生物制藥工藝：概述課件

1、生化藥物制造工藝生化藥物制造工藝本門課程由以下三大部分內(nèi)容組成基礎(chǔ)篇：生物制藥工藝基礎(chǔ)1技術(shù)篇： 生物分離工程技術(shù)2品種篇：重要生物藥物制造工藝3本門課程由以下三大部分內(nèi)容組成基礎(chǔ)篇：生物制藥工藝基礎(chǔ)1技術(shù)生物藥物的類別（一）天然生物藥物 1.微生物藥物 microbil medicine 2.生化藥物（含海洋藥物） Biochemical medicine（Marine medicine）（二）生物技術(shù)藥物（新生物制品） 1.DNA重組藥物（DNA recombinant medicine）基因工程與蛋白質(zhì)工程藥物 2. 基因藥物（三）合成或半合成生物藥物生物藥物的類別（一）天然生物藥物（二

2、）生物技術(shù)藥物（新生物制生化藥物的定義、分類、特點定義：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物質(zhì)，通稱生化藥物(Biochemical medicine)。生化藥物的定義、分類、特點定義：具體運用生物化學(xué)研究方法，從酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物氨基酸類藥物蛋白質(zhì)類藥物多糖類藥物脂類藥物分 類酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物氨基酸類藥物蛋特 點1一般生物學(xué)特性：1天然生物藥物是生物進化與自然選擇的結(jié)果、組成結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到

3、多種因素影響來源于生物體或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾物，活性高，針對性強，具有補充調(diào)整、增強、抑制、替換或糾正代謝失調(diào)的功能。一般比化學(xué)藥物更合理和更有效，毒性較低、安全性較高，副作用較小。2天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，通過合理藥物設(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)更小的新藥。3特 點1一般生物學(xué)特性：1天然生物藥物是生物進特 點2特殊生物學(xué)特性：1種屬特異性免疫原性2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)胞因子通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可產(chǎn)生同種生物活性。3特 點2特殊生物學(xué)特性：1種屬特異性免疫原性2特 點3化學(xué)特性：1含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、收

4、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)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；2劑量小，活性高，對制品的均一性，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)品的對照品作為測試對照。3特 點3化學(xué)特性：1含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、80年代至今70-80年代50-70年代有機溶劑分級分離、等電沉淀-粗提物。離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù)-提高了產(chǎn)品的純度和收率多種層析技術(shù)、超速離心等-高純度的生化藥物80年代至今70-80年代50-70年代有機溶劑分級分離、等尿激酶從每1mg蛋白質(zhì)活力不得少于35，000單位提高到100，000單位，高于英國藥典及歐洲藥典水平（70，000單位），與日本藥典相

5、同。胰島素，激肽釋放酶都與國外先進水平相當(dāng)。輔酶A標(biāo)準(zhǔn)從220U/mg提高到250u/mg。肝素鈉出口產(chǎn)品也超過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)尿激酶從每1mg蛋白質(zhì)活力不得少于35，000單位提高到10生物藥物的資源植 物動 物動物臟器血液、分泌物及其它代謝物微 生 物海 洋 生 物生物藥物的資源植 物動 物動物臟器血液、分泌物及其主要從以下臟器中制取生化藥物主要從以下臟器中制取生化藥物毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體內(nèi)的GLP-1在序列上有53的同源性，同GLP-1一樣具有促進胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護胰島細(xì)胞等作用。2005年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療

6、。Exenatide是Exendin-4的人工合成品。Exenatide毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)麻省Transmolecular公司的科學(xué)家將放射性I131附著于自蝎子毒液中提取的一種多肽制成藥物，研究發(fā)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，患者只需要從外部注射這種化合物，而無需再進行化療或放射治療。該藥物目前仍處于臨床研究階段。蝎 毒 肽麻省Transmolecular公司的科學(xué)家將放射性I13微 生 物1利用微生物作為工具微生物的代謝物 2微生物菌體微 生 物1利用微生物作為工具微生物的代謝物 2微生物菌體海 洋 生 物1海藻類：已知的海藻有1

