对称合成的化合物有可能被生物催化转化的方法来替代。

利用生物转化技术进行手性药物的开发主要进行两个方面的工作：一是进行药物关键中间体的制备，因为利用生物催化转化方法制备对映体纯化合物具有很大的吸引力，但试图利用这种方法来完成所期望的复杂的有机合成往往是困难的，甚至是不可能的，而利用这种方法获得某一关键中间体是切实可行的；另外，尽管用化学的方法能够在实验室条件下获得所需要的手性药物，但往往是由于成本和技术问题难以实现产业化。因此用化学一生物一化学的制备路线具有独特的优越性，即所谓的“绿色合成工艺”；二是进行消旋化合物的生物拆分或转化，得到单一构型的药物分子。

3 组合生物催化与新药发现

组合生物转化/催化，是指利用一种以上的具有特殊转化功能的微生物或酶，对同一个母体化合物进行组台转化，以得到化学结构的多样性，它是从已知化合物中寻找新型衍生物以及从简单化台物制备复杂化合物的有效手段。从某种角度讲，它比化学合成的方法更为简单和有效。这是一个新的研究领域。

天然产物的多样性和其结构的复杂性，是存在于生物体内大量酶的作用结果。生物体内负责一系列重要生命活动的酶，在体外同样具有相同的催化能力。因此，只要体外的催化环境与体内相仿，则能够实现一系列复杂的，特别是用传统化学合成方法难以实现的化学反应。利用生物催化剂或化学合.成一酶催化相结合的方法，能够大大地增加衍生物的多样性，以及能够有效地对复杂天然产物的结果修饰和从简单的分子构建新的化合物库，在这过程中，往往能够发现新的生理活性物质。生物催化剂为扩大组合化学提供了各种合成的可能性。

利用生物催化发现先导化合物的优越性在于：（1）可能进行反应的范围广；（2）能够定向进行区域选择性和立体选择性；（3）不需基团保护和脱保护，一步实现所需的反应；（4）在温和和均一的条件下可容易地实现自动化和一步反应的重现性；（5）温和的反应条件保证了复杂易变的分子结构的稳定性；（6）高的催化活性可以降低催化剂的用量；（7）酶的固定化可以使催化剂反复和循环使用；（8）生物催化剂可在环境中完全被降解。

结束语

综上所述，微生物转化技术在现代医药工业中起到十分重要的作用，并且对于药物等日常生活用品的生产方面也起到十分突出的作用。这就要求我们做好这一方面的具体工作，并且详细考虑在合适的场所选择合适的酶或者生物转化技术来进行生产和转化，从而确保生产产品的优异质量。

参考文献

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