生物制藥工藝學(xué)第1章緒論

1、微生物制藥工藝學(xué)微生物制藥工藝學(xué)第一章第一章 緒論緒論化學(xué)藥物化學(xué)藥物中草藥中草藥生物藥物生物藥物人類防病、治病的人類防病、治病的三大藥源三大藥源：一、生物藥物的定義一、生物藥物的定義(P1)(P1)生物藥物生物藥物：生物技術(shù)藥物生物技術(shù)藥物: (生物技術(shù)制藥：采用現(xiàn)代生物技術(shù)人為的創(chuàng)造一些條件，借助某些微生物、植物、動(dòng)物來生產(chǎn)所需的醫(yī)藥用品，叫做生物技術(shù)制藥。生物藥物可分成三大類n生化藥品 n生物技術(shù)藥物（生物技術(shù)藥物（抗生素）n生物制品 -是根據(jù)免疫學(xué)原理，用微生物（細(xì)菌、病毒、立克次氏體以及微生物的毒素等）、動(dòng)物的血液、組織制成的，用以預(yù)防、治療以及診斷人或動(dòng)物傳染病的一類藥品。其中包括

2、：其中包括：供預(yù)防傳染病發(fā)生的供預(yù)防傳染病發(fā)生的菌苗、疫苗、類毒素；供治療或緊急預(yù)防用的供治療或緊急預(yù)防用的抗菌血清、抗病毒血清、抗病毒素、噬菌體、干擾素等；供診斷傳染病用的供診斷傳染病用的各種抗原抗體診斷液等。 生物制品生物制品 運(yùn)用生物化學(xué)等研究方法，將生物體中起重要生運(yùn)用生物化學(xué)等研究方法，將生物體中起重要生理生化作用的各種基本物質(zhì)經(jīng)過提取、分離、純化等理生化作用的各種基本物質(zhì)經(jīng)過提取、分離、純化等手段制造出的藥物，或者將上述這些已知藥物加以結(jié)手段制造出的藥物，或者將上述這些已知藥物加以結(jié)構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新藥物，主構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新藥物，主要有氨基

3、酸、多肽蛋白質(zhì)、核酸類及其衍生物等、多要有氨基酸、多肽蛋白質(zhì)、核酸類及其衍生物等、多糖、脂類藥物、細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子等生命基本物質(zhì)。糖、脂類藥物、細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子等生命基本物質(zhì)。二、生物藥物的分類二、生物藥物的分類1、按藥物的化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)特性來分：、按藥物的化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)特性來分：（1）氨基酸及其衍生物類藥物。）氨基酸及其衍生物類藥物。（2）多肽及蛋白質(zhì)類藥物。）多肽及蛋白質(zhì)類藥物。（3）酶與輔酶類藥物。）酶與輔酶類藥物。（4）核酸及其降解物和衍生物類藥物。）核酸及其降解物和衍生物類藥物。（5）糖類藥物。）糖類藥物。（6）脂類藥物。）脂類藥物。（7）細(xì)胞生長因子類。）細(xì)胞生長因子類。（8）生物

4、制品類。）生物制品類。（1）氨基酸類藥物：）氨基酸類藥物： 目前全世界的年總產(chǎn)量目前全世界的年總產(chǎn)量120萬噸，每年以萬噸，每年以5%速度遞增，年產(chǎn)值達(dá)幾十億美元。應(yīng)用于醫(yī)藥、速度遞增，年產(chǎn)值達(dá)幾十億美元。應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料工業(yè)，還供合成高效無殘毒農(nóng)藥和食食品、飼料工業(yè)，還供合成高效無殘毒農(nóng)藥和食品添加劑等。品添加劑等。水解蛋白注射液復(fù)方氨基酸注射液要素膳l 氨基酸及其衍生物氨基酸及其衍生物 蛋白質(zhì)氨基酸生命體生命體健康疾病解 聚聚 合正 常代 謝紊 亂維持缺失代謝紊亂（2）多肽和蛋白質(zhì)類藥物）多肽和蛋白質(zhì)類藥物其他生化藥物品種（白蛋白、 膠原蛋白等）如：胸腺素有40個(gè)肽，目前正在一個(gè)個(gè)的