7、萬多種海洋動物類：腔腸動物類、節(jié)肢 動物類、軟體動物類、魚類、爬行動 物類、海洋哺乳動物類2海洋微生物：3海 洋 生 物1海藻類：已知的海藻有1萬多種海洋動物類：腔腸僧袍芋螺齊考諾肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，現(xiàn)已人工合成，是一種神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛藥物，用于治療嚴(yán)重的慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘內(nèi)注射劑經(jīng)FDA批準(zhǔn)于2005年上市。 齊考諾肽（ziconotide）僧袍芋螺齊考諾肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取Didemnin B是一種由7個氨基酸和2個羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽,既能抑制蛋白質(zhì)的合成,也能抑制DNA、RNA的合成,對黑色素瘤B1

8、6細(xì)胞周期作用的研究表明,它可殺傷各期細(xì)胞,尤以G1至S期細(xì)胞敏感 ，它可快速完全介導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡。目前Didemin B已能夠人工全合成,該藥完成了臨床期實驗,最有希望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代didemnins-脫氫didemnins B(aplidine)現(xiàn)也已進入臨床實驗。 海鞘來源的抗癌肽 Didemnin BDidemnin B是一種由7個氨基酸和2個羧酸組成的帶有分海兔體內(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,如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)酯及肽類等,其中肽類化合物尤為引人注目。其中 Dolastatin15和Dolastatin10已經(jīng)完成全合成,并正在美國進

9、行期和期臨床試驗,主要用于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等實體瘤的治療。 海兔來源的抗癌作用肽海兔體內(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,如萜氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸非蛋白氨基酸：D型氨基酸、-氨基酸、-氨基酸等2衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等 氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸非蛋白氨基酸：D型氨生物制藥工藝：概述課件氨基酸的生產(chǎn)方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸 化學(xué)合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、絲氨酸等發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨 酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜 氨酸、賴氨酸、亮氨酸等酶法：丙氨酸、天冬氨酸、

10、色氨酸等氨基酸的生產(chǎn)方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸 化學(xué)合成微生物，植物細(xì)胞，動物細(xì)胞化學(xué)合成，生物合成，天然存在底 物(AA前體)生物反應(yīng)器含L-AA反應(yīng)液L-AA酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)L-AA流程微生物，植物細(xì)胞，動物細(xì)胞化學(xué)合成，生物合成，天然存在底 物結(jié) 構(gòu)分子量等電點性 質(zhì)溶解性L-AspL-Ala L-Asp和L-Ala的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)133.1089.092.776.0酸性氨基酸中性氨基酸溶于水和鹽酸，不溶于乙醇和乙醚在水中有一定溶解性，不溶于丙酮及乙醚結(jié) 構(gòu)分子量等電點性 質(zhì)溶解性L-AspL-Al+CO2天冬氨酸酶L-Asp脫羧酶酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)工藝路線固定化 L-Asp脫羧酶轉(zhuǎn)化液B延胡索酸

11、+ NH3固定化 天冬氨酸酶轉(zhuǎn)化液AL-Asp粗品L-Asp精品L-Ala粗品L-Ala精品+CO2天冬氨酸酶L-Asp脫羧酶酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)工藝路線固定化 泵儲罐反應(yīng)產(chǎn)物離心機母液回收固定化酶柱子晶體 L-AspL-Asp延胡索酸氨鹽工 藝 路 線泵儲反應(yīng)產(chǎn)物離心機母液回收固定化酶柱子晶體 L-AspL-A氨基酸輸液的組方原理與配方模式氨基酸輸液的組方原理與配方模式不同類型的AA輸液，根據(jù)在臨床上的用途不同可以分為以下幾類：不同類型的AA輸液，根據(jù)在臨床上的用途不同多肽蛋白類藥物多肽蛋白類藥物生物制藥工藝：概述課件多肽類藥物分類：多肽激素 垂體多肽激素 促皮質(zhì)素（ACTH）、促黑激素（MSH）、脂

