13-1氨基酸類藥物

1、 生化藥物的定義、分類、特點生化藥物的定義、分類、特點定義定義：具體運用生物化學(xué)研究方法，從生物體具體運用生物化學(xué)研究方法，從生物體中經(jīng)提取、分離、純化等手段獲得的天然存在中經(jīng)提取、分離、純化等手段獲得的天然存在的生化活性物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲞@些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改的生化活性物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲞@些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性物質(zhì)，通稱生化藥物物質(zhì)，通稱生化藥物(Biochemical medicine)(Biochemical medicine)。酶類藥物酶類藥物輔酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物多肽類藥物氨基酸類藥

2、物氨基酸類藥物蛋白質(zhì)類藥物蛋白質(zhì)類藥物多糖類藥物多糖類藥物脂類藥物脂類藥物分分 類類特特 點點1一般生物學(xué)特性：一般生物學(xué)特性：1天然生物藥物是生物進(jìn)化與自然選擇的結(jié)果、天然生物藥物是生物進(jìn)化與自然選擇的結(jié)果、組成、組成、結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到多結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到多種因素影響；種因素影響；來源于生物體來源于生物體或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾物，或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾物，活活性高，針對性強，性高，針對性強，具有補充調(diào)整、增強、抑制、具有補充調(diào)整、增強、抑制、替換或糾正代謝失調(diào)的功能。替換或糾正代謝失調(diào)的功能。一般比化學(xué)藥物更一般比化學(xué)藥物更合理和更有效，

3、毒性較低、安全性較高，副作用合理和更有效，毒性較低、安全性較高，副作用較小。較小。2天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，通過通過合理藥物設(shè)計，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專合理藥物設(shè)計，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專一，更易為機體接受，副作用與不良反應(yīng)更小一，更易為機體接受，副作用與不良反應(yīng)更小的新藥。的新藥。3特特 點點2 2特殊生物學(xué)特性：特殊生物學(xué)特性：1種屬特異性種屬特異性免疫原性免疫原性2非預(yù)期的多向性活性，一種細(xì)胞因子非預(yù)期的多向性活性，一種細(xì)胞因子可有多種生物活性，多種細(xì)胞因子通可有多種生物活性，多種細(xì)胞因子通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可產(chǎn)生同種生物活性。過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可

4、產(chǎn)生同種生物活性。3特特 點點3 3化學(xué)特性：化學(xué)特性：1含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、收率低、技術(shù)要求高；收率低、技術(shù)要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；結(jié)構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；2劑量小，活性高，劑量小，活性高，對制品的均一性，對制品的均一性，有效性，安全性，穩(wěn)定性，生物活性有效性，安全性，穩(wěn)定性，生物活性要求嚴(yán)格。故常有國際標(biāo)準(zhǔn)品的對照要求嚴(yán)格。故常有國際標(biāo)準(zhǔn)品的對照品作為測試對照。品作為測試對照。3有機溶劑分級分離、等電沉淀有機溶劑分級分離、等電沉淀-粗提物。粗提物。離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù)離子交換層析、凝膠層析

5、、超濾等技術(shù)-提高了產(chǎn)品的純度和收率提高了產(chǎn)品的純度和收率多種層析技術(shù)、超速離心等多種層析技術(shù)、超速離心等-高純度的生化藥物高純度的生化藥物尿激酶從每尿激酶從每1mg1mg蛋白質(zhì)活力不得少于蛋白質(zhì)活力不得少于3500035000單位提單位提高到高到100000100000單位，高于英國藥典及歐洲藥典水平單位，高于英國藥典及歐洲藥典水平（7000070000單位），與日本藥典相同。單位），與日本藥典相同。胰島素，激肽釋放酶都與國外先進(jìn)水平相當(dāng)。胰島素，激肽釋放酶都與國外先進(jìn)水平相當(dāng)。輔酶輔酶A A標(biāo)準(zhǔn)從標(biāo)準(zhǔn)從220U/mg220U/mg提高到提高到250u/mg250u/mg。肝素鈉出口產(chǎn)品也超

