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鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450100

脂肪酶又被稱為三?；视退饷?，目前被廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物與微生物領(lǐng)域，具有一定的立體選擇性和催化性，對(duì)原材料的要求很低，很少發(fā)生副反應(yīng)，可催化脂水解、交換與合成等。但是，游離性脂肪酶容易溶于水，缺乏較強(qiáng)的穩(wěn)定性，因此在利用脂肪酶的過程中需要對(duì)其進(jìn)行固定化處理，以解決游離脂肪酶的問題，提升脂肪酶的應(yīng)用效果。

1 脂肪酶的固定化技術(shù)

1.1 吸附技術(shù)

脂肪酶的吸附固定化技術(shù)是目前常用的酶固定化方法，主要通過對(duì)脂肪酶進(jìn)行表面吸附或化學(xué)結(jié)合的方式將其固定在載體表面，以提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。具體操作流程為：第一，選擇合適的載體。選擇合適的載體是脂肪酶吸附固定化技術(shù)的基礎(chǔ)，常用的載體材料包括聚合物、纖維素、硅膠等。第二，活化載體表面。通過化學(xué)或物理方法對(duì)載體表面進(jìn)行活化處理，以提高其表面活性與親和性，以便于后續(xù)酶的吸附或結(jié)合。第三，吸附或結(jié)合脂肪酶。將脂肪酶溶液與載體混合，通過表面吸附或化學(xué)結(jié)合的方式將其固定在載體表面。第四，處理和穩(wěn)定化。在固定化過程中需要對(duì)脂肪酶進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化處理，以提高其穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。第五，驗(yàn)證固定化效果。通過測(cè)定固定化后脂肪酶的酶活力、穩(wěn)定性和耐熱性等指標(biāo)，檢驗(yàn)固定化效果的好壞。此類固定化技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉、酶活力高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。

1.2 交聯(lián)技術(shù)

脂肪酶固定化的過程中，交聯(lián)固定化技術(shù)的應(yīng)用也較為廣泛，主要通過交聯(lián)劑將脂肪酶固定在載體上，以提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。該技術(shù)與吸附技術(shù)應(yīng)用過程中載體選擇、載體表面活化處理的流程相同，首先需要選擇合適的交聯(lián)劑，常用的交聯(lián)劑包括戊二醛、聚乙二醇二醚、聚乙烯亞胺等，其次，將脂肪酶溶液與載體混合后在其中加入交聯(lián)劑，通過化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)的方式將酶固定在載體表面。再次，在固定化過程中對(duì)脂肪酶進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化處理，以提高其穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。最后，通過測(cè)定固定化后脂肪酶的酶活力、穩(wěn)定性、耐熱性等指標(biāo)，驗(yàn)證固定化效果的好壞。脂肪酶的交聯(lián)固定化技術(shù)具有酶固定化效果穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。但是，交聯(lián)劑的使用可能會(huì)對(duì)酶活性產(chǎn)生一定的影響，因此需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化與調(diào)節(jié)[1]。

1.3 包埋技術(shù)

脂肪酶包埋固定化技術(shù)主要是指將酶包埋在聚合物基質(zhì)中，使用聚合物基質(zhì)保護(hù)酶的活性和穩(wěn)定性，從而提高酶的重復(fù)使用性和催化效率。首先，選擇合適的聚合物基質(zhì)。根據(jù)酶的性質(zhì)和應(yīng)用要求，采用合適的聚合物基質(zhì)，如聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯酰胺等。其次，配制溶液。將酶與聚合物基質(zhì)的溶液混合在一起，并加入交聯(lián)劑等助劑。再次，包埋處理。將酶和基質(zhì)的混合物均勻涂抹在載體表面，或使用浸泡法將載體浸泡在混合物中，使酶和基質(zhì)充分接觸，然后在適當(dāng)?shù)臈l件下將其干燥和固化。最后，驗(yàn)證包埋效果。通過測(cè)定包埋后酶的活性、穩(wěn)定性、重復(fù)使用性等指標(biāo)，來驗(yàn)證包埋效果。例如，采用包埋法在納米分子籠中將假絲酵母脂肪酶固定，對(duì)固定酶活性和游離酶進(jìn)行檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，固定酶的半衰期在85 min 左右，游離酶的半衰期在29 min 左右，酶的穩(wěn)定性有所提升。

