Biocatalysis in the Pharmaceutical and Biotechnology Industries

Biocatalysis in the Pharmaceutical and Biotechnology Industries pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:CRC Pr I Llc
作者:Patel, Ramesh N. 编
出品人:
页数:893
译者:
出版时间:2006-9
价格:$ 214.64
装帧:HRD
isbn号码:9780849337321
丛书系列:
图书标签:
  • Biocatalysis
  • Pharmaceuticals
  • Biotechnology
  • Enzymes
  • Drug Discovery
  • Biotransformation
  • Industrial Biotechnology
  • Green Chemistry
  • Catalysis
  • Organic Synthesis
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具体描述

Because enzyme-catalyzed reactions exhibit higher enantioselectivity, regioselectivity, substrate specificity, and stability, they require mild conditions to react while prompting higher reaction efficiency and product yields. Biocatalysis in the Pharmaceutical and Biotechnology Industries examines the use of catalysts to produce fine chemicals and chiral intermediates in a variety of pharmaceutical, agrochemical, and other biotechnological applications. Written by internationally recognized scientists in biocatalysis, the authors analyze the synthesis of chiral intermediates for over 60 brand-name pharmaceuticals for a wide range of drug therapies and treatments. From starting material to product, the chapters offer detailed mechanisms that show chiral intermediates and other by-products for each reaction-including hydrolytic, acylation, halogenation, esterification, dehalogenation, oxidation-reduction, oxygenation, hydroxylation, deamination, transamination, and C-C, C-N, C-O bonds formation. Cutting-edge topics include advanced methodologies for gene shuffling and directed evolution of biocatalysts; the custom engineering of enzymes; the use of microbial cells and isolated biocatalysts; the use of renewable starting materials; and generating novel molecules by combinatorial biocatalysis and high-throughput screening. Focusing on industrial applications, the book also considers factors such as bulk processes, instrumentation, solvent selection, and techniques for catalyst immobilization, reusability, and yield optimization throughout. Biocatalysis in the Pharmaceutical and Biotechnology Industries showcases the practical advantages and methodologies for using biocatalysts to develop and produce chiral pharmaceuticals and fine chemicals.