5、合成，除原料藥胸腺素外，已逐步合成胸腺三、四、五、八、九、二十四肽等。如：FDA已批準(zhǔn)30多個(gè)重組藥物，如insulin、rhGH、rTPA、干擾素-2a、 -2b、a-N3、-1b、r、r-1b；EPO-a、；1L-2、GSF、GM-CSF2005年，全球?yàn)?00多億美元，從原占醫(yī)藥的4%迅速提高至11%。（3）酶與輔酶類藥物）酶與輔酶類藥物 酶制劑也廣泛的用于疾病的診斷和治療。在制藥工業(yè)，輕工食品和農(nóng)業(yè)方面酶制劑的使用種類和數(shù)量也相當(dāng)可觀。酶類藥物有以下幾類：酶類藥物有以下幾類：（1）助消化酶類（2）消炎酶類（3）心血管疾病治療酶類（4）抗腫瘤酶類（5）其他酶類（6）輔酶類藥物核酸核苷酸磷

6、酸堿基嘌呤嘧啶（1）核酸類）核酸類（2）多聚核苷酸，多聚胞苷酸，多聚次黃苷酸，雙鏈）多聚核苷酸，多聚胞苷酸，多聚次黃苷酸，雙鏈聚肌胞（聚肌胞（ployI:C）（3）核苷，核苷酸及其衍生物。）核苷，核苷酸及其衍生物。 多糖類藥物來源于植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物，多糖是由單糖縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)。在自然界中存在的多糖起結(jié)構(gòu)作用或作為一種能量的儲(chǔ)存形式而起重要作用，所有多糖都可被酸水解而產(chǎn)生單糖或單糖的衍生物。 它們有抗凝血、降血脂、抗病毒、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫功能和抗衰老方面既有較強(qiáng)的藥理作用。 脂類藥物包括許多非水溶性的、能溶于有機(jī)溶劑的小分子生理活性物質(zhì)，主要有：（1）磷脂類（2）多價(jià)不飽和脂

7、肪酸和前列腺素（3）膽酸類（4）固醇類（5）卟啉類（膽紅素等） 脂質(zhì)是脂肪、類脂及其衍生物的總稱。廣泛存在于動(dòng)物、脂質(zhì)是脂肪、類脂及其衍生物的總稱。廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物等生物體中。植物、微生物等生物體中。 該類藥物的種類繁多，結(jié)構(gòu)差異，性能差別很大。該類藥物的種類繁多，結(jié)構(gòu)差異，性能差別很大。一般分：膽酸類、不飽和脂肪酸類、磷脂類、固醇類、色素類。一般分：膽酸類、不飽和脂肪酸類、磷脂類、固醇類、色素類。故藥理作用和臨床應(yīng)用各不相同。故藥理作用和臨床應(yīng)用各不相同。（7）細(xì)胞生長因子與組織制劑）細(xì)胞生長因子與組織制劑 細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子系在體內(nèi)和體外對(duì)效應(yīng)細(xì)胞的生長、增殖和分化起調(diào)節(jié)控制作用

8、的一類物質(zhì)。 它們不是細(xì)胞生長的營養(yǎng)成分。 現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞生長因子均為多肽和蛋白質(zhì)?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞生長因子均為多肽和蛋白質(zhì)。2、按原料來源來分：、按原料來源來分：（1）人體組織來源的生物藥物： -如人血液制品類、人胎盤制品類、人尿制品類等。（2）動(dòng)物組織來源的生物藥物： -如：動(dòng)物臟器制藥。（3）植物組織來源的生物藥物： -如：常山堿、黃連素、白果酸等。（4）微生物來源的生物藥物： -如：抗生素、氨基酸、維生素、酶等。（5）海洋生物來源的藥物： -如螺旋藻、海藻酸等。3、按生理功能和用途分：、按生理功能和用途分：（1）治療藥物： -如各種抗生素、藥用酶等。（2）預(yù)防藥物： -如疫苗、抗菌劑等。（3

9、）診療藥物： -如單克隆抗體、診斷試劑等。（4）其他生物醫(yī)藥產(chǎn)品： -如生化制劑、保健品、化妝品、食品、醫(yī)藥材料等。何謂生物藥物？簡述生物藥物的發(fā)何謂生物藥物？簡述生物藥物的發(fā)展趨勢(shì)？展趨勢(shì)？ 生物藥物生物藥物是綜合利用生物學(xué)、化學(xué)、生是綜合利用生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等學(xué)科的原理物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等學(xué)科的原理和方法從生物體、生物組織、細(xì)胞、體和方法從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等，加工制造出的一類用于預(yù)防、治液等，加工制造出的一類用于預(yù)防、治療和診斷的生物制品。療和診斷的生物制品。生物藥物的發(fā)展趨勢(shì)生物藥物的發(fā)展趨勢(shì)（一）（一）資源的綜合利用與擴(kuò)大開發(fā)資源的綜合利用與擴(kuò)大開

