400-656-4558
产品类别
生物催化剂 biocatalysts
合成用酶 enzymes
固定化酶 immobilized enzymes
工业用酶 industrial enzymes
酶载体 enzymatic supports
化学催化剂 chemical catalysts
金属催化剂 metal catalysts
有机催化剂 organic catalysts
催化剂配体 ligands
固体催化剂 solid catalysts
催化剂辅料 auxiliary agents
辅酶 coenzyme
离子液体 ionic liquid
功能树脂 functional resins
核苷酸 nucleotides
联系我们>>更多

客服电话: 400-656-4558
邮 箱:order@novocata.com
行业资讯
酶催化技术与中药现代化

    充分利用现代化科学技术的发展成果,推动中药产业的技术跨越,变传统中药产业为现代中药产业,使中药适应当代社会发展需求,就必须实现中药现代化。中药现代化的关键之一是技术现代化。

    一、酶技术

    酶是由活细胞产生,并可在细胞内或细胞外起催化作用的一类蛋白质。生物体在新陈代谢过程中的化学反应,除极少数外,都是在酶的催化下进行的,离开了酶的催化作用,新陈代谢就不能进行。

    早在4000年前的夏禹时代,我国劳动人民已经掌握酿酒技术;3000年前,我国已经用麦芽制饴糖;2000年前,我国最先用麦曲治疗消化障碍。只是当时人们并未意识到这是“酶”在起作用。

    直到19世纪,人们认识了酶的高效、特异的催化特点和蛋白质的本质,进行各种有关酶的工业生产,如酿酒、发酵、食品如工纺织制革等等,并提取酶,进行酶的工业生产和应用。例如,1838年派思(Payen)和白尔索(Peroz)用乙醇从麦芽中提取到淀粉酶,用于棉布退浆;1836年史万(Schwann)从胄膜中提取到胃蛋白酶,用作消化药;1908年德国 Rohm用胰酶进行皮革软化,后又用作辅助洗涤剂;1908年和1917 年Boiden和Effront先后由细菌中分离出淀粉酶,于1923年最早进行大规模生产,并将其用于织物退浆;从此,酶的生产进入工业化阶段。此外,其他几种酶也陆续发现,并都实现工业化生产,如胰脂肪酶(1936年)纤维素酶(1 912年)胰蛋白酶(1936)波罗蛋白酶(1949年)右旋糖苷酶(1949年)糖化酶(1 951年)葡萄糖异构酶(1957年)异淀粉酶(1959年)β-淀粉酶(1972年)。 酶具有催化效率高,作用专一性强和催化条件温和等特点,用于工业可提供生产率,降低能耗,改善劳动条件,减少污染,还可以生产出其他方法难以得到的产品。因此,酶不仅用于食品和化工行业,还可用于基因工程、细胞工程等新技术领域。将酶应用于医药方面可以快速、准确的诊断疾病,作为药物使用也可以达到良好的效果。例如,临床上常用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、波罗蛋白酶治疗炎症、浮肿等疾病:用溶菌酶、尿激酶等治疗血栓静脉炎、关节炎等;谷氨酸酶能治疗多种白血病、腹水瘤、实体瘤等疾病;神经氨酸苷酶是一种良好的肿瘤免疫治疗剂。但是酶在医药方面的应用还未达到预期水平,在中药中的应用研究近几年才开始。

    由于酶是蛋白质,可百分之百的被微生物降解,不会对环境造成危害。近年来,工业化用酶的用途已十分广泛。20世纪90年代中期以后我国也陆续有研究报道将其用于中药的提取制备中,并取得了较好的效果。

    二、酶技术与中药现代化

    实现中药现代化,应解决好中药产品的“三小”(服用剂量小、毒性小、副作用小)、“三效”(高效、速效、长效)等问题。因此,借助现代高新技术,改革传统的制药工艺,以获得高质量的有效活性成分,使之符合现代医药的严格要求,以成为当务之急。由于酶制剂具有专一性、特异性、在常温、常压条件下就能起催化作用,能有效提高植物药中稀有活性成分的含量,且减少了污染物的排放,实现了“绿色中药工业”。

    中草药成分复杂,有活性成分,也有如蛋白质、果胶、淀粉、植物纤维等非活性成分,这些成分既影响植物细胞中活性成分的浸出,又影响中药液体制剂的澄清度。传统的提取方法提取温度高,收率低,成本高,消耗大量溶剂,向环境中排放众多污染物,对人本产生危害。而选用恰当的酶,可通过酶反应较温和地将植物组织才解,加速有效成分的释放提取。选用相应的酶可将淀粉、蛋白质、果胶等杂质分解去除,有利于活性成分的提取。

     三、应用现状

    1.利用酶技术实现中药有效成份的提取和分离

    利用酶制剂或酶工程法提取天然产物的有效成分的研究是在 20世纪90年代兴起的新技术,酶技术用于中药有效成份的提取和分离已有报导。

    目前,对酶活在中药提取中的应用主要在纤维素酶的作用上。由于大部分中药材的细胞壁都是由纤维素构成的,有效成分往往包裹在细胞壁内,用纤维素酶可以破坏 β-D一葡萄糖链,有利于有效成分的提取,侯嵘桥首次将工业纤维素酶应用于中药及药渣中,结果表明:在50℃,pH4.5,底物浓度为 15%的条件下,48小时可酶解得 5%以上的β-葡萄糖。在用黄柏、黄连提取小劈碱之前,以纤维素酶预处理去除细胞壁后,可显著提高小檗碱的收率;将纤维素酶用于穿心莲的提取,可提高穿心莲内脂的含量和提取量;用于补骨脂的提取中,则可使补骨脂素收率提高23%利用纤维素酶和果胶酶的复合酶液,在50℃,pH4 5 的条件下酶解120min,然后浸提,可提高总黄酮提取率16 9%。