好的,这是一份关于酶催化在制药和生物技术领域应用的图书简介,内容详实,侧重于技术、应用实例、挑战与未来趋势,旨在提供深入的行业视角。 --- 酶催化:驱动现代制药与生物技术革新的核心技术 图书名称: 酶催化:驱动现代制药与生物技术革新的核心技术 图书简介 本书深入剖析了酶催化技术在当代制药与生物技术产业中的核心地位与广阔应用前景。在全球追求更高效、更环保、更具选择性化学合成方法的背景下,酶作为自然界最高效的催化剂,正以前所未有的速度渗透并重塑传统化学流程。本书旨在为化学家、生物工程师、制药科学家以及行业决策者提供一套全面的技术蓝图和实践指南,涵盖从基础酶学原理到工业规模化应用的完整链条。 第一部分:酶催化的基础科学与工程学基石 本部分首先奠定了理解酶催化应用的技术基础。我们详尽阐述了酶的结构-功能关系、催化机理(包括底物识别、过渡态稳定以及动力学参数的解析)。重点讨论了如何通过蛋白质工程技术,如定向进化(Directed Evolution)和理性设计(Rational Design),对天然酶进行改造,以提升其热稳定性、溶剂耐受性、底物特异性以及对非天然底物的催化活性,这是实现工业化应用的关键前提。 随后,本书详细介绍了固定化酶技术。固定化不仅是实现酶的重复利用、降低成本的必要手段,更是影响反应器设计和连续化生产效率的核心因素。我们对比了共价键合、吸附、包埋等主流固定化方法的优缺点,并讨论了新型载体材料(如介孔硅胶、高分子树脂、磁性纳米颗粒)在提高酶负载量和稳定性方面的最新进展。 第二部分:在复杂分子合成中的应用:从手性药物到新颖结构 手性药物的开发是现代制药业的焦点。酶催化,尤其是使用氧化还原酶、水解酶和转移酶,在构建高对映选择性化合物方面表现出无与伦比的优势。本部分集中探讨了利用酶法合成关键药物中间体和活性药物成分(APIs)的案例研究。 例如,在抗生素的侧链合成中,酰胺酶和脂肪酶如何替代传统的高压、高温或使用有毒催化剂的化学方法,实现近乎完美的对映体纯度。书中详细分析了酮还原酶(KREDs)在合成重要手性醇类结构中的作用,并讨论了如何在工业规模上优化这些反应的辅因子再生系统(如NAD(P)H的循环),这是生物催化实现经济可行性的核心挑战之一。 此外,本书还探讨了利用酶法构建C-C键、C-N键等复杂骨架的创新策略。新型的酶促偶联反应,如脱羧偶联酶、转氨酶在合成非天然氨基酸和复杂杂环化合物中的应用被深入挖掘,为药物发现阶段提供了强大的合成工具箱。 第三部分:生物制药与生物大分子修饰 在生物制药领域,酶催化的重要性体现在对大分子药物的精确修饰和高选择性转化上。本章聚焦于酶在抗体药物偶联物(ADCs)构建中的应用。传统的化学偶联方法往往导致药物负载量分布不均,影响药物的安全性和疗效。而利用酶(如转谷氨酰胺酶、或修饰后的水解酶)实现位点特异性修饰,能够确保ADC分子的均一性,从而提高临床批次间的一致性。 此外,多糖、寡核苷酸和肽类药物的合成与修饰也大量依赖于酶。例如,在多肽合成中,固相肽合成(SPPS)的副反应限制了长链肽的合成效率。本书介绍了如何利用连接酶(Ligases)在溶液相中进行片段连接,从而克服化学合成的局限。对于糖工程而言,糖基转移酶的定向应用,使得精确构建具有特定生物活性的寡糖结构成为可能。 第四部分:工业化实施的挑战与过程工程优化 将实验室规模的酶催化反应放大到吨级生产,面临着一系列工程学和经济学挑战。本部分是本书的实践核心。 反应器设计与过程控制: 我们详细比较了分批发酵罐、连续流反应器(如固定化酶床层反应器)在酶催化过程中的适用性。连续流系统因其更好的传质传热效率、更小的反应体积和更精确的停留时间控制,正成为高端精细化学品合成的主流趋势。书中探讨了如何利用过程分析技术(PAT)实时监测酶活性、底物消耗和产物生成,以确保工艺的鲁棒性。 酶的稳定性和耐受性: 工业反应条件往往苛刻(高浓度底物、有机溶剂、高剪切力)。本书系统性地回顾了提高酶稳定性的策略,包括蛋白工程手段、优化溶剂体系(如使用离子液体、深共熔溶剂或双相体系),以及通过精确控制水活度来维持酶的活性构象。 经济性与可持续性评估: 工业化成功的关键在于经济可行性。我们引入了“绿色化学指标”(如原子经济性、E-Factor)来量化酶法相对于传统化学法的优势。同时,详细讨论了酶制剂的生产成本控制、纯化工艺的优化,以及如何通过多酶串联反应(Cascade Reactions)来简化下游纯化步骤,实现一锅多步转化,显著降低整体制造成本。 第五部分:前沿方向与未来展望 展望未来,酶催化技术正向更精密的合成和更广阔的应用领域迈进。 人工智能与高通量筛选: 书中探讨了如何利用机器学习和计算酶学方法来预测酶的活性、优化蛋白质结构,以及加速新酶的发现。高通量筛选平台与酶库的结合,正在极大缩短新型催化剂的开发周期。 合成生物学集成: 将酶催化与微生物细胞工厂相结合的“活体催化”策略是下一代生物制造的方向。通过代谢工程手段,将多步合成途径嵌入到一个工程化的微生物体内,实现从简单原料到复杂目标产物的“一站式”生产,极大简化了分离和提纯过程。 非常规底物的利用: 随着对地球碳循环的关注,利用酶将低价值或废弃的生物质(如木质纤维素、甲烷)转化为高价值化学品,是酶催化在可持续发展领域的重要前沿。 --- 本书内容兼具深度和广度,不仅是酶学研究人员的专业参考,更是致力于提升制药和生物技术流程效率、推动绿色化学实践的工程师和企业家的必备指南。它清晰地描绘了酶催化如何从实验室的奇思妙想,转变为驱动全球精细化学品与药物制造的强大引擎。

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作为一名在生物技术公司从事工艺开发多年的工程师,我一直在寻找能够提供最新技术进展和工业实践经验的书籍。最近,我翻阅了一本关于生物催化在制药和生物技术产业应用的图书,这本书的实用性给我留下了深刻的印象。书中不仅理论讲解扎实,更重要的是提供了大量来自工业界的一手案例和数据。我注意到关于“酶工程化”和“高通量筛选”的章节,这直接关系到如何快速找到适合特定反应的酶,并将其性能提升到满足工业化生产的要求。书中详细描述了如何通过突变、筛选等手段改造酶的活性、选择性、稳定性和底物谱,并举例说明了这些方法在实际生产中的成功应用。此外,书中还对酶催化工艺的经济性、环境影响和法规遵从性进行了分析,这些都是在工业界进行技术选型和项目决策时必须考虑的重要因素。这本书为我们提供了一个全面的视角,帮助我们理解生物催化技术如何在实际生产中创造价值。