6、過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)肝素鈉出口產(chǎn)品也超過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)生物藥物的資源生物藥物的資源植植 物物動動 物物動物臟器動物臟器血液、分泌物及其它代謝物血液、分泌物及其它代謝物微微 生生 物物海海 洋洋 生生 物物毒蜥Exendin-4Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體內(nèi)的內(nèi)的GLP-1GLP-1在序列上有在序列上有5353的同源的同源性，同性，同GLP-1GLP-1一樣具有促進(jìn)胰島素一樣具有促進(jìn)胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)胰島胰島細(xì)胞等作用。細(xì)胞等作用。20052005年經(jīng)年經(jīng)FDAFDA

7、批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。ExenatideExenatide是是Exendin-4Exendin-4的人工合成的人工合成品。品。Exenatide(艾塞那肽) 麻省麻省TransmolecularTransmolecular公司公司的科學(xué)家將放射性的科學(xué)家將放射性I I131131附著于自蝎子毒液中提取的附著于自蝎子毒液中提取的一種多肽制成藥物，研究發(fā)一種多肽制成藥物，研究發(fā)現(xiàn)該藥物具有靶向性，對晚現(xiàn)該藥物具有靶向性，對晚期神經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，期神經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，患者只需要從外部注射這種患者只需要從外部注射這種化合物，而無需再進(jìn)行化療化合物，而無需再進(jìn)行化療或

8、放射治療。該藥物目前仍或放射治療。該藥物目前仍處于臨床研究階段。處于臨床研究階段。蝎蝎 毒毒 肽肽微微 生生 物物1利用微生物作為工具利用微生物作為工具微生物的代謝物微生物的代謝物 2微生物菌體微生物菌體3海海 洋洋 生生 物物1海藻類：海藻類：已知的海藻有已知的海藻有1萬多種萬多種海洋動物類：海洋動物類：腔腸動物類、節(jié)腔腸動物類、節(jié)肢動物類、肢動物類、 軟體動物類、魚類、軟體動物類、魚類、爬行動爬行動 物類、海洋哺乳動物類物類、海洋哺乳動物類2海洋微生物：海洋微生物：3僧袍芋螺齊考諾肽齊考諾肽（ziconotideziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，最初由僧袍芋螺中提取，現(xiàn)已人工合成

9、，是一種現(xiàn)已人工合成，是一種神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛藥物，用于治療嚴(yán)重的藥物，用于治療嚴(yán)重的慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘內(nèi)注射劑經(jīng)內(nèi)注射劑經(jīng)FDAFDA批準(zhǔn)批準(zhǔn)于于20052005年年上市上市。 齊考諾肽（齊考諾肽（ziconotide）DidemninDidemnin B B是一種由是一種由7 7個氨基酸和個氨基酸和2 2個羧個羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽, ,既能抑制既能抑制蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成, ,也能抑制也能抑制DNADNA、RNARNA的合的合成成, ,對黑色素瘤對黑色素瘤B16B16細(xì)

10、胞周期作用的研究細(xì)胞周期作用的研究表明表明, ,它可殺傷各期細(xì)胞它可殺傷各期細(xì)胞, ,尤以尤以G1G1至至S S期期細(xì)胞敏感細(xì)胞敏感 ，它可快速完全介導(dǎo)，它可快速完全介導(dǎo)HL-60HL-60細(xì)細(xì)胞凋亡。目前胞凋亡。目前DideminDidemin B B已能夠人工全已能夠人工全合成合成, ,該藥完成了臨床該藥完成了臨床期實驗期實驗, ,最有希最有希望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代didemninsdidemnins- -脫氫脫氫didemninsdidemnins B(aplidine)現(xiàn)也已進(jìn)入臨床實驗。現(xiàn)也已進(jìn)入臨床實驗。 海鞘海鞘來源的抗癌肽來源的抗癌

