生物技术制药_及_名词解释 2

第一章 绪论 生物技术药物分类1.重组DNA技术制造的多肽、蛋白类药物2.基因药物，包括基因治疗药、基因疫苗、反义药物、核酶3.来自动、植物、微生物的天然药物4.合成与半合成的生物药物 按照医学用途分类：1.治疗药物，治疗疾病是生物药物的主要功能。2.诊断药物，具有速度快、灵敏度高、特异性强的特点。3.预防药物，对于许多传染性疾病来说，预防比治疗更重要。 生物技术药物的特性 1.分子结构复杂2.具有种属特异性3.治疗针对性强，疗效高4.稳定性差5.基因稳定性6.免疫原性7.体内t1/2短8.受体效应9.多效性和网络性效应10.检验的特殊性 生物技术制药的特征1.高技术2.高投入3.长周期4.高风险5.高收益 生物技术在制药中的应用1.基因工程制药：（1）基因工程药物品种的开发；（2）基因工程疫苗；（3）基因工程抗体；（4）基因诊断与基因治疗；（5）应用基因工程技术建立新药的筛选模型；（6）应用基因工程技术改良菌种，产生新的微生物药物；（7）基因工程技术在改进药物生产工艺中的应用；（8）利用转基因动、植物生产蛋白质类药物。 现代生物技术的发展趋势主要体现在下列几个方面：①基因操作技术日新月异，不断完善。②新技术、新方法一经产生便迅速地通过商业渠道出售专项技术，并在市场上加以应用。③基因工程药物和疫苗的研究和开发突发猛进。④新的生物治疗制剂的产业化前景十分光明，21世纪整个医药工业将面临全面的更新改造。⑤转基因植物和动物取得重大突破⑥现代生物技术在农业上的广泛应用将给农业和畜牧业生产带来新的飞跃。⑦阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向，⑧基因治疗取得重大进展，有可能革新整个疾病的预防和治疗领域。⑨蛋白质工程是基因工程的发展，它将分子生物学、结构生物学、计算机技术结合起来，形成一门高度综合的学科。⑩信息技术的飞跃发展渗透到生命科学领域中，形成形成引人注目、用途广泛的生物信息学。 第二章  基因工程制药 基因工程技术生产药物的优点：（1）可以大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽。（2）可以提供足够数量的生理活性物质以供研究。（3）可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质。（4）可以通过基因工程和蛋白质工程对内源生理活性物质进行改造。（5）可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。 基因工程药物的缺陷：生物利用度低，半衰期短；异体蛋白具有免疫原性 基因工程制药基本环节 上游阶段：制备目的基因→构建重组质粒→构建工程细胞 下游阶段：培养工程细胞→分离纯化产物→除菌→半成品、成品检定→包装 目的基因的常用制备方法 化学合成法 ：较小的蛋白质或多肽的编码基因可以用化学合成法合成。必须知道目的基因的核苷酸顺序或目的蛋白质的氨基酸顺序。再按相应的密码子推导出DNA的核甘酸序列。用化学法合成目的基因DNA不同部位的两条链的寡核苷酸短片段，再退火成为两端形成粘性末端的DNA双链片段，然后将这些双链片段按正确的次序进行退火使连接成较长的DNA片段，再用连接酶连接成完整的基因。 人工化学合成基因的限制有： ⒈不能合成太长的基因⒉遗传密码的简并使选择密码子困难，⒊费用高。 RT—PCR法（反转录PCR法）：mRNA经逆转录合成cDNA第一条链，不需合成第二条链，在特异引物协助下，用PCR法进行扩增，特异合成目的cDNA链，用于重组,克隆. 逆转录法 ：逆转录法就是先分离纯化目的基因的 mRNA，再反转录成 cDNA，然后进行 cDNA 的克隆表达。⒈ mRNA的纯化⒉ cDNA第一链的合成⒊ cDNA第二链的合成⒋ cDNA的克隆⒌ 将重组体导入宿主细胞：⒍ cDNA文库的鉴定：抗性基因失活法、噬菌斑颜色改变法⒎ 目的cDNA克隆的分离和鉴定：核酸探针杂交法、免疫反应鉴定法 重组DNA导入宿主细胞 导入大肠杆菌：CaCl2法；转染法 导入酵母：电转化法；化学转化法；原生质转化法 重组DNA导入哺乳动物细胞：显微注射法；DEAE葡聚糖转染法；DNA-磷酸钙转染法；阳性脂质体介导法；电穿孔法；细胞融合法；病毒感染法 重组子的筛选与鉴定 ? 