1.4 共價(jià)技術(shù)

脂肪酶的共價(jià)固定化技術(shù)主要是將酶共價(jià)連接到載體表面，通過共價(jià)鍵連接來實(shí)現(xiàn)酶的固定化，具體操作如下：第一，活化載體表面。通過物理或物理方法對(duì)載體表面進(jìn)行活化處理，以提高其表面活性與親和性。常用的活化劑包括羧基化劑、胺基化劑等。第二，交聯(lián)劑的選擇。選擇合適的交聯(lián)劑，如戊二醛、酚酞等。第三，共價(jià)固定化。使脂肪酶與活化載體表面反應(yīng)，通過化學(xué)鍵或物理鍵連接將酶固定在載體表面。第四，處理和穩(wěn)定化。在固定化過程中需要對(duì)脂肪酶進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化處理，以提高其穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。處理和穩(wěn)定化的方法包括測(cè)定酶活性、調(diào)節(jié)pH、控制溫度、添加穩(wěn)定劑等[2]。

1.5 微波輔助技術(shù)

脂肪酶的微波輔助固定化技術(shù)主要利用微波加熱來促進(jìn)酶與載體表面發(fā)生反應(yīng)，從而提高固定化效率和固定化質(zhì)量。具體操作如下：首先，制備載體。選擇合適的載體，如硅膠、海藻酸鈣等，并進(jìn)行表面活性處理。其次，制備酶固定溶液。將脂肪酶與交聯(lián)劑、緩沖液、輔助劑等混合在一起，制備酶固定溶液。再次，微波輔助固定化。將載體浸泡在酶固定溶液中，然后利用微波輻射加熱，促進(jìn)酶與載體表面發(fā)生反應(yīng)，從而完成酶的固定化。最后，穩(wěn)定化處理。對(duì)固定化后的酶進(jìn)行穩(wěn)定化處理，例如在適當(dāng)?shù)臏囟群蚿H 條件下進(jìn)行儲(chǔ)存[3]。

1.6 定向固定化技術(shù)

脂肪酶定向固定化技術(shù)主要通過化學(xué)交聯(lián)、吸附和共價(jià)鍵合等方法將脂肪酶固定在載體上，其一，化學(xué)交聯(lián)法。此類方法利用化學(xué)反應(yīng)將脂肪酶固定在載體上，一般采用的交聯(lián)劑包括戊二醛、葡萄糖和多胺等。在反應(yīng)中加入交聯(lián)劑后，使其與載體和酶發(fā)生反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而將酶固定在載體上。其二，吸附法。此類方法是將酶吸附在載體表面，使其通過靜電作用或氫鍵等吸附在載體表面。吸附法簡(jiǎn)單易行，但穩(wěn)定性較差，需要后續(xù)通過交聯(lián)或共價(jià)鍵合等方法來進(jìn)一步提高其穩(wěn)定性。其三，共價(jià)鍵合法。此類方法通過共價(jià)鍵將載體與酶固定在一起。常見的共價(jià)鍵合劑有二硫化物、雙酰亞胺和雙醛等。在反應(yīng)中，將共價(jià)鍵合劑添加到載體和酶的混合物中，使其與載體和酶形成共價(jià)鍵，從而將酶固定在載體上[4]。

1.7 膜固定化技術(shù)

脂肪酶膜固定化技術(shù)是目前較為先進(jìn)的固定化方法，通過將脂肪酶固定在膜上，來提高脂肪酶的穩(wěn)定性、活性和重復(fù)使用性，其具體操作如下：第一，膜材料的選擇。根據(jù)反應(yīng)條件和需要選用適合的膜材料。常用的膜材料有聚酯、聚酰胺、聚丙烯等。第二，膜的制備。將膜材料按照一定比例混合后，通過溶劑浸漬、溶液吸附、澆鑄等方法制得膜。第三，脂肪酶固定化。將膜浸泡在含有脂肪酶的緩沖液中，脂肪酶會(huì)通過吸附、交聯(lián)、共價(jià)鍵合等方式固定到膜上。第四，膜的穩(wěn)定化處理。將固定化后的脂肪酶膜浸泡在交聯(lián)劑、硬化劑、交聯(lián)劑和硬化劑混合物等穩(wěn)定化劑中進(jìn)行處理，以提高膜的穩(wěn)定性和耐用性。