11、肽 Didemnin B海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨特、海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨特、生理功能各異的次生代謝產(chǎn)物生理功能各異的次生代謝產(chǎn)物, ,如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)酯及肽類等酯及肽類等, ,其中肽類化合物尤其中肽類化合物尤為引人注目。其中為引人注目。其中 Dolastatin15Dolastatin15和和Dolastatin10Dolastatin10已經(jīng)完成全合成已經(jīng)完成全合成, ,并正在美國進(jìn)并正在美國進(jìn)行行期和期和期臨床試驗期臨床試驗, ,主要用主要用于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等實體瘤的治素瘤和前列腺癌等實體瘤的治療。療

12、。 海兔來源的抗癌作用肽海兔來源的抗癌作用肽第一節(jié)第一節(jié) 氨基酸類藥物氨基酸類藥物（一）氨基酸類的分類（一）氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸：編碼氨基酸非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D D型氨基酸、型氨基酸、- -氨基氨基酸、酸、- -氨基酸等氨基酸等2衍生氨基酸：衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等磷葡精氨酸等 34必需氨基酸：必需氨基酸：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等酸等8 8種種 非必需氨基酸及半必需氨基酸非必需氨基酸及半必需氨基酸 5一

13、、概述一、概述 氨基酸的營養(yǎng)價值及其與疾病的關(guān)系氨基酸的營養(yǎng)價值及其與疾病的關(guān)系 治療消化道疾病的氨基酸及其衍生物治療消化道疾病的氨基酸及其衍生物 治療肝病的氨基酸及其衍生物治療肝病的氨基酸及其衍生物 治療腦及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的氨基酸及其衍生物治療腦及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的氨基酸及其衍生物 用于腫瘤治療的氨基酸及其衍生物用于腫瘤治療的氨基酸及其衍生物 其他氨基酸類藥物的臨床應(yīng)用其他氨基酸類藥物的臨床應(yīng)用（二）氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用（二）氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用二、氨基酸的生產(chǎn)方法二、氨基酸的生產(chǎn)方法蛋白水解法：蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸胱氨酸、半胱氨酸 化學(xué)合成法：化學(xué)合成法：甘氨酸、蛋氨

14、酸、丙氨甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、絲氨酸等酸、苯丙氨酸、絲氨酸等發(fā)酵法：發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨 酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜 氨酸、賴氨酸、亮氨酸等氨酸、賴氨酸、亮氨酸等酶法：酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等微生物生物合成法微生物生物合成法：L-絲氨酸等絲氨酸等（一）水解法（一）水解法1 1、基本原理及其過程：、基本原理及其過程： 水解水解分離分離精制結(jié)晶精制結(jié)晶（1 1）蛋白質(zhì)水解）蛋白質(zhì)水解 酸水解法：水解迅速，產(chǎn)物為酸水解法：水解迅速，產(chǎn)物為L L型氨基酸（有活性）型氨基酸（

15、有活性） （6 61010mol/LHClmol/LHCl或或8mol/LH8mol/LH2 2SOSO4 4) )注意注意：酸水解中色氨酸全部被破壞酸水解中色氨酸全部被破壞含羥基的含羥基的絲氨酸、酪絲氨酸、酪氨酸部分被破壞氨酸部分被破壞水解產(chǎn)物可與醛基化合物生成一類黑色物水解產(chǎn)物可與醛基化合物生成一類黑色物質(zhì)，而使水解液呈黑色，需脫色處理質(zhì)，而使水解液呈黑色，需脫色處理u堿水解法：產(chǎn)物為堿水解法：產(chǎn)物為D D型氨基酸（消旋體，無活性）型氨基酸（消旋體，無活性） （6mol/LNaOH6mol/LNaOH或或4mol/LBa(OH)4mol/LBa(OH)2 2）u酶水解法：生產(chǎn)水解蛋白和蛋白