10、發(fā) 臟器、血液、人尿、新資源的綜合開發(fā)和和利用。臟器、血液、人尿、新資源的綜合開發(fā)和和利用。（二）利用現(xiàn)代生物技術(shù)大力發(fā)展生物藥物（二）利用現(xiàn)代生物技術(shù)大力發(fā)展生物藥物 DNA DNA重組技術(shù)、細(xì)胞工程、酶工程發(fā)展生物藥物重組技術(shù)、細(xì)胞工程、酶工程發(fā)展生物藥物（三）從天然存在的生理活性物質(zhì)中尋找（三）從天然存在的生理活性物質(zhì)中尋找 神經(jīng)肽、心鈉素、腦鈉素、催產(chǎn)素、加壓素等神經(jīng)肽、心鈉素、腦鈉素、催產(chǎn)素、加壓素等活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)（四）利用化學(xué)合成和蛋白質(zhì)工程技術(shù)創(chuàng)制新的生物藥（四）利用化學(xué)合成和蛋白質(zhì)工程技術(shù)創(chuàng)制新的生物藥物物（五）利用中西醫(yī)結(jié)合技術(shù)創(chuàng)制新的生物藥物（五）利用中西醫(yī)結(jié)

11、合技術(shù)創(chuàng)制新的生物藥物 人工牛黃、天花粉、藥用和食用菌人工牛黃、天花粉、藥用和食用菌 -應(yīng)用普通的或基因工程、細(xì)胞工程、蛋應(yīng)用普通的或基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程等生物技術(shù)獲得的微生物、白質(zhì)工程、發(fā)酵工程等生物技術(shù)獲得的微生物、細(xì)胞及各種動(dòng)物和人源的組織和體液等生物材料細(xì)胞及各種動(dòng)物和人源的組織和體液等生物材料制備，用于人類疾病預(yù)防、治療和診斷的藥品。制備，用于人類疾病預(yù)防、治療和診斷的藥品。包括： 疫（菌）苗，毒素、類毒素、免疫血清、血液制品、免疫球蛋白、抗原、變態(tài)反應(yīng)原、細(xì)胞因子、激素、酶及輔酶、發(fā)酵產(chǎn)品、McAb（單克隆抗體） 、DNA重組產(chǎn)品、體外免疫試劑等。生物制品生物制

12、品:疫苗抗毒素和免疫血清血液制品細(xì)胞因子和DNA重組產(chǎn)品診斷制品其他制品按生物制品的組成和性質(zhì)可分為：按生物制品的組成和性質(zhì)可分為：病毒類疫苗 由病毒、衣原體、立克次體、或其衍生物制備而成。包括：1、減毒活疫苗：乙型腦炎減毒疫苗、麻疹疫苗等。2、滅活疫苗：乙型腦炎滅活疫苗，出血熱疫苗、狂犬疫苗等。3、亞單位疫苗：乙肝疫苗等。4、重組DNA疫苗：重組乙肝疫苗等。聯(lián)合疫苗 有兩種或兩種以上的疫苗抗原原液配制而成，具有多種免疫原性的疫苗。例如：吸附百白破聯(lián)合疫苗；麻風(fēng)腮三聯(lián)疫苗抗毒素及免疫血清 -由特定抗原免疫的動(dòng)物血清制備主要產(chǎn)品：白喉抗毒素 破傷風(fēng)抗毒素 抗狂犬病血清等血液制品 有健康人血漿或特