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我对生物催化在制药和生物技术领域的应用一直非常关注,最近有幸接触到一本相关领域的著作。这本书的内容涵盖了广泛的工业应用,从早期药物分子的发现,到后期工艺优化和规模化生产,都有深入的探讨。我特别对书中关于“生物合成”和“全细胞催化”的部分感到兴趣盎然。与分离纯化的酶相比,全细胞催化在某些复杂代谢途径的构建和转化中具有独特的优势,比如能够提供辅因子再生和底物活化等。书中对几种具有代表性的全细胞催化体系进行了详细的介绍,并分析了其在特定药物中间体生产中的潜力。这让我联想到目前在天然产物生物合成方面的研究进展,例如抗癌药物紫杉醇和青蒿素的生物合成途径的构建。这本书似乎也触及了这一前沿领域,为我们提供了新的思路和技术支持。另外,书中还提到了酶的定向进化和蛋白质工程技术,这对于设计和优化具有特定功能的酶至关重要,也让我对未来的酶工程研究充满了期待。

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作为一名在生物制药领域摸爬滚打多年的研究人员,我一直对那些能够触及行业核心、洞察未来趋势的著作怀有极大的兴趣。最近,我偶然翻阅了一本关于酶催化在制药和生物技术产业应用的厚重书籍。虽然我还没有来得及深入研读,但从其章节目录和初步浏览的内容来看,这本书无疑触及了当前工业界最热门、最有前景的几个交叉领域。特别是其中关于“绿色化学”和“可持续发展”在药物合成中的应用,引起了我极大的共鸣。在当今对环境影响日益关注的背景下,能够高效、选择性强、并且减少废弃物的酶催化技术,无疑是解决传统化学合成瓶颈的有力武器。我尤其好奇书中对新型酶的发现、改造以及在复杂分子合成中的具体案例分析。例如,书中提及了对一些天然产物复杂结构进行酶法不对称合成的研究,这对于新药研发,尤其是那些结构新颖、难以通过化学方法获得的药物分子,具有极其重要的理论和实践意义。这本书似乎不仅仅是技术手册,更像是对行业未来发展方向的一种预判和引导,值得深入挖掘。

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最近,我收到一本关于生物催化在医药和生物技术领域应用的专著,迫不及待地翻阅了一下。这本书的编排结构非常清晰,从基础的酶学原理讲起,逐步深入到其在不同药物类别合成中的具体应用。我注意到其中对“手性药物”的合成篇幅相当可观,这正是我目前研究的一个重点。手性化合物的对映选择性合成一直是化学合成中的一大挑战,而生物催化以其天然的立体选择性,为解决这一难题提供了高效的解决方案。书中列举了多种利用酶进行手性醇、胺、酸等的合成案例,这些案例的描述详细而富有启发性,甚至附带了反应机理的图示,对于我理解酶催化反应的具体过程大有裨益。此外,书中还探讨了酶固定化技术以及生物反应器的设计,这些都是实现工业化生产的关键环节。整体而言,这本书的专业性很强,对于希望系统性学习和掌握生物催化技术的科研人员和工程师来说,无疑是一本不可多得的参考书。

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我一直对酶在化学转化中的强大能力感到着迷,尤其是它们在复杂有机合成中的应用。最近,我读到一本关于生物催化在制药和生物技术产业应用的著作,这本书深入探讨了酶在药物研发和生产中的多样化作用。我特别欣赏书中对“生物转化”和“新药发现”之间联系的阐述。例如,书中提到了利用酶进行生物转化,以合成具有潜在药用价值的新型化合物,或者对现有药物进行结构修饰,以改善其药代动力学性质或降低毒副作用。书中详细介绍了利用不同的酶,如氧化还原酶、水解酶、转移酶等,来完成复杂的官能团转化和碳链构建,为新药发现提供了丰富的工具箱。此外,书中还触及了酶在天然产物提取和修饰方面的应用,以及在生物传感器和诊断试剂开发中的作用。这本书的广度和深度都令人印象深刻,它不仅展示了生物催化的技术潜力,也描绘了其在推动整个生命科学产业发展中的重要地位。

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