12、肪水解激 素（LPH） 催產(chǎn)素（OT），加壓素 （AVP）等 下丘腦激素促甲狀腺激素釋放激素（TRH）、生長素抑制激素（GRIF）、促性腺激素釋放激素（LHRH） 甲狀腺激素 甲狀旁腺激素（PTH）、降鈣素（CT） 胰島激素 胰高血糖素 胰解痙多肽 胃腸道激素 胃泌素、膽囊收縮素促胰酶素（CCK-PZ）、腸泌素、腸血管 活性肽（VIP）、抑胃素（GIP）、緩激肽、P物質(zhì) 胸腺激素胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子多肽類藥物分類：多肽激素 垂體多肽激素 促皮質(zhì)素（ACTH多肽類細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子表皮生長因子（EGF），轉(zhuǎn)移因子（TF），心鈉素（ANP）等。含有多肽成分的其它生化藥物 骨寧、眼生素、血活素

13、、氨肽素、婦血寧、腦氨肽、蜂毒、蛇毒、胚胎素、 助應(yīng)素、神經(jīng)營養(yǎng)素、胎盤提取物、花粉 提取物、脾水解物、肝水解物、心臟激素等。多肽類藥物分類：多肽類細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子表皮生長因子（EGF），轉(zhuǎn)移因子（TF蛋白質(zhì)激素 垂體蛋白質(zhì)激素生長素（GH），催乳激素（PRL），促甲狀腺素（TSH），促黃體生成激素（LH），促卵泡激素（FSH）。 促性腺激素人絨毛膜促性腺激素（HCG），絕經(jīng)尿促性腺激素（HMG），血清性促性腺激素（SGH）。 胰島素及 其他蛋白質(zhì)激素胰島素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。 血漿蛋白質(zhì)白蛋白，纖維蛋白溶酶原，血漿纖維結(jié)合蛋白（FN）,免疫丙種球蛋白，抗淋巴細(xì)胞免疫球蛋白，Vei

14、ls病免疫球蛋白，抗D免疫球蛋白，抗HBs免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纖維蛋白原，抗凝血酶，凝血因子，凝血因子。蛋白質(zhì)類藥物分類蛋白質(zhì)激素 垂體蛋白質(zhì)激素生長素（GH），催乳激素（P蛋白質(zhì)類細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子干擾素、（IFN）,白細(xì)胞介素17（IL），神經(jīng)生長因子（NGF），肝細(xì)胞生長因子（HGF），血小板衍生的生長因子（PDGF），腫瘤壞死因子(TNF)，集落刺激因子(CSF)， 組織纖溶酶原激活因子(tPA)，促紅細(xì)胞生成素(EPO)，骨發(fā)生蛋白（BMP）。粘蛋白胃膜素、硫酸糖肽、內(nèi)在因子等。膠原蛋白明膠、阿膠等堿性蛋白質(zhì)硫酸魚精蛋白蛋白酶抑制劑胰蛋白酶抑制劑凝集素PHA、ConA蛋白質(zhì)類藥

15、物分類蛋白質(zhì)類細(xì)胞干擾素、（IFN）,白細(xì)胞介素17（I多肽化學(xué)合成概述合成原理：是一個重復(fù)添加AA的過程，一般自C端向N端合成。合成方法： （1）液相合成 （2）固相合成 （1963年R.B.Merrifield 創(chuàng)立，并因此獲1984年 獲諾貝爾化學(xué)獎）1953年Du.Vigneaud等合成催產(chǎn)素（oxytocin,OXT ，9AA單鏈肽）1963年合成促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH，39AA單鏈肽）1965年中國科學(xué)家合成了胰島素（Insulin，51AA雙鏈肽）多肽化學(xué)合成概述合成原理：是一個重復(fù)添加AA的過程，一般自C多肽合成的主要步驟 氨基的保護和羧基的活化 羧基的保護和氨基的活化 接