13、異免疫人血漿分離、提純、或由重組技術(shù)制成的血漿蛋白組分或血細(xì)胞組分制品。主要產(chǎn)品：人血白蛋白、人免疫球蛋白、人凝血因子等。細(xì)胞因子和重組DNA產(chǎn)品 -由健康人血細(xì)胞增殖、分離、提純、或由重組技術(shù)支持的多肽類或蛋白質(zhì)制劑。主要產(chǎn)品：干擾素（IFN）白細(xì)胞介素（IL）集落刺激因子（CSF）人促紅細(xì)胞生成素（EPO）診斷制品 體外診斷制品：有特定抗原、抗體或有關(guān)生物物質(zhì)制成的用于體外診斷疾病的試劑或試劑盒，如傷寒、副傷寒等細(xì)菌得診斷菌液，沙門氏菌屬診斷血清。 體內(nèi)診斷制品：由抗原制成的用于體內(nèi)診斷疾病的試劑，如卡介苗純蛋白衍生物（BCG-PPD）、標(biāo)記單克隆抗體等。其他制品 有有關(guān)生物材料或特定方法

14、制成的，上述5類生物制品以外的生物制品。如：變態(tài)反應(yīng)原、微生態(tài)制劑、重組DNA產(chǎn)品、基因治療產(chǎn)品、單克隆抗體制劑、某些細(xì)胞治療制劑等。三、生物藥品特性：三、生物藥品特性：療效療效可靠可靠副作用副作用小小毒性低毒性低針對(duì)性針對(duì)性強(qiáng)強(qiáng)藥理藥理活性高活性高生物生物藥物藥物2、在生產(chǎn)和制備中的特殊性：（1）原料中的有效成分含量低，雜質(zhì)多且含量高。 提取、純化工藝復(fù)雜。（2）穩(wěn)定性差。 生物藥物多數(shù)是生物活性分子，其化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性狀都不穩(wěn)定，在生產(chǎn)過程中易受微生物污染，從其他生物體制取的生物藥物對(duì)人體往往是異源物質(zhì)。如被自身的酶水解等；理化因素破壞等；如溫度、壓力，pH, 重金屬等。（3）易腐敗。

15、因此生產(chǎn)過程中對(duì)低溫、無菌要求嚴(yán)格。（4）注射用藥有特殊要求。 所以對(duì)藥品制劑的均一性、安全性、穩(wěn)定性、有效性都有特殊要求。值得注意的：生物藥物質(zhì)量不易控制n產(chǎn)量低n易失活n易變性n易受微生物污染3、檢驗(yàn)上的特殊性： 因此生化藥物不僅有理化上的檢驗(yàn)指標(biāo)，更有生物活性檢驗(yàn)指標(biāo)。藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范,（good manufacture practice）生化藥物: -從動(dòng)物、植物及微生物等生物體分離純化制得的生化基本物質(zhì)，以及用化學(xué)合成、微生物合成或現(xiàn)代生物技術(shù)制得的生命基本物質(zhì)及其衍生物、降解物以及大分子的結(jié)構(gòu)修飾物等，如氨基酸、多膚、蛋白質(zhì)、酶、多糖、脂質(zhì)、核昔酸類等。生物

16、制品生物制品: -應(yīng)用普通的或基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)應(yīng)用普通的或基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程等生物技術(shù)獲得的微生物、細(xì)胞及各種動(dòng)物和人源的組酵工程等生物技術(shù)獲得的微生物、細(xì)胞及各種動(dòng)物和人源的組織和體液等生物材料制備，用于人類疾病預(yù)防、治療和診斷的織和體液等生物材料制備，用于人類疾病預(yù)防、治療和診斷的藥品。藥品。生物技術(shù)藥物生物技術(shù)藥物: -利用生物體或其組成部分發(fā)展產(chǎn)品的技術(shù)體系即現(xiàn)代利用生物體或其組成部分發(fā)展產(chǎn)品的技術(shù)體系即現(xiàn)代生物技術(shù)研制的藥物稱之。生物技術(shù)研制的藥物稱之。圖圖3.我國我國2005版藥典生化藥品品種規(guī)格版藥典生化藥品品種規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)比例圖標(biāo)準(zhǔn)比例圖生化