16、胨，最溫和酶水解法：生產(chǎn)水解蛋白和蛋白胨，最溫和 ( (蛋白水解酶蛋白水解酶) )（2 2）氨基酸的分離方法）氨基酸的分離方法溶解度法、特殊試劑法、吸附法、離子交換法溶解度法、特殊試劑法、吸附法、離子交換法 溶解度法：溶解度的差異溶解度法：溶解度的差異 特殊試劑法：特殊試劑法：游離的精氨酸苯亞甲基精氨酸精氨酸苯甲醛游離的組氨酸汞鹽組氨酸游離的亮氨酸鹽亮氨酸磺酸鄰二甲苯處理氨水 HClgCl2H4（3 3）氨基酸的精制方法）氨基酸的精制方法 結(jié)晶、重結(jié)晶、溶解度與重結(jié)晶結(jié)合結(jié)晶、重結(jié)晶、溶解度與重結(jié)晶結(jié)合吸附法：吸附劑對氨基酸的吸附能力不同吸附法：吸附劑對氨基酸的吸附能力不同離子交換法：離子交換

17、劑對氨基酸的吸附力不同離子交換法：離子交換劑對氨基酸的吸附力不同2 2、水解法生產(chǎn)、水解法生產(chǎn)L L- -胱氨酸胱氨酸 特點特點pI5.05pI5.05，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，可溶于無機酸或無機堿，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，可溶于無機酸或無機堿工藝：工藝：胱氨酸濾液粗品濾液粗品水解液毛或發(fā)）氨水中和（、活性炭粗制：）中和（、活性炭粗制：）中和（酸水解 LpHClpHNaOHlpHaOH0 . 45 . 3H8 . 4HC8 . 4N問題：問題： 1 1、分離、分離L-L-胱氨酸的原理？胱氨酸的原理？ 2 2、為什么要加活性炭？、為什么要加活性炭？ 3 3、粗品、粗品中除了具有中除了具有L-L-

18、胱氨酸外，還可能含胱氨酸外，還可能含有什么氨基酸？（上網(wǎng)查查）有什么氨基酸？（上網(wǎng)查查）（二）發(fā)酵法（二）發(fā)酵法1 1、基本原理及過程、基本原理及過程 基本原理：利用微生物酶的作用，將培養(yǎng)基中有機基本原理：利用微生物酶的作用，將培養(yǎng)基中有機物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞或其他有機物的過程。物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞或其他有機物的過程。 過程：過程： 培養(yǎng)基的配置與滅菌處理、菌種誘變與選育、菌培養(yǎng)基的配置與滅菌處理、菌種誘變與選育、菌種的培養(yǎng)、滅菌與接種發(fā)酵、產(chǎn)品提取與分離純化種的培養(yǎng)、滅菌與接種發(fā)酵、產(chǎn)品提取與分離純化2 2、L-L-賴氨酸的制備（發(fā)酵法）賴氨酸的制備（發(fā)酵法） 賴氨酸的性質(zhì)及作用：賴氨酸的性質(zhì)及作用： 發(fā)酵

19、法的工藝：發(fā)酵法的工藝：原料：黃色短桿菌、谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、諾原料：黃色短桿菌、谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、諾卡桿菌卡桿菌碳源：葡萄糖、醋酸、乙醇、石蠟碳源：葡萄糖、醋酸、乙醇、石蠟工藝流程工藝流程工藝控制要點工藝控制要點工藝控制要點工藝控制要點A A、菌種培養(yǎng)：斜面培養(yǎng)基、菌種培養(yǎng)：斜面培養(yǎng)基B B、滅菌發(fā)酵：發(fā)酵溫度（前期、滅菌發(fā)酵：發(fā)酵溫度（前期3232、中后期、中后期3030）、發(fā)酵）、發(fā)酵pHpH值（值（6.56.57.07.0）C C、發(fā)酵液的處理：先除去菌體和雜質(zhì)離子，再對、發(fā)酵液的處理：先除去菌體和雜質(zhì)離子，再對發(fā)酵液進(jìn)行提取發(fā)酵液進(jìn)行提取 除去菌體和雜質(zhì)離子的方