    其他各种酶在中药中也有极广阔的应用前景:用复合酶酶解和热水浸提法分离纯化香菇中多糖蛋白,能显著提高香菇有效成分的浸提效果,总氨基酸和必需氨基酸的含量均提高2倍以上,香菇多糖的含量提高了4倍,一些特殊成分及较高分子量的葡聚精物含量也明显提高。日本学者用酶法转化银杏叶所含的油溶性或难溶或不溶于水的有效成分时,通过加入葡聚糖苷酶或转糖苷酶进行生物转化,使总黄酮含量增加,且在体内的吸收率大为提高。

    2.利用酶技术体内增加中草药有效成份的含量

    许多药用植物活性成分含量很低,且资源短缺,加之中药化学成分在植物体内合成途径复杂,通常有10余个甚至几十个酶参与才能完成药活性成分的合成,故人工仿制合成很困难。应用酶分析技术,结合同位素示踪的方法,可以阐明药用活性成分在生物体内合成途径,找出限速步骤,再利用基因工程技术克隆这一关键步骤催化酶的基因,然后高效表达该基因,使有效成分含量增加。大部分中药中含有的次级代谢产物是其药理作用的物质基础。因此加强次生物质代谢途径调节的研究非常重要,在弄清复杂的次生代谢途径后,我们可以通过纯化关键酶,对代谢途径进行操作,从而加强我们需要获得的较多的有效成分,或是终止我们不需要的 代谢途径,去除或减少不必需的 或有毒的成分。 3利用酶技术体外提高中药微量有效活性成份的转化 酶的专属性很强,利用酶催化水解苷键时,所用条件温和,还可以保护糖和苷元的结构不变,也可保留部分苷键得到次级苷,同时可知苷元与糖、糖与糖的连接方式。 20世纪 80年代,很多学者开发稀有人参皂苷产品,但并未找到合适的生产方法。赵立亚等利用从微生物中分离得到一种人参皂苷-葡萄糖苷酶,改变人参中含量较高的二醇组皂苷Ra。 Rb、RC和Rd等糖基,使之定向转化为具有较强抗肿瘤活性的人参稀有皂苷RhZ,纯度大于 90%。近年来,已证安糖链在皂苷的生物活性方面起着重要的作用,皂着糖分子越少,其活性越高.田晶等利用酶水解大豆皂苷分子上的部分糖基,使之生成低糖。高活性的皂苷。甘草苷是从天然植物中提取的天然化合物,甜度是蔗糖的177倍,对人体无害。无毒,并有保肝、抗癌。治疗胃溃疡及十二指肠溃疡等作用,同时它又是具有很强的增香效能的食品甜味剂。但是,大量食用甘草苷可使体内销排除减少而钾排除增加,产生副作用,因此,国际上严格限制它在食品中的应用量。甘草苷去掉一个葡萄糖醛酸基,生成单葡萄糖醒酸基甘草苷,其甜度为蔗糖的1000倍,同时也使甜味明显改善,并有可能会去除排钾阻钠的副作用。鱼红闪等利用一葡萄糖醛酸苷酶水解甘草苷葡萄糖醛酸基生成甜度极高的单葡萄糖醛酸基甘草苷,有人曾报道利用苦杏仁酶可将绞股蓝总皂着水解成糖和皂苷元(PPD)。利用酶技术,还可从中药中发现和生产具有新结构的有效成分。

    四、存在问题与展望

    酶法提取中药有效成分,均有较高的收率,具有较大应用潜力,但该技术也存在着局限性 ——酶法提取对实验条件要求较高,为使酶发挥最大作用,并将其用于工业化时,必须综合考虑酶的浓度、温度、pH、作用时间、底物浓度等对提取物的影响。

    同时,某些物质能使酶的活性增强,成为酶的激活剂,某些物质能使酶的活性降低,成为酶的抑制剂,例如,氯化钠为唾液淀粉酶的激活剂,硫酸铜为其抑制剂,很少量的激活剂就会影响某种酶的活性,而且常具有特异性,但激活剂和抑制剂并不是绝对的,有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂,而在高浓度时则为该酶的抑制剂,例如氯化钠达到 1/3饱和浓度时就可抑制唾液淀粉酶的活性。这些因素应引起重视。

    随着酶技术在中药中日益广泛的应用,今后研究的主要方向应集中在

    (1)对次生代谢产物的产生进行调控;

    (2)一些重要中药化学成分的酶转化”;

    (3)建立酶反应产物药理活性的快速筛选;

    (4)酶反应产物结构的快速测定;

    (5)特殊活性酶的筛选。总之,酶技术应用为开展中药生产和研究提供了新的机会和方法,应该加强酶技术在中药基础和应用的研究。

订购方式 | 支付说明 | 配送流程 | 售后服务
版权所有:杭州创科生物科技有限公司  地址:杭州经济开发区国家高新技术创业园