17、藥物的發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)生化藥物的發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)u發(fā)展目標(biāo)十分明確：2020年，我國生物藥物占全國總數(shù)的1/3，1600億至2000億；u我國生物藥物的資源十分豐富，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)，有藥用動(dòng)植物為12800種（包括海洋藥物）；u我國人口增多，經(jīng)濟(jì)增長迅速，人民收入提高，醫(yī)藥需求增長，市場(chǎng)潛力巨大。發(fā)展趨勢(shì)（1）利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品（2）采用新的高效表達(dá)系統(tǒng)，利用動(dòng)物細(xì)胞，特別是整體動(dòng)物大量表達(dá)基因工程醫(yī)藥產(chǎn)品（3）將基因組研究成果轉(zhuǎn)化為生物技術(shù)新藥（4）開發(fā)新劑型的生物技術(shù)藥物發(fā)展重點(diǎn)發(fā)展重點(diǎn)u疫苗診斷試劑：艾滋、病毒性肝炎、癌癥等多種危害人類健康的細(xì)菌，病毒性的疫苗與診斷試劑。開發(fā)20種產(chǎn)品

18、產(chǎn)業(yè)化，形成一批10億/年的大型企業(yè)集團(tuán)；u創(chuàng)新藥物的研制與生產(chǎn)：大力發(fā)展生物藥物，形成一批基因工程藥物，擁有自主產(chǎn)權(quán)的生物創(chuàng)新藥物。重點(diǎn)：心腦血管藥、代謝病藥、老年病、腫瘤疾患取得進(jìn)展，推進(jìn)緩釋、控釋、靶向、透皮、粘膜等新劑型。開發(fā)5種治療重大疾病新藥，培養(yǎng)5個(gè)超百億大企業(yè)集團(tuán)。u大力開展生物材料和微生物發(fā)酵工程、酶工程；大力開展生物材料和微生物發(fā)酵工程、酶工程；u我們的目標(biāo)是：在我們的目標(biāo)是：在20102010年藥典中，生化藥的品種能再增年藥典中，生化藥的品種能再增加加100100個(gè)。個(gè)。 國家十一五規(guī)劃目標(biāo)明確、措施得力、經(jīng)效顯著，國家十一五規(guī)劃目標(biāo)明確、措施得力、經(jīng)效顯著，為我國生物醫(yī)

19、藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指出了一條光輝燦爛的的道為我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指出了一條光輝燦爛的的道路。路。四、微生物制藥微生物藥物：由微生物在其生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的具有生理活性的（或稱藥理活性的）的次級(jí)代謝產(chǎn)物及其衍生物，包括：受體拮抗劑受體拮抗劑抗生素抗氧化劑酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑1.微生物制藥的概念微生物制藥：微生物制藥：利用微生物技術(shù)，通過高度工程化的新型綜合技術(shù)，以利用微生物反應(yīng)過程為基礎(chǔ)，依賴于微生物機(jī)體在反應(yīng)器內(nèi)的生長繁殖及代謝過程來合成一定產(chǎn)物，通過分離純化進(jìn)行提取精制，并最終制劑成型來實(shí)現(xiàn)藥物產(chǎn)品的生產(chǎn)。2.微生物制藥工業(yè)歷程 Louis Pasteur法國人，開創(chuàng)了藥法國人，開創(chuàng)了藥物微生物技

20、術(shù)的新物微生物技術(shù)的新時(shí)代時(shí)代 Alexander Fleming蘇格蘭蘇格蘭人，發(fā)現(xiàn)青霉素人，發(fā)現(xiàn)青霉素及其治療傳染性疾病的及其治療傳染性疾病的功效，功效，1945年獲得諾貝年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) Selman Abraham waksman美國人，對(duì)土壤微生物產(chǎn)生抗生美國人，對(duì)土壤微生物產(chǎn)生抗生素物質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)和開創(chuàng)性工作，素物質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)和開創(chuàng)性工作，發(fā)現(xiàn)了抑制肺結(jié)核的鏈霉菌素，發(fā)現(xiàn)了抑制肺結(jié)核的鏈霉菌素，1952年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)基因工程技術(shù)、原生質(zhì)體融合技術(shù)、突變生基因工程技術(shù)、原生質(zhì)體融合技術(shù)、突變生物合成技術(shù)、微生物轉(zhuǎn)化物合成技術(shù)、微生物轉(zhuǎn)化

21、3.發(fā)酵制藥中的微生物發(fā)酵制藥中的微生物常見的制藥用微生物常見的制藥用微生物n細(xì)菌n放線菌n真菌細(xì)菌之大腸桿菌屬(Escherichia coli)n生產(chǎn)天冬氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等氨基酸類藥物n基因工程的載體細(xì)菌之短桿菌屬(Brevibacterium)n維生素B12、氨基酸、核苷酸類藥物生產(chǎn)中常用的菌種，也是酶法合成生產(chǎn)輔酶A的菌種。細(xì)菌之棒狀桿菌屬(Corynebacterium)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸類藥物，用于甾體轉(zhuǎn)化是谷氨酸和其他氨基酸的高產(chǎn)菌，如北京棒桿菌AS1.299鈍齒棒桿菌AS1.542細(xì)菌之芽孢桿菌屬(Bacillus)n生產(chǎn)氨基酸、核苷酸、抗生素類、維生素B12、用于甾體轉(zhuǎn)化

