生物催化绿化制药产业 ——酶催化助力绿色化学

为什么制药行业对生物催化的兴趣日益浓厚？

制药行业对生物催化日益增长的兴趣主要归因于酶工程技术的进步。曾经需要很长时间才能开发出用于商业生产的酶。随着遗传学（基因组数据库和新一代测序技术）、高通量生物化学和机器人技术、数据分析和计算模拟技术的不断完善，定制新型和个性化药物活性成分的生物催化剂得到了快速发展，同时，也不断减少。成本自然使得生物催化在制药行业中越来越活跃。

药物研发多个临床阶段的首选

在药物开发周期的哪个阶段最有可能使用生物催化剂？为什么？是什么推动了这一变化？

生物催化剂应用于整个药物开发过程，从发现到临床 I、II、III 期，再到最终的商业化过程。最大的变化是生物催化剂越来越成为首选方法，而不是最后的手段。通过与默克的蛋白质设计平台合作，葛兰素史克和默克可以快速展示大规模生产定制生物催化剂的能力，这是第一阶段和第二阶段发生的里程碑。第二个重大变化是，一些复杂的化合物分子可以通过酶合成，这是传统有机化学不可能实现的，因此在药物开发中可以获得更多的候选分子。

生物催化剂在制药领域的实际应用

目前哪些酶被引入市场用于大规模合成活性药物成分 (API)？未来几年预计会有哪些变化？

当前用于API生产的新酶的例子包括：辛伐他汀生产中使用的酰基转移酶，它可以构象特异性酰化J；胺还原酶，可将胺和酮还原偶联，合成胺和叔胺药物靶点；大规模转氨酶和还原酶库能够实现伯胺和低聚醇的构象特异性合成；氧化酶可用于产生不对称亚砜，例如埃索美拉唑和阿莫达非尼。

在这些转化中，目前只有传统催化剂能够进行不对称氧化、酮还原和不对称胺化。这些酶远远超过传统催化剂，因为它们具有目标构象特异性，并且可以针对几乎任何应用进行开发。物种基质。在开发过程中，有些酶可以直接羟基化未活化的CH键，有些酶可以直接合成胺（无需保护、活化和脱保护步骤），有些酶可以以构象特异性的方式糖基化羟基，有些酶还可以特定位点连接蛋白质，而这些特定的转化无法通过传统的过渡金属催化剂实现。

随着蛋白质工程技术的发展，相信生物催化剂还有更大的进步空间。预计全细胞催化、发酵法等生物催化技术用于药物生产将在制药行业得到更广泛的应用，持续惠及全球绿色事业。