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生物酶制剂研究出现新的增长点

    新型酶制剂的研究开发引起科学工作者和产业部门的重视。这里仅介绍三方面的生物酶在国内外研究取得的重要进展。

    1．基因工程菌生产的植酸酶

    中国农业科学院饲料研究所姚斌博士研究组与该院生物技术研究中心范云六院士研究组进行合作研究，共同开发成功一种高效农用酶制剂——植酸酶，它是通过基因工程技术建构的“工程毕赤酵母”，引入的植酸酶基因获得高效表达，产酶能力稳定，大大提高了值酸酶的产率，5 L发酵罐试验，酶产量达到10^-5 mg/mL，比原植酸酶产生菌如黑曲霉产量高3 000倍以上，比国外报道的“工程菌”产酶量也高50倍以上。己进入试生产，其研究结果以及生产工艺等均己通过有关专家鉴定，居国际先进水平。这项研究成果完全可以转化为现实生产力，实现工业化生产。这不仅使饲料工业普及利用植酸酶添加剂成为现实，而且由于该产品效价高，成本低于国外同类产品，因此，首次在我国诞生的这种高效“工程菌”植酸酶很有开发潜力，它的发展与应用，其产品实现产业化、商品化、国际化，完全有可能改变植酸酶世界生产的格局，同时也将改写植酸酶世界产品的售价，将为饲料工业带来革命性变革，并使各类养殖业的蓬勃发展呈现繁荣的新景象。

    2．高等动物产生的端粒酶

    于1984年在人体生殖细胞中的染色体顶端发现的这种酶，称之为端粒酶，它能修复受损伤的染色体端粒，并使其缩短过程减缓（多数人体细胞在胎儿发育期就停止制造这种酶）。正因为此酶有这种功能作用，因此，有可能用这种酶为延续人体衰老带来希望。有专家认为，染色体端粒结构缩短与人的寿命长短有关系，可以说是个决定因素。染色体端粒结构随着细胞的每一次分裂而逐渐变短，细胞分裂40～90次以后，这些端粒最终仅剩下一个端粒，正是这种端粒之长短成为衡量细胞寿命的标尺。在英国，一家研究所的研究人员还发现染色体端粒变短之后，不仅其稳定性下降，且易发生突变，在患癌症者当中突变比卒较高，从此也说明端粒之变异与癌症发生有一定联系。英国研究者在癌细胞中发现有端粒酶的存在，它使癌细胞无限制地分裂增多，因而激活人体端粒酶也不会延长寿命，反而导致癌症的发展和延续。与此同时，也有发现关闭端粒酶的基因存在有可能使端粒酶失去保护癌细胞之功能。当此酶失去功能时，癌细胞如同普通细胞一样正常化，而癌细胞无法进一步扩散；另外，还发现“染色体-3”为特殊的基因组，它能阻止此酶在乳腺肿瘤中继续作用。另有报道指出，这一发现不仅为癌症等疾病的基因治疗有可能提供新的方法，而且使那些无法继续分裂的细胞仍可继续分裂。这样，既可防止细胞个体衰老又可使其寿命延续。如果向衰老的人体细胞中加入端粒酶可使不分裂细胞维持继续分裂、恢复生机以及寿命得到延续的话，那么有可能利用端粒酶制成酶制剂，作为一种药物用于防止人体细胞衰老而永葆青春，但必须看到，端粒酶的利与弊，还有好多题有待在21世纪做进一步探究。

    3．经“定向进化”技术改进的各种酶

    所谓定向进化是在分子水平培育具有所需要物的生物，可以在试管里进行无性繁殖或有性繁殖，其实质是研究所需生物的特定基因或蛋白质，而不是整个有机体。换言之，即把某种自然产生的化合物放入快速进化的过程中，可以在几星期或几个月增强基因或蛋白质的某种特性，将可用于制造副作用更小的新药物、营养价值高的作物品种，或更有益于环境的化学加工等等。这是在完全实施人工控制以更有效地服务于人类。据美国《商业周刊》（1999．9．27）介绍，定向进化技术的应用为改进酶制剂（或其他药物）发挥了极其重要作用。如某些化学合成所用的酶，要求洁净，选择性强，“定向进化”技术得以有效应用。美国研究人员从高温极端环境（美国黄石公园）中分离到一种微生物，从中提取高温酶，再经“定向进化”改造，可使该酶的活性提高3．9万倍。还有在工业上得到应用的源于枯草芽孢杆菌的蛋白酶，经“定向进化”技术改进后，能使其在高温条件下或在碱性溶液中的活性提高2倍。

    总之，生物酶及其制剂经高新技术的改造后使其效价或酶活成倍地提高，使其在工业、农业、医药等诸多领域的应用取得更好的效益，有着广阔的开发前景。