22、等。細(xì)菌之假單胞菌屬 (Pseudomonas)n生產(chǎn)維生素B12、氨基酸、核苷酸類；n進(jìn)行類固醇（甾體）轉(zhuǎn)化；n有些菌株可利用烴類生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。細(xì)菌之乳酸桿菌屬 (Lactobacillus)n生產(chǎn)抗癌類藥物放線菌n抗生素12000余種，60%左右來自放線菌，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大。放線菌之鏈霉菌屬 ( Streptomyces )灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus) 產(chǎn)鏈霉素金霉素鏈霉菌(Streptomyces aureofaciens) 產(chǎn)金霉素紅霉素鏈霉菌(Streptomyces erythreus) 產(chǎn)紅霉素龜裂鏈霉菌 (Streptomyces rimosus) 產(chǎn)土霉

23、素放線菌之諾卡氏菌屬 (Norcadia)n生產(chǎn)利福霉素、蚊霉素等放線菌之小單胞菌屬 (Micromonospora) 多種可產(chǎn)抗生素，如棘孢小單胞菌(M. echinospora)產(chǎn)慶大霉素。放線菌之游動(dòng)放線菌屬 （Actinoplanes）n典型代表：濟(jì)南游動(dòng)放線菌 (Actinoplanes tsinanesisn) 產(chǎn)創(chuàng)新霉素(creatmycin；1964)真菌之根霉屬(Rhizopus)n生產(chǎn)甾體激素、延胡索酸及酶制劑等。真菌之曲霉屬(Aspergillus)n生產(chǎn)枸櫞酸、葡萄糖酸、有機(jī)酸類、抗生素，進(jìn)行甾體轉(zhuǎn)化。真菌之青霉屬(Penicillum)n產(chǎn)黃青霉(Penicillum

24、 chrysogenum) 生產(chǎn)青霉素，也可用來生產(chǎn)葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸和抗壞血酸真菌之頭孢霉菌屬(Cephalosporium)n產(chǎn)黃頭孢霉(Cephalosporium chrysogen)、n頂孢頭孢霉菌(Cephalosporium acremonium) 都生產(chǎn)頭孢菌素C真菌之酵母菌屬(Saccharomyces)u啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)：生產(chǎn)啤酒、酒精、藥用酵母等；核酸、麥角固醇、細(xì)胞色素C、凝血質(zhì)和輔酶A等。u紅酵母 (Rhodotorula)：-胡蘿卜素u棉病針孢酵母(Nematspora gossypii)：核黃素真菌之其它u

25、牛肝菌屬：含有人體必需的8種氨基酸，還含有腺膘呤、膽堿和腐胺等生物堿。u靈芝屬：靈芝多糖、靈芝多肽、三萜類、16種氨基酸(其中含有七種人體必需氨基酸)、蛋白質(zhì)、甾類、甘露醇、香豆精苷、生物堿、有機(jī)酸（主含延胡索酸），以及微量元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。發(fā)酵菌種的選育要求生產(chǎn)力：能在廉價(jià)的培養(yǎng)基上迅速生長，所需的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量高，其它類似代謝產(chǎn)物少操作性：培養(yǎng)條件簡單，發(fā)酵易控制，產(chǎn)品易分離穩(wěn)定性：抗噬菌體能力強(qiáng)，菌種純粹，遺傳性狀穩(wěn)定、不易變異退化安全性：非病源菌，不產(chǎn)有害生物活性物質(zhì)或毒素發(fā)酵菌種的選育方法從自然界中獲得新菌種：采樣預(yù)處理富集培養(yǎng)篩選鑒定野生型菌株誘變育種雜交育種