遗传标记筛选法：抗生素抗性筛选法；α互补筛选法(蓝白斑筛选——载体含有LacZα基因，X-gal培养基，成功导入的菌落显示为蓝斑)；营养缺陷型筛选法；噬菌斑筛选法 ? 核酸分子杂交法：菌落原位杂交法；DNA印迹法；RNA印迹法 ? 限制性内切酶图谱法：琼脂糖凝胶电泳鉴定各片段分子量，含有目的基因的为阳性克隆 ? DNA序列测定法 ? 目的基因表达产物测定法 大肠杆菌中的基因表达 载体 ：是基因工程的目的和基本手段，是选用合适的载体把供体DNA（外源基因）运载到受体细胞内，从而复制扩增大量的目的DNA分子或转录表达为相应的产物。 基因工程载体分为：克隆载体,转录载体,表达载体;DNA(克隆载体）→DNA(转录载体）→RNA→蛋白质→（表达载体） 原核细胞的基因组特点：①染色质为环状双股DNA分子  ②具有操纵子结构  ③结构基因多为单拷贝    ④特定区域分布特异DNA顺序，因此外源DNA分子可以插入原核细胞DNA复制体系的特定区段 基因克隆载体1）定义：基因克隆载体是一类能够承载外源基因并将其带入受体细胞得以稳定维持的DNA分子。2）目前经常使用的载体，有质粒和病毒两类。各种不同的载体，尽管分子量大小、结构和用途上存在着较大的差异，但是作为载体，它们应该具备一些共同的特性。 基因工程克隆载体的特点：①具有复制子②有单一限制内切酶切位点或多克隆位点③有选择性遗传标记如抗药基因④拷贝数高⑤生物安全性好 质粒的分类⒈按复制型式①严紧型 ②松弛型⒉按基因转移性①传递性质粒 ②非传递性质粒⒊按遗传性状产物分类:①抗生素抗性②限制酶、修饰酶系统 ⒈真核基因在原核细胞中表达载体必须具备条件⑴载体能够独立复制。载体本身是一个复制子，具有复制起点。⑵应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记，以利于外源基因的克隆鉴定和筛选。⑶应具有很强的启动子，能为大肠杆菌RNA聚合酶所识别。⑷应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录。⑸应具有很强的终止子，只转录克隆的基因，所产生的mRNA较为稳定。⑹所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号AUG和SD序列，以便转录后顺利翻译。 ⒉影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素⑴外源基因的拷贝数：外源基因是克隆到载体上的，因此载体在宿主菌种的拷贝数就直接关系到外源基因的拷贝数。⑵外源基因的表达效率①启动子的强弱②核糖体接合位点的有效性③SD序列和起始密码ATG的间距④密码子组成⑶表达产物的稳定性：①组建融合基因，产生融合蛋白；②利用大肠杆菌的信号肽或某些真核多肽中自身的信号肽，把真核基因产物搬动到胞浆周质的空隙中；③采用位点特异性突变的方法，改变真核蛋白质中二硫键的位置，从而增加蛋白质的稳定性；④采用蛋白酶缺陷型大肠杆菌，有可能减弱表达产物的降解。⑷细胞代谢负荷：⑸工程菌的培养条件。 外源基因在大肠杆菌中的表达方式 ? 胞内表达：非融合蛋白表达：蛋白质接近天然状态，易被降解，易形成包涵体。有原核多肽基因 融合蛋白表达：表达效率高；产物稳定；可以切除原核多肽，获得天然外源蛋白 ? 分泌表达：有信号肽基因，形成周质表达或细胞外表达   大肠杆菌 酵母 哺乳动物 产物 多肽 、 蛋白质或融合蛋白质 多肽 、 蛋白质或糖基化蛋白质 完整糖基化蛋白 产生部位 菌体内 菌体内或分泌出细胞 分泌出细胞 培养方式 容易，部分可获得高产 容易，可高产 较难成本高，可高产 提纯 一般 菌体内稍复杂 简单 产物活性 对原核较好，真核稍差 真核的接近天然 几乎可为天然产物 潜在危险性 不大 不大 需注意有致癌因素         酵母表达体系的影响因素：外源基因的结构，表达形式及信号肽的选择：启动子，转化子的拷贝数，诱导条件，外源蛋白的降解。 