《生物藥物概論》PPT課件.ppt

第二章 生物藥物概論,第一節(jié) 生物藥物的來源、 特性、分類與制備,一.生物藥物的來源 二.生物藥物的特性 三.生物藥物的分類 四.生物藥物的制備,一.生物藥物的來源,1.生物藥物的定義 生物藥物是指運(yùn)用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等研究成果,從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等, 綜合利用物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等學(xué)科的原理和方法制造的一類用于預(yù)防、治療和診斷的制品。,2.生物藥物的原料來源 天然生物材料:動(dòng)物、植物、微生物 等。 人工生物材料:免疫法制備的動(dòng)物 原料、基因工程技術(shù)制備的微生 物或其它細(xì)胞原料。,二.生物藥物的特性,1.藥理學(xué)特性 治療的針對(duì)性強(qiáng)，治療的 生理生化機(jī)制合理，療效可靠。 細(xì)胞色素C：治療缺氧性疾病, 藥理活性高 ATP直接供能，效果確切、顯著 毒副作用小，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高 生物藥物主要有:蛋白質(zhì)、核酸、 糖類、脂類 生理副作用常有發(fā)生 免疫反應(yīng)、 過敏反應(yīng),2.在生產(chǎn)的制備中特殊性 (1)提取純化工藝復(fù)雜 (2)穩(wěn)定性差 (3)易變質(zhì)腐敗 (4)注射用藥要求,3.檢驗(yàn)上的特殊性 需理化檢驗(yàn)指標(biāo) 生物活性指標(biāo),三.生物藥物的分類,生物藥物的分類方法有三種: 1.按藥物的化學(xué)本質(zhì)和特性分類 2.按原料來源分類 3.按生理功能和臨床用途分類,1.按藥物的化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)特性分類,(1)氨基酸及其衍生物類藥物 (2)多肽及蛋白質(zhì)類藥物 (3)酶與輔酶類藥物,(4)核酸及其降解物和 衍生物類藥物 (5)糖類藥物 (6)脂類藥物 (7)細(xì)胞生長(zhǎng)因子類 (8)生物制品類,2.按原料來源分類 (1)人類組織來源的生物藥物 (2)動(dòng)物組織來源的生物藥物 (3)植物組織來源的生物藥物 (4)微生物來源的生物藥物 (5)海洋生物來源的生物藥物,3.按生理功能和臨床用途 分類,(1)治療藥物 (2)預(yù)防藥物 (3)診斷藥物 (4)其它生物醫(yī)藥用品,四.生物藥物的制備,1.生物藥物原料的選擇、 預(yù)處理與保存方法 (1)原料選擇 有效成分含量高、新鮮,(2)原料的預(yù)處理與保存 預(yù)處理:動(dòng)物、 植物、 微生物原料 保存:冷凍法 有機(jī)溶劑脫水法 防腐劑保鮮法,2.生物藥物的提取,生物組織與細(xì)胞的破碎 破碎方法:磨切法、壓力 法、反復(fù)凍融法、超聲波震 蕩、自溶法、酶解法,提取 破碎后立即提取,根據(jù)活性物質(zhì)的性質(zhì)，選擇提取試劑種類、用量、提取次數(shù)、提取時(shí)間,注意提取溫度、pH、變性劑等。,3.蛋白質(zhì)類藥物的分離純化方法,沉淀法 原理是使蛋白質(zhì)膠體顆粒 的表面水化膜或表面電荷破壞，從 而使蛋白質(zhì)沉淀。常用：鹽析法、 有機(jī)溶劑沉淀法、等點(diǎn)電沉淀法、 靶物質(zhì)結(jié)合沉淀法(抗原-抗體)等。,按分子大小分離方法 有超濾法、透析法（膜分離法）、 凝膠過濾法、超速離心法等。,按分子所帶電荷進(jìn)行分離的方法 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、酶均為兩性電解質(zhì)，具有等電點(diǎn)。在遠(yuǎn)離等電點(diǎn)的pH時(shí)便會(huì)帶正電荷或帶負(fù)電荷。包括離子交換層析法、電泳法、等電聚焦等。,親和層析法 大部分生物活性物質(zhì)都有其作用的 靶物質(zhì)。