26、：借助有性重組，使不同菌株的遺傳物質(zhì)得以交換借助有性重組，使不同菌株的遺傳物質(zhì)得以交換原生質(zhì)體融合：借助原生質(zhì)融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的交換基因工程：DNA體外重組技術(shù)定向育種，技術(shù)含量高，應(yīng)用面廣物理誘變劑：紫外線、X-射線、-射線等化學(xué)誘變劑：氮芥、亞硝酸、5-氟尿嘧啶等菌種保藏(Culture conservation)u目的：保證菌種經(jīng)過較長時(shí)間后仍保持生活能力，防止被雜菌污染，形態(tài)特征和生理形狀盡可能不發(fā)生變異。菌種保藏三要素1.典型菌種的優(yōu)良純種的休眠體；2.創(chuàng)造有利于種子休眠的環(huán)境（低溫、干燥、缺氧、避光、缺少營養(yǎng)）；3.盡可能采用多種不同的手段保藏同一菌株。斜面低溫保藏法石蠟油封存

27、法砂土管保藏法麩皮保藏法甘油懸液保藏法冷凍真空干燥保藏法液氮超低溫保藏法宿主保藏法菌種保藏的常用方法菌種保藏的常用方法方法名稱主要特點(diǎn)適用范圍保藏期斜面低溫保藏法傳代培養(yǎng)，4保藏各種微生物的短期保藏。1-6個(gè)月石蠟油封存法石蠟油隔絕空氣，室溫或4保藏各種微生物的中短期保藏，不適用某些能分解烴類的菌種。1-2年砂土管保藏法沙土管作載體，干燥器中抽真空，室溫或4保藏產(chǎn)孢子微生物和芽孢細(xì)菌的長期保藏，不適用對(duì)干燥敏感的微生物1-10年麩皮保藏法麩皮作載體，干燥，4保藏產(chǎn)孢子霉菌和某些放線菌，工廠多采用此法1年甘油懸液保藏法懸浮于10-15%甘油中，需低溫冰箱基因工程菌1年/10年冷凍真空干燥保藏法用

28、保護(hù)劑制備懸液，快速凍結(jié)，減壓抽真空，需凍干機(jī)各類微生物5-15年液氮超低溫保藏法保護(hù)劑，超低溫（-196），需超低溫液氮設(shè)備各類微生物15年以上宿主保藏法與培養(yǎng)基混合直接低溫保存專性活細(xì)胞寄生微生物（如病毒）3.微生物制藥種類 通過微生物的培養(yǎng)而獲得產(chǎn)物的過程。常常用產(chǎn)物說明，冠以某某發(fā)酵，如青霉素發(fā)酵，維生素發(fā)酵等。發(fā)酵工程按需氧分為發(fā)酵工程按需氧分為好氧發(fā)酵好氧發(fā)酵和和厭氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵。 （1）微生物菌體發(fā)酵 微生物菌體發(fā)酵是以獲得微生物菌體為目的，如：面包的酵母發(fā)酵、單細(xì)胞蛋白發(fā)酵（利用各種碳源）、真菌類（各種蘑菇、冬蟲夏草）、生物防治劑（蘇云金桿菌，伴孢晶體可以毒殺鱗翅目、雙翅目害蟲

29、）。（2）微生物酶發(fā)酵 微生物酶發(fā)酵是以獲得酶為目的的發(fā)酵，如青霉素?；?，用于半合成青霉素時(shí)，制備中間體6氨基青霉烷酸。（3）微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵 初級(jí)代謝產(chǎn)物：氨基酸，核苷酸，維生素，有機(jī)酸。 次級(jí)代謝產(chǎn)物：最主要的是抗生素。（4）微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵 利用微生物的一種或多種酶把一種化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)相關(guān)的更有價(jià)值的產(chǎn)物的生化反應(yīng)為轉(zhuǎn)化發(fā)酵。(1)、微生物菌體的發(fā)酵SCP、藥用真菌（冬蟲夏草、茯苓等）生物防治制劑（如蘇云金桿菌）活性乳制劑3.微生物發(fā)酵類型2022-6-2665細(xì)胞的生長與產(chǎn)物的積累成平行關(guān)系，生長速率最大的時(shí)期也是產(chǎn)物合成最高階段(2)、微生物酶發(fā)酵各種酶制劑糖化酶、-淀粉酶、蛋白