菌体的生长与能量的关系（乙酸调节）提高pH。降低温度，分批培养中选择不同的碳源，连续培养中控制稀释速率。加入甲硫氨酸和酵母提取物。采用磷酸乙酰化酶缺陷株作为宿主细胞。 菌体生长与前体供应的关系 在基础培养基中加入氨基酸（小分子前体）能使菌体比生长率提高，蛋白合成增加。基因工程菌质粒的表达需与宿主细胞竞争共同的前体和催化结构，致工程菌生长速率降低。这与工程菌大量前体被利用引起前体不足，从而产生“严紧反应”有关。 “严紧反应”是当氨酰tRNA不足时,核糖体在密码子上停留,并合成被称为魔点的ppGpp的结果。 质粒不稳定 分裂不稳定：指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒子代菌的现象。结构不稳定：指外源基因从质粒上丢失或碱基重排、缺失所致工程菌性能的改变 常见分裂不稳定的两个因素：⑴含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率（质粒丢失率）； ⑵这两种菌（含质粒菌和不含质粒菌）比生长速率差异的大小。 提高质粒稳定性的方法1.合适的宿主：宿主菌2.合适的载体:质粒拷贝数3.选择压力：抗生素4.分阶段控制培养：⑴先使菌体生长至一定密度； ⑵再诱导外源基因的表达5.控制培养条件：温度、pH值、培养基组分、溶氧6.固定化：卡拉胶 高密度发酵：培养液中工程菌的菌体浓度在50g DCW/L（细胞干重/L）以上，最高200g DCW/L 高密度发酵特点 ：菌体高密度，总表达量高；生物反应器体积小；单位体积生产能力高；生产周期短，分离成本小 影响高密度发酵的因素培养基，溶氧浓度，pH值，温度，代谢副产物 实现高密度发酵的方法1.发酵条件的改进（1）培养基的选择：（2）建立流加式培养方式；（3）提高供氧能力2.构建产乙酸能力低的工程化宿主菌（1）阻断乙酸生产的主要途径：（2）对碳代谢流进行分流：（3）限制进入糖酵解途径的碳代谢流；（4）引入血红蛋白基因。3.构建蛋白水解酶活力低的工程化宿主菌 基因重组蛋白的主要分离技术：离心、沉淀(等电点沉淀法、盐析法)、膜分离、双水相萃取 基因重组蛋白的主要纯化技术：离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析、反相色谱和疏水色谱 细胞破碎，固液分离，浓缩与初步纯化，高度纯化直至得到纯品，成品加工 选择分离纯化工艺的依据：起始物料特点，产物特性，杂质种类性质，产品质量要求（体外80%，体内95%) 第三章 动物细胞工程制药 缺点:培养条件高、成本贵、产量低。优点:分泌胞外、纯化方便、翻译后修饰糖基化，与天然产品一致。 动物细胞的生理特点（⒈） 动物细胞的分裂周期长：（⒉）细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象。（⒊）正常二倍体细胞的生长寿命是有限的。原代培养；（4)动物细胞对周围环境十分敏感：对理化因素敏感，(⒌)动物细胞对培养基要求高：必需氨基酸（12种）、维生素（8种）、无机盐、微量元素、葡萄糖、细胞生长因子、贴壁因子等。(⒍)动物细胞蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同。 生产用动物细胞1.原代细胞：费钱费力，少用2.传代细胞系：安全，特点： 2n核型，贴壁依赖，接触抑制，有限传代(50代)3.转化细胞系：自发转化或人为转化，失去了正常细胞的特点，可=无限增殖传代，适宜大规模工业培养4.工程细胞系：融合细胞系(仙台病毒融合法、聚乙二醇融合法、电融合法)；基因工程细胞系 病毒载体：牛痘病毒。腺病毒和逆转录病毒载体，杆状病毒载体-昆虫细胞系统 ①双链DNA，易重组②插入7～8kb DNA不影响正常病毒粒子的形成。