16、肽和去保護基氨基保護基 芐氧羰基強酸脫除 叔丁氧羰基（BOC）三氟乙酸（TFA）脫除 9-芴甲氧羰基（Fmoc）堿脫除 多肽合成的主要步驟多肽的固相合成(Fmoc保護法)（1978年改進的方法，避免了強酸處理）多肽的固相合成(Fmoc保護法)（1978年改進的方法，避原料選擇上 清破碎 提取沉 淀 變性 復(fù)性蛋白質(zhì)純化蛋白質(zhì)藥物Separation and Purification純度 活性鑒定合格不合格精品 發(fā) 酵 生物 組織原料選擇上 清破碎 提取沉 淀 變性 Protein-Separation原則：富含所需蛋白質(zhì)多肽成分的，易于獲得、易于提取、無害 （原核、真核發(fā)酵；生物組織）注意事項

17、：種屬、發(fā)育生長階段、原料的環(huán)境、解剖部位、生物狀態(tài)溶解性 穩(wěn)定性 合適的溶劑原料選擇提取 Protein-SeProtein-Purification 純化 根據(jù)目的蛋白與雜質(zhì)之間的差異進行純化。1.根據(jù)蛋白質(zhì)的pI的不同進行純化，其方法有：1）pI沉淀法 2）pI沉淀法與鹽析法相結(jié)合3）等電聚焦法 2.蛋白質(zhì)分子形狀和大小的不同進行純化，其方法有 1）凝膠過濾 2）超濾法 3） 離心法 4）透析法3.蛋白質(zhì)的溶解度不同進行純化，其方法有： a)鹽溶與鹽析法 b）結(jié)晶法 c）有機溶劑沉淀法4.蛋白質(zhì)電離性質(zhì)不同進行分離：離子交換法5.蛋白質(zhì)功能專一性不同進行純化：親和層析法、假親和層析法6.

18、蛋白質(zhì)在溶劑系統(tǒng)中分配不同進行純化：萃取法7.蛋白質(zhì)的選擇性吸附的性質(zhì)進行純化：吸附法8.蛋白質(zhì)的其他特殊性質(zhì)進行純化Protein-Purification 純化 根據(jù)目的分離純化方法的選擇1.分離純化的早期使用方法的選擇特點：提取液中的物質(zhì)十分復(fù)雜，目的蛋白濃度較稀。方法選擇原則：低分辨能力到高分辨能力，而且負(fù)荷量較大為合適。2.各種分離純化方法的使用程序原則：相同性質(zhì)的純化方法一般不重復(fù)使用。純化方法順序先后的安排上要考慮到有利于減少工序，提高效率。3.分離純化后期的保護性措施4對每一步驟方法的優(yōu)勢進行綜合評價 每一個分離純化步驟方法的好壞，除了從分辨本領(lǐng)和重現(xiàn)性二方面考慮外， 還注意方

19、法本身的回收率的高低。分離純化方法的選擇1.分離純化的早期使用方法的選擇2.各種分純化方法選擇指南純化方法選擇指南豬胰島素牛胰島素賴脯人胰島素（禮來公司、速效Ins） 門冬胰島素 （諾和諾德公司、速效Ins ） 甘精胰島素 (安萬特公司、長效Ins)人胰島素（Insulin）B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29B28 A21 ;B31 ;B32 豬胰島素人胰島素（Insulin）B30 3D Structure of Insulin胰島素二聚體（dimer）胰島素六聚體（hexamer ）3D Structure of Insulin胰島素二聚體（目前臨床使用的胰島素來源 動物胰

20、臟來源-經(jīng)動物胰臟提取或適當(dāng)提純的豬、牛胰島素 半合成胰島素-以豬胰島素為原料，酶修飾后得到人胰島素重組DNA技術(shù)生產(chǎn)胰島素-重組DNA技術(shù)生產(chǎn)人胰島素、速效胰島素、長效胰島素目前臨床使用的胰島素來源 動物胰臟來源 半合成胰島素重組D1921年-從動物胰腺中提取出胰島素，開創(chuàng)了人類胰島素治療的歷史。1926年-重結(jié)晶胰島素1930s-傳統(tǒng)中、長效動物胰島素1970s-單峰胰島素和 單組分胰島素 70年代末-半合成胰島素1982年-采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)的人胰島素正式上市。90年代至今-重組人胰島素類似物成功研發(fā)上市，包括超短效和長效人胰島素類似物。 1921年-從動物胰腺中提取出胰島素，開創(chuàng)了人