30、酶、脂肪酶等天冬酰胺酶： 抗癌納豆激酶、鏈激酶： 治療血栓青霉素?；福呵嗝顾厣a(chǎn)需要誘導(dǎo)或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用，在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需注意。(3)、微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵u初級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長相伴隨的產(chǎn)物、對(duì)菌體生長、分化和繁殖是必須的氨基酸、核苷酸、維生素、糖類等菌體對(duì)其合成反饋控制嚴(yán)密，一般不過量積累u次級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長不相伴隨，以初級(jí)代謝的中間產(chǎn)物為原料而合成抗生素、生物堿、毒素、色素、胞外多糖等結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜對(duì)環(huán)境條件敏感(4)、微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵利用微生物細(xì)胞的一種或幾種酶，對(duì)外源化合物的特定部位進(jìn)行加工，如加入羥基、還原雙鍵、脫氧或切斷支鏈等。反應(yīng)最顯著的

31、特點(diǎn)是特異性強(qiáng)，包括反應(yīng)特異性、結(jié)構(gòu)位置特異性、立體特異性。如：如： 甾體轉(zhuǎn)化：環(huán)戊烷多氫菲核的化合物甾體轉(zhuǎn)化：環(huán)戊烷多氫菲核的化合物可的松（可的松（Cortisone）(5)藥用發(fā)酵產(chǎn)品分類生物來源作用對(duì)象作用機(jī)制化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)菌真菌放線菌抗菌藥抗腫瘤藥抗病毒藥除草劑酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑抑制細(xì)胞壁合成藥影響細(xì)胞膜功能藥干擾蛋白質(zhì)合成藥抑制核酸合成藥抑制生物能量反應(yīng)藥抗生素維生素氨基酸核苷酸甾體激素酶及酶抑制劑(6)發(fā)酵工程制藥的特點(diǎn)n微生物菌種選育獲得高產(chǎn)n發(fā)酵的理論產(chǎn)量存在約10%的變量n發(fā)酵過程常溫常壓，操作條件溫和n純種培養(yǎng)、無菌條件n生產(chǎn)過程是以生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行的n分子水平生產(chǎn)，定

32、向發(fā)酵、突變、雜交等手段n投資少、見效快(7)發(fā)展趨勢(shì)n利用DNA重組技術(shù)和細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展、新的工程菌和新型微生物的開發(fā)n新型的生理活性多肽和蛋白質(zhì)類藥物：干擾素、白介素促紅細(xì)胞生成素等；n新型菌體制劑和疫苗。紅細(xì)胞生成素紅細(xì)胞生成素 ( 治療貧血治療貧血) 生長激素生長激素 ( 促進(jìn)生長促進(jìn)生長) 胰島素胰島素 (治療糖尿病治療糖尿病) 干擾素干擾素 (抗病毒、抗腫瘤抗病毒、抗腫瘤) 5.微生物制藥的基本過程 微生物制藥就是利用制藥微生物，通過發(fā)酵培養(yǎng)，在一定條件下，生長繁殖，同時(shí)在代謝過程中產(chǎn)生藥物，然后，從發(fā)酵液中提取分離、純化精制，獲得藥品。菌株選育（mutation and se

33、lection breeding）、發(fā)酵(fermentation)和提煉(isolation and purification)是發(fā)酵制藥的三個(gè)主要工段。 主要工藝過程包括發(fā)酵和分離純化兩個(gè)階段。6.制藥微生物菌種的建立制藥微生物菌種的建立 發(fā)酵生產(chǎn)藥物，需產(chǎn)量高的菌種，自然界中的菌種趨向于快速生長和繁殖，而發(fā)酵工業(yè)需要大量積累產(chǎn)物，因此菌種選育很重要。常規(guī)方法是利用天然變異，從中選擇優(yōu)良株系。隨后物理因子（紫外線、X射線、中子、激光等）和化學(xué)因子（烷化劑、堿基類似物等）和生物因子（噬菌體、抗生素）誘變育種。20世紀(jì)80年代，以原生質(zhì)體融合的雜交育種和基因工程育種，90年代以后，可以用基因組shuffling育種?；蚪M重組技術(shù)基因組重組技術(shù)中國科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會(huì)n中國普通微生物菌種保藏管理中心：China General Microbiological Culture Collection Center (CGMCC) 中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心：China Center of Industrial Culture Collection（CICC）抗生素菌種保藏管理中心（CACC）： 中國醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏中心：National Center for Medical Culture Collection (Bacteria)，CMCC n國外主要保藏機(jī)構(gòu)