③多角体蛋白和病毒粒子的形成无直接关系，因此用外源基因更换多角体蛋白基因，仍能形成有感染力病毒粒子；④多角体蛋白基因有非常强的启动子，产生的蛋白质可占全部蛋白质的20%～30%；⑤用光学显微镜可看到多角体，以此作为标记物选阳性克隆。⑥如用家蚕杆状病毒，还可在蚕体表达外源基因 基因工程细胞主要的筛选系统（抗性作用，荧光作用） 导入方式（融合法，化学法，物理法，病毒法） 细胞库的建立：原始细胞库(MCR)→生产用细胞库(MWCR，又称工作细胞库，主细胞库→生产细胞库) ★ 动物细胞的大规模培养方法 1.悬浮培养：适用于非贴壁依赖细胞或兼性贴壁细胞。优点：操作简便，培养条件均一，传质传氧较好，容易扩大培养，可以借鉴细菌培养的经验。缺点：细胞培养密度较低。2.贴壁培养3.贴壁-悬浮培养：微载体培养：用于培养贴壁细胞。多孔载体培养：可用于悬浮细胞及贴壁细胞。包埋和微囊化培养 动物细胞培养的操作方式1.分批式操作2.半连续式操作3.灌流式操作 动物细胞生物反应器的类型⒈搅拌罐式生物反应器⒉气升式生物反应器⒊中空纤维式生物反应器⒋透析袋或膜式生物反应器⒌固定床或流化床式生物反应器 理想的动物细胞生物反应器的基本要求1.生物反应器的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 无毒2.生物反应器的结构：满足传质、传热、混合的功能3.密封良好，避免污染4.自动检测、调节控制精度高5.长期连续运转 6.容器内表面光滑，无死角7.拆装、连接、清洁方便，能耐高压蒸汽消毒8.设备成本低 第5章 植物细胞工程制药 优点：1、明显提高天然产物的产率。2.生产周期大大缩短。3、易于操作管理，大大减轻劳动强度。 4、产物浓度较高，杂质少；产物易于分离纯化，产品质量高。缺点：与微生物比较，植物细胞培养还具有对剪切力敏感，生产周期长等缺点，此外，许多植物细胞的生长和代谢需要一定的光照。 植物培养细胞的生理特性：1、抵抗剪切力差；2、需用抗生素；3、生长的中期及对数期凝聚4、培养过程需不断的供氧；5、产量较低6、培养过程具有结构与功能全能性。 不同时期的植物细胞：延迟期（细胞数量、 干重近乎恒定， 细胞壁厚度达最大；高RNA含量；高蛋白质合成能力；高聚核糖体含量；有丝分裂加速；增加细胞的细胞质部分），加速期（常数：干重 增加：细胞数、DNA和蛋白质浓度减少：有丝分裂活性、RNA含量和蛋白质合成能力），对数期（增加细胞干鲜重及RNA酶活性；蛋白质合成能力完全减退；变化：聚核糖体浓度向有利于单核 糖体和寡核糖体形成的方向减少），稳定期（有机化合物浓度高，细胞高液泡化、 极度脆弱、 高度分化） 细胞生长素：用来诱导细胞的分裂，愈伤组织形成及根的分化。细胞分裂素：促进细胞分裂和由愈伤组织上或器官上分化不定芽。高生低分：刺激细胞分裂。低生高分：刺激细胞生长 影响植物次级代谢产物生产和累积的因素：外植体，培养条件的影响：1.培养环境的内在因素温度，光（光照时间，光强，光质），通气（O2），pH和渗透压  2.两步培养法（生长培养基和生产培养基：乙酸调节）  3.培养环境的外部因素培养罐类型，通气，搅拌和培养方法 植物细胞大规模培养生物反应器的类型（1）.机械搅拌式生物反应器（2）.鼓泡塔生物反应器（3）.气升式生物反应器（4）.转鼓式生物反应器（⒌）固定化细胞生物反应器。. 各种生物反应器的性能比较  1.机械搅拌式培养系统 ：根据植物细胞的特性，机械搅拌式生物反应器通常是在微生物发酵罐的基础上改进设计的。搅拌装置要减少剪切力，一般改叶轮式为螺旋式；因为植物细胞生长周期长，需要随时补充水分和营养，因此必须设计加液装置；由于植物细胞的生理活动需要新鲜空气，且细胞代谢也可能产生有害气体，所以必须设计通气装置；为便于取样观察，一般还设计有取样口。优点：易于控制温度、 pH、溶氧及营养物质浓度，混合均匀。3.气升式培养系统考虑到机械搅拌式反应器的剪切作用难以避免，同时搅拌器转动的轴封处容易泄漏造成污染。因此，发展出空气提升式生物反应器，它是最适合培养植物细胞的反应器之一。优点：低剪切力，较好的混合，较高的氧传递效果。无运动部件，不易染菌，操作费用低。