2 脂肪酶在藥物合成中的應(yīng)用

2.1 脂肪酶合成抗抑郁藥物

近年來脂肪酶在合成抗抑郁藥物的過程中得到了廣泛應(yīng)用，其主要流程為：第一，確定底物。根據(jù)抗抑郁藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，確定需要合成的底物。第二，選擇脂肪酶?；诘孜锏幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件，選擇適合的脂肪酶。第三，優(yōu)化反應(yīng)條件。對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，包括溫度、pH、底物濃度、脂肪酶濃度等。第四，控制反應(yīng)過程。對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行控制，包括底物加入、脂肪酶加入、反應(yīng)時(shí)間等。第五，反應(yīng)停止和分離純化。在反應(yīng)停止后，需要對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行分離純化，以得到合成的抗抑郁藥物。第六，驗(yàn)證合成產(chǎn)物。從理化性質(zhì)、藥理學(xué)等方面對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證。脂肪酶合成抗抑郁藥物的技術(shù)具有高效、環(huán)保、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以避免傳統(tǒng)化學(xué)合成過程中廢棄物的排放和對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)可以控制反應(yīng)的立體選擇性，提高合成產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率。因此，該技術(shù)在抗抑郁藥物的合成方面擁有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 脂肪酶合成抗癲癇藥物

脂肪酶合成抗癲癇藥物的作用原理是利用脂肪酶催化反應(yīng)來合成具有抗癲癇活性的化合物?？拱d癇藥物的作用機(jī)制多種多樣，但大致可以分為以下幾種類型：其一，抑制神經(jīng)元的興奮性，例如苯妥英鈉、卡馬西平等藥物可以通過增強(qiáng)GABA 的作用、抑制鈉通道或鈣通道來發(fā)揮抗癲癇的作用；其二，激活離子通道，例如苯妥英鈉、多巴胺等藥物可以通過激活鉀離子通道，減少神經(jīng)元的放電；其三，抑制神經(jīng)元的代謝，例如丙戊酸鈉可以抑制神經(jīng)元中的肌酸激酶，從而減少神經(jīng)元的放電。

2.3 脂肪酶合成抗菌藥物

脂肪酶合成抗菌藥物主要是通過脂肪酶催化反應(yīng)來合成具有抗菌活性的化合物。首先，可以利用脂肪酶合成四環(huán)素類抗生素。四環(huán)素類抗生素是一種廣譜抗生素，可以抑制細(xì)菌中蛋白質(zhì)的合成。研究人員利用脂肪酶催化反應(yīng)合成了一種新型四環(huán)素類抗生素，具有更高的抗菌活性和更低的毒性[5]。其次，可以通過脂肪酶合成青霉素類抗生素。青霉素類抗生素是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的抗生素。研究人員利用脂肪酶催化反應(yīng)，合成了一種新型青霉素類抗生素，具有更強(qiáng)的抗菌活性和更低的毒性。最后，可以采用脂肪酶合成碳青霉烯類抗生素。碳青霉烯類抗生素是一種廣譜抗生素，可用于治療多種細(xì)菌感染。研究人員利用脂肪酶催化反應(yīng)，合成了一種新型碳青霉烯類抗生素，具有更高的抗菌活性和更低的毒性。

3 結(jié)語

綜上所述，為了有效解決游離脂肪酶的穩(wěn)定性問題和可靠性問題，可以在脂肪酶處理過程中采用先進(jìn)的固定化技術(shù)，科學(xué)使用吸附技術(shù)、交聯(lián)技術(shù)、包埋技術(shù)、共價(jià)技術(shù)、微波輔助技術(shù)、定向固化技術(shù)、膜固定化技術(shù)，同時(shí)重點(diǎn)分析脂肪酶在藥物合成中的應(yīng)用作用語言，科學(xué)合理地將已經(jīng)固定化處理的脂肪酶應(yīng)用在抗抑郁藥物、抗癲癇藥物、抗菌和抗炎藥物的合成中，以有效提升藥物的合成效果，為充分發(fā)揮脂肪酶的作用提供保障。