21、類胰島素動物來源的胰島素（28種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)ILETIN I LILLY NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN NOVO NORDISK INC ILETIN II LILLY PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK) LILLY INSULIN NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II LILLY INSULIN INSULATARD NPH NORDISK NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PO

22、RK) LILLY INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK) NOVO NORDISK INCPROTAMINE ZINC INSULIN BRISTOL MYERS SQUIBB LENTARD NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II LILLY LENTE NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II (PORK) LILLY LENTE ILETIN II LILLY REGULAR PURIFIED PORK INSULIN NOVO NORDISK INC LENTE ILETIN II (PORK) LILL

23、Y REGULAR INSULIN NOVO NORDISK INCLENTE INSULIN NOVO NORDISK INC SEMILENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN I (BEEF-PORK) LILLY SEMILENTE INSULIN NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II LILLY ULTRALENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II (PORK) LILLY ULTRALENTE INSULIN NOVO NORDISK INCNPH INSULIN NOVO NORDISK INC VEL

24、OSULIN NOVO NORDISK INC 動物來源的胰島素（28種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)I半合成來源的胰島素（5種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)INSULATARD NPH HUMAN NOVO NORDISK INC MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS NOVOLIN 70/30 NOVO NORDISK INCNOVOLIN L NOVO NORDISK INCNOVOLIN N NOVO NORDISK INC半合成來源的胰島素（5種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)INSULATAR基因重組來源的胰島素（27種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)APIDRA SANO

25、FI AVENTIS US LANTUS SANOFI AVENTIS US EXUBERA PFIZER LEVEMIR Novo Nordisk HUMALOG LILLY MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS HUMALOG MIX 50/50 LILLY NOVOLIN 70/30 Novo NordiskHUMALOG MIX 75/25 LILLY NOVOLIN L NOVO NORDISK INC HUMALOG PEN LILLYNOVOLIN N NOVO NORDISK INC HUMULIN 50/50 LILLY NOVOLIN R NOV

26、O NORDISK INC HUMULIN 70/30 LILLY NOVOLIN R（Purified）NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 PEN LILLYNOVOLOG NOVO NORDISK INC HUMULIN BR LILLYNOVOLOG MIX 70/30 NOVO NORDISK INC HUMULIN L LILLYVELOSULIN BR NOVO NORDISK INC HUMULIN N LILLYVELOSULIN BR HUMANNOVO NORDISK INC HUMULIN R LILLYHUMULIN U LILLYHUMULI

27、N R PEN LILLY基因重組來源的胰島素（27種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企通化東寶 1998年12月研制出中國第一支基因重組胰島素“甘舒霖” 甘舒霖 R- 常規(guī)重組人胰島素注射液 甘舒霖 N- 低精蛋白重組人胰島素注射液 甘舒霖 30R- 30/70混合重組人胰島素注射液 （ 30%常規(guī)重組人胰島素和70%低精蛋白重組人胰島素）深圳科興 蘇泌啉- 常規(guī)重組人胰島素注射液 蘇泌啉恩- 低精蛋白重組人胰島素注射液 徐州萬邦 萬邦林- 常規(guī)重組人胰島素注射液 萬蘇林豬胰島素制劑胰島素國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊證） -南京新天生物化學(xué)制藥有限公司、華西醫(yī)科大學(xué)制藥廠、上海第一生化