改善营养供应：增加培养细胞与培养液的接触面；避免细胞代谢产生的有害物质在局部积累而对细胞自身产生毒害；缺点:高密度培养时混合不均匀。5.固定化细胞生物反应器：定义：指固定在载体（惰性基质）上，在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。采用固相培养，细胞有一定程度的分化发育，从而刺激调控代谢物合成的基因表达，促进次级代谢产物的产生。方法：吸附法（共价交联，表面固定化，膜固定化）；包埋法（多孔载体，凝胶包埋）；植物细胞固定化培养优点：1.可保护细胞免受剪切。2.细胞可长时间重复使用，更换培养基带走代谢物。3.易于实现细胞的高密度培养。4.细胞间接触良好，易于分化，有利于次级代谢产物的合成。5.减少细胞的遗传不稳定性。6.易于实现连续化操作。缺点：固定化培养的植物细胞其代谢产物必须分泌到细胞外，多数植物细胞次级代谢产物存在于细胞内或分泌到液泡中。 植物细胞制药的进展与展望：一、诱导子在植物细胞工程研究中的应用（有目的代谢产物调控及生物合成）  二、前体饲喂（增加次级代谢产物率）  三、两相法培养（创造一个次级代谢产物的 储存单元）减轻产物本身对细胞代谢的抑制作用；保护产物免受酶或酸对产物的影响；降低生产成本  四、转基因技术在次级代谢产物生产中的应用（冠瘿组织和毛状根培养技术） 五、植物生物转化技术（植物细胞悬浮培养, 固定化细胞培养, 毛状根培养以及酶都可通过生物转化产生有用化合物.） 第6章 酶工程制药 酶工程优点：工艺简单、效率高、生产成本低、环境污染小、产品收率高、纯度好。 酶的特性  酶是由活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白质。 特点：①催化效率高②专一性强③反应条件温和④催化活性受到调节和控制 酶工程：是酶学和工程学相互渗透结合发展而形成一门新的技术学科。酶工程是从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异性催化功能，并通过工程化将相应原料转化成有用物质的技术。 酶工程的研究内容：（1）.酶的分离、纯化、大规模生产和应用（2）.酶和细胞的固定化及酶反应器的研究（传感器，检测器）（3）.酶生产中基因工程技术的应用及遗传修饰酶（突变酶）的研究（4）.酶的分子改造与修饰，结构与功能的关系的研究（5）.有机相中酶反应的研究（6）.酶的抑制剂、激活剂的研究（7）.抗体酶、核酸酶的研究（8）.模拟酶及酶分子的人工设计研究 酶和细胞的固定化    固定化酶的定义：固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶，是经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂，属于修饰酶。酶的固定化：是指制备固定化酶的过程。 固定化酶的特点具有生物催化剂的功能，又有固相催化剂的功能。优点：①可多次使用。②反应后，酶、底物、产物易分开，产物中无残留酶，易纯化，产品质量高。③反应条件易控制，可实现转化反应的连续化和自动控制。④酶的利用效率高。⑤比水溶性酶更适合于多酶反应。缺点：①固定化时，酶活力有损失。②初始投资较大。③只能用于可溶性底物，而且分子量要小。④胞内酶必须经过酶的分离纯化过程。⑤与完整菌体相比不适宜多酶反应，特别时需要辅助因子的反应。 固定化酶(细胞)的制备 酶固定化方法：载体结合法(物理吸附法、离子结合法、共价结合法)交联法(常用戊二醛剂)、包埋法(网格型、微囊型)④选择性热变性法 固定化方法 吸附法 包埋法 共价结合法 交联法 物理吸附法 离子吸附法 制备难易 易 易 较难 难 较难 结合程度 弱 中等 强 强 强 活力回收 高，酶易流失 高 高 低 中等 费用 低 低 低 高 中等 底物专一性 不变 不变 不变 可变 可变             载体：纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、氨基酸共聚物等 ⒈固定化细胞的定义将细胞限制或定位于特定空间位置的方法称为细胞固定化技术。