如酶和底物、抗原和抗體、 激素與受體等，它們之間有特異的親 和作用。利用該性質(zhì)進(jìn)行的特異層析 分離技術(shù)稱為親和層析。專一性強(qiáng)。,核酸類藥物的分離純化方法,主要方法有：提取法和發(fā)酵法 提取法生產(chǎn)DNA和RNA主要技 是先提取核酸與蛋白質(zhì)復(fù)合物, 再解離核酸與蛋白質(zhì),然后分離 RNA與DNA。 發(fā)酵法主要用于生產(chǎn)單核苷酸。, 糖類的分離純化方法,因各種糖類的性質(zhì)和原料來源 不同沒有統(tǒng)一的提取純化工藝， 只介紹多糖和粘多糖的一般分離 純化方法。,提取方法：非降解法和降解法 非降解法:適用于從含一種粘多糖的動(dòng)物組織中提取粘多糖。溶劑為水和鹽溶液。 降解法:適用于從組織中提取結(jié)合比較牢固的粘多糖。堿降解、酶降解。,分離方法 常用的分離方法： 沉淀法 離子交換層析法 乙醇沉淀法：45倍體積的乙醇 可以使任何結(jié)締組織中的粘多糖 完全沉淀。,離子交換層析法： 粘多糖的聚陰離子能很好地被陰 離子交換吸附劑吸附和分離。例 如 Dowex I-X2離子交換樹脂、 DEAE -離子交換纖維素。用NaCl進(jìn) 行梯度洗脫。,脂類藥物的分離純化方法,提取方法 脂類自然狀態(tài)下是以結(jié)合形式存在的。 非極性脂是與其它脂質(zhì)分子或蛋白質(zhì) 分子的疏水區(qū)相結(jié)合。提取脂質(zhì)藥物 就是要破壞這種結(jié)合鍵，將脂質(zhì)溶解 出來。溶劑：醇、氯仿等。,純化方法 沉淀法：不同脂質(zhì)在丙酮中 溶解度不同，故常用它進(jìn)行沉淀。,吸附層析法： 吸附劑有：硅膠、氧化鋁等。通過 極性和離子力將各種化合物結(jié)合到 固體吸附劑上。洗脫用極性逐漸增 大的洗脫液，非極性先流出，極性 后流出。,離子交換層析法： 脂質(zhì)分子有非解離、兩性離子和 酸式解離三種狀態(tài)。在一定的pH 條件下選擇適當(dāng)?shù)碾x子交換劑提純。,氨基酸類藥物的分離純化方法,氨基酸的生產(chǎn)方法 蛋白質(zhì)水解法: 酸水解：水解完全L-型氨基酸,色氨 酸破壞。 堿水解：產(chǎn)生消旋作用。 酶水解：不完全,發(fā)酵法:需特異菌株 化學(xué)合成法:得到 D L-型氨基酸 酶促合成法:工藝簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)化率 高、易提純。,氨基酸的分離方法 沉淀法： 依溶解度差異沉淀 特殊試劑沉淀,吸附法： 氨基酸對(duì)吸附劑吸附力的差異進(jìn) 行分離 離子交換法： 氨基酸屬于兩性電解質(zhì)，常用強(qiáng) 酸型陽(yáng)離子交換樹脂。,第二節(jié) 人體來源的藥物,一.人體來源藥物的特點(diǎn)與研究意義 特點(diǎn)： 安全性好 效價(jià)高療效可靠 穩(wěn)定性好,研究意義： 資源有限性 受法律和倫理的制 約,僅血液、尿液、胎盤可用作原 料。 研究的重要意義 對(duì)醫(yī)學(xué)和藥學(xué)有 重大意義。,二、人體來源藥物的種類與用途,人血液成分制品 發(fā)現(xiàn)血型,輸血療法的應(yīng)用 包括：全血制品、血液成分制品、 血漿成分制品、體液細(xì)胞內(nèi)成分 制品等。 血液成分制品：紅細(xì)胞、白細(xì)胞、 血小板、血漿。,紅細(xì)胞制劑 壓積紅細(xì)胞 少含白細(xì)胞的壓積紅細(xì)胞 冰凍貯藏紅細(xì)胞 白細(xì)胞濃縮液 血小板制劑 新鮮冰凍血漿,血漿的綜合利用,項(xiàng)目 含量 血漿占人體體重的量 8 血漿占全血的量 50 血漿中水分占血漿的量 92 血漿中蛋白質(zhì)占血漿的量 67 白蛋白IgG占血漿總蛋白的量 65,轉(zhuǎn)輸?shù)鞍最?在血液循環(huán)中對(duì)機(jī)體 的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、激素、藥 物等進(jìn)行轉(zhuǎn)輸?shù)难獫{蛋白。包括： 白蛋白、脂蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白等。 