20、法除去菌體和雜質(zhì)離子的方法：離心分離、加絮凝劑法：離心分離、加絮凝劑法 發(fā)酵液的提取方法：發(fā)酵液的提取方法：離子交換樹脂法、沉淀法、有機溶劑離子交換樹脂法、沉淀法、有機溶劑抽提法抽提法問題：為什么可以用陽離子交換樹脂法萊提??？問題：為什么可以用陽離子交換樹脂法萊提??？D D、濃縮結(jié)晶、濃縮結(jié)晶E E、精制（重結(jié)晶）、精制（重結(jié)晶）F F、檢驗、檢驗（三）酶法（三）酶法特定酶作用下轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氨基酸。特定酶作用下轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氨基酸。1 1、原理、原理微生物、植微生物、植物細(xì)胞、動物細(xì)胞、動物細(xì)胞或酶物細(xì)胞或酶進(jìn)行固定化進(jìn)行固定化制備制備（化學(xué)合成，生物合成，天然存在）（化學(xué)合成，生物合成，天然存

21、在）生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器含氨基酸的反應(yīng)液含氨基酸的反應(yīng)液2、酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氨基酸的過程、酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氨基酸的過程底底 物物合成合成結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)分子量分子量等電點等電點性性 質(zhì)質(zhì)溶解性溶解性L-AspL-Ala HOOCCHNH2COOHCH2CHNH2COOHH3C133.1089.092.776.0酸性氨酸性氨基酸基酸中性氨中性氨基酸基酸溶于水和溶于水和鹽酸，不鹽酸，不溶于乙醇溶于乙醇和乙醚和乙醚在水中有一在水中有一定溶解性，定溶解性，不溶于丙酮不溶于丙酮及乙醚及乙醚3 3、L L- -天冬氨酸和天冬氨酸和L L- -丙氨酸的生產(chǎn)丙氨酸的生產(chǎn)（1 1） L L- -天冬氨酸和天冬氨酸和L L-

22、-丙氨酸的性質(zhì)丙氨酸的性質(zhì)HOOCCHCOOHCHHOOCCHNH2COOHCH2CHNH2COOHH3C+CO2天冬氨酸酶天冬氨酸酶L-Asp脫羧酶脫羧酶（2 2）酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)）酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)（丁烯二酸）（丁烯二酸）（L-丙氨酸）丙氨酸）（L-天冬氨酸）天冬氨酸）（3 3）工藝路線）工藝路線固定化固定化 L-Asp脫羧酶脫羧酶轉(zhuǎn)化液轉(zhuǎn)化液B延胡索酸延胡索酸+ NH3固定化固定化 天冬氨酸酶天冬氨酸酶轉(zhuǎn)化液轉(zhuǎn)化液AL-Asp粗品粗品L-Asp精品精品L-Ala粗品粗品L-Ala精品精品泵泵儲儲罐罐反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物離心機離心機母母液液回回收收固定化酶柱子晶體晶體 L-AspL-AspL-Asp延胡索延胡索酸氨鹽酸氨鹽工工 藝藝 路路 線線 示示 意意 圖圖（4 4）工藝控制要點）工藝控制要點菌種的培養(yǎng)：菌種的培養(yǎng)：大腸桿菌（大腸桿菌（E.coilE.coil）AS1.881AS1.881的培養(yǎng)的培養(yǎng)含天冬氨酸酶含天冬氨酸酶德阿昆哈假單胞（德阿昆哈假單胞（Pseudomonas dacunhae)68Pseudomonas dacunhae)68變異株的培養(yǎng)變異株的培養(yǎng)含含L-L-天天