被限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞。细胞的固定化，避免了冗繁的酶纯化手续，更有利于多酶反应。用于固定化的细胞可以是活跃生长的细胞，也可以是死细胞和静止细胞。 ⒉固定化细胞的特点有细胞特性，生物催化剂功能，固相催化剂特点。优点：①无须进行酶的分离纯化②保持酶的原始状态，酶回收率高③细胞内酶比固定化酶稳定性高④细胞内酶辅助因子可自动再生⑤细胞本身含多酶体系，可催化一系列反应⑥抗污染能力强缺点：①利用的仅是胞内酶，酶多副产物多②细胞膜、细胞壁和载体都存在扩散限制作用③载体形成的空隙大小影响高分子底物的通透性固定化细胞的制备技术  ⑴载体结合法。⑵包埋法（⑶交联法  ⑷无载体法 固定化酶(细胞)的性质：酶活力大都下降，酶学特性的变化：最适温度一般会升高，最适pH 变化（载体带﹣，PH上升）（产物酸性，PH上升），固定化后专一性会下降，米氏常数 Km增大，最大反应速度变化不大。 固定化细胞的性质：有活性升高的现象；稳定性的增加；最适温度和最适pH常保持不变 一、反应器的类型和特点⒈间歇式搅拌罐反应器（BSTR）用于游离酶,反应后随即放料,不回收游离酶。⒉连续流动搅拌罐反应器(CSTR)连续进料、连续出料⒊填充床反应器（PBR）固定化酶填充于床层内。反应器内的流体的流动形态为平推流（活塞流）流形。又称平推流反应器（PFR）底物以恒定流速通过反应床。⒋流化床反应器（FBR）底物以足够大的流速向上通过固定化酶床层，使固体颗粒处于流化状态，达到混合的目的。流速使固定化酶颗粒不下沉又不溢出。⒌循环反应器（PCR）部分反应液流出和新加入底物流入液混合，在进入反应床进行循环。⒍连续流动搅拌罐-超滤膜反应器（CSTR/UF, CSTR/UFR）连续流动搅拌罐的出口处装有超滤膜，产物和未反应的底物可通过，酶被截留反复使用。 二、反应器的选择依据 ： （⒈）根据固定化酶的形状来选择：（⒉）根据底物的物理性质来选择：（⒊）根据反应的动力学特性来选择：（⒋）根据外界环境对酶的稳定性的影响来选择： 模拟酶：人造的具有酶性质的催化剂（分子模拟立体结构，化学结构）与天然酶相比：模拟酶具有更高的热稳定性和酸碱稳定性，同时催化效率更高，适应性更强。 模拟酶的分类1.主-客体酶模型：2.胶束模拟酶  3.肽酶：4.半合成酶：5.印迹酶：（1）分子印迹技术：如果以一个分子充当模板，其周围用聚合物交联，当模板分子除去后，此聚合物就留下了与此分子相匹配的空穴。 酶工程研究的进展 1.有机相酶反应的优点：（1）增加疏水性底物或产物的溶解性。（2）热力学平衡向合成方向移动，如酯合成、肽合成（蛋白水解酶）。（3）可抑制有水参与的副反应，如酸酐的水解等。（4）酶不溶于有机介质，易于回收再利用。（5）容易从低沸点的溶剂中分离纯化产物。（6）酶的热稳定性提高，pH的适应性扩大。（7）无微生物污染。（8）能测定某些在水介质中不能测定的常数。（9）固定化酶方法简单，可以只沉积在载体表面。（10）酶在非水介质中可以催化某些在水中不能进行的反应（改变溶剂能控制底物的特异性、区域选择性、立体选择性），如脂肪酶水相催化酯的水解，有机相中催化酯化、转酯、氨解等。 2.有机相酶反应的溶剂体系（1）水-水溶性溶剂均相体系：乙醇、丙酮、甘油（2）水-水不溶性溶剂两相体系：三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚（3）反向胶束（油包水酶）（4）单相有机溶剂体系：酶分子周围有一层水分子膜（必需水）维持酶催化反应构象。 3.水和溶剂对有机溶剂中酶的影响（1）酶活力：最适含水量。（2）酶选择性：对固定的底物有些酶选择性会因所处的溶剂不同而变化。（3）酶的稳定性：有机溶剂中酶的热稳定性随系统水含量增加而下降，水是酶热失活的必须参加者。 4.有机相的酶工程（1）酶的固定化：载体吸附法和凝胶包埋法，提高扩散效果，增加稳定性，利于回收和连续化生产（2）酶的化学修饰和表面活性剂包埋：增加酶表面疏水性，改善脂溶性和稳定性，提高催化效率。