免疫球蛋白 構(gòu)成體液免疫系統(tǒng)。 包括：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,凝血系統(tǒng)蛋白 包括：與凝血有關(guān)的蛋白質(zhì)酶 和因子等。 補(bǔ)體系統(tǒng)蛋白 是機(jī)體防御體系 之一，在吞噬、調(diào)理、趨化和細(xì)胞溶解等起重要作用。包括：C1C9。 蛋白酶抑制物類,人體液細(xì)胞中的活性物質(zhì) 人體液細(xì)胞包括：紅細(xì)胞、白 細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血小板、 成纖維細(xì)胞等。 細(xì)胞內(nèi)的活性物質(zhì)有：血紅蛋 白、SOD、IFN、IL-2等。,其它原料的利用 人胎盤：胎盤丙種球蛋白等 人尿液: 尿激酶、絨毛膜促性激 素 細(xì)胞因子 特點(diǎn)和生理作用 種類 100種以上 人體激素,三、人體來源藥物的制備實(shí)例,尿激酶的制備 結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 分子量為54.7K,由33.1K和18.6K兩 條鏈通過二硫鍵連接。屬絲氨酸 蛋白酶。 底物：血纖溶酶原,作用其Arg- Val鍵，使纖溶酶原轉(zhuǎn)為纖溶酶。,工藝路線, 可進(jìn)一步開發(fā)新產(chǎn)品 血液的利用 用低溫乙醇工藝,除冷沉淀外,可將血漿蛋白分離為個(gè)組分。目前僅利用（纖維蛋白原）、（免疫球蛋白）、（白蛋白）3個(gè)組分。 其它原料的利用 胎盤、尿液等。,四、人體來源藥物的研究前景, 用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)人 類活性物質(zhì) 基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞 工程、酶工程、發(fā)酵工程在生物 制藥中發(fā)揮重要作用。 干擾素、白細(xì)胞介素、EPO研制 成功。,第三節(jié) 動(dòng)物來源的藥物,一、動(dòng)物來源的藥物的特點(diǎn) 原料來源豐富 要重視安全性,二、動(dòng)物來源的藥物的種 類與用途 動(dòng)物多肽與蛋白質(zhì)類藥物 動(dòng)物多肽藥物重要性與種類 多肽激素 多肽類細(xì)胞因子 動(dòng)物蛋白質(zhì)類藥物,動(dòng)物酶與輔酶類藥物 促消化酶類 消炎酶類 治療心腦血管類疾病的相關(guān)酶,抗腫瘤的酶 與電子傳遞有關(guān)的治療酶 其它藥用酶 動(dòng)物輔酶類藥物,動(dòng)物核酸類藥物 組成與作用 主要種類與用途 動(dòng)物糖類藥物 粘多糖的種類與分布 甲殼素、硫酸軟骨素、 肝素、透明質(zhì)酸,動(dòng)物脂類藥物 脂類藥物種類與分布 動(dòng)物細(xì)胞因子,第四節(jié) 植物來源的藥物,一、植物來源藥物的特點(diǎn) 約40%的藥物來源于植物。 種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。除小分子天 然有機(jī)化合物外，還含有生物大分 子活性物質(zhì)。如蛋白質(zhì)、多肽、酶、 核酸、糖類、脂類等。,二、植物來源藥物的種類與用途, 植物中的天然有機(jī)化合物 糖和糖苷類 苯丙素類 苯丙烯、苯丙酸、 香豆素等。 醌類 輔酶Q10、紫草素等。, 黃酮類 黃酮醇、花色素、黃芩苷等。 鞣質(zhì) 奎寧酸、槲皮醇等。 萜類 青蒿素、齊墩果酸等。 甾體 毛地黃毒苷元等。 生物堿 咖啡因、喜樹堿等。, 植物蛋白質(zhì)、多肽、酶類生理 活性物質(zhì)的種類和作用,名 稱 來 源 功 能 天花粉蛋白 瓜婁 引產(chǎn) 蓖麻毒蛋白 蓖麻籽 抗癌 胰蛋白酶抑制劑 大豆 治療胰腺炎 木瓜蛋白酶 木瓜汁 促消化 消炎 辣根過氧化物酶 辣根 診斷試劑 超氧化物歧化酶 沙棘 消除自由基 麥芽淀粉酶 麥芽 助消化 脲酶 刀豆 分解尿素,植物糖類藥物 單糖類：葡萄糖、果糖、核糖、 維