28、制藥廠、武漢生化制藥廠 等通化東寶胰島素國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊證）臨床用胰島素分類普通胰島素：從動物胰臟中提取人胰島素傳統(tǒng)中長效胰島素 長效人胰島素類似物速效人胰島素類似物非注射胰島素臨床用胰島素分類普通胰島素：從動物胰臟中提取傳統(tǒng)中長效胰島素制劑 低精蛋白鋅胰島素：胰島素、魚精蛋白和鋅的結(jié)晶。 例：禮來公司， Humulin N(rDNA、大腸桿菌) 諾和諾德， Novolin N (rDNA、釀酒酵母) 胰島素鋅混懸液：精蛋白鋅胰島素與常規(guī)胰島素的混懸液 例：禮來公司， Humulin 30/70 (30%常規(guī)胰島素，70%精蛋白鋅胰島素) Humulin 50/50 諾和諾德

29、， Novolin 30/70 Novolin 50/50缺陷：作用時間少于24小時作用峰值明顯，夜間低血糖危險性高吸收不穩(wěn)定結(jié)霜現(xiàn)象，由于溫度過冷或過熱導(dǎo)致胰島素再玻璃瓶壁沉淀，喪失活性傳統(tǒng)中長效胰島素制劑速效胰島素特點：起效快，皮下注射后15分鐘起效。 達(dá)峰快，注射后15分鐘起效，3060分鐘達(dá)到藥效高峰。藥效維持時間短，大約在3小時左右（24小時）。 藥代動力學(xué)特點與進餐后人體內(nèi)源性胰島素分泌十分相似，能夠很好地控制當(dāng)餐后血糖而且不容易發(fā)生低血糖。起效時間 達(dá)峰時間峰持續(xù)時間 作用消除時間常規(guī)皮下Ins: 30-90min1.5-2.5h 2-4h6-8h生理Ins：0-20min30-

30、45min2-3h3-4h速效胰島素特點： 藥代動力學(xué)特點與進餐后人體內(nèi)源性 B26-30對于胰島素結(jié)合于胰島素受體的功能無關(guān)，但是對胰島素形成二聚體有關(guān)的結(jié)構(gòu)特點 。因此對此區(qū)段進行修飾將產(chǎn)生一些自聚合能力下降但是與胰島素受體結(jié)合能力不變的新型速效胰島素類似物 。研制機理已上市藥物： Lispro 、 Aspart、Apidra B26-30對于胰島素結(jié)合于胰島素受體的功能無關(guān)，但 Lispro （賴脯胰島素 ，Humalog ）是第一個用于臨床的速效胰島素類似物,由美國禮來公司研制生產(chǎn)，將人胰島素的B28與B29位的氨基酸對換。 Aspart（門冬胰島素，Novolog ）由丹麥諾和諾德公

31、司研制生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)與人胰島素的區(qū)別在于用天冬氨酸取代了B鏈28位上的脯氨酸。APIDRA （賴谷胰島素，Apidra ）安萬特公司研制，以賴氨酸和谷氨酸分別取代了人胰島素B3位的天冬氨酸和B29位的賴氨酸。 Lispro （賴脯胰島素 ，Humalo長效胰島素-人胰島素類似物1. 甘精胰島素（ glargine ）： 商品名Lantus-甘氨酸替代胰島素A鏈21位門冬氨酸、并在B鏈末端增加兩 個精氨酸。 使胰島素結(jié)合更多帶正電的氨基酸殘基，改變等電點，使等電點由5.4上升至中性。這樣，胰島素類似物在酸性條件下可溶，在生理的近中性條件下結(jié)晶。2. Insulin Detemir：商品名Levemi

32、r -胰島素B鏈29位賴氨酸側(cè)鏈通過酰基化連接一個N-16-烷基 酸的14碳游離脂肪酸該游離脂肪酸能與白蛋白結(jié)合，延緩與胰島素受體結(jié)合，從而延長其半衰期。 長效胰島素-人胰島素類似物1. 甘精胰島素（ glargiInsulin Detemir（Levemir ）諾和諾德公司研制 glargine （Lantus）安萬特公司研制Insulin Detemir glargine （Lant胰島素肺部吸入制劑-Exubera輝瑞、萬安特以及Nektar 共同研發(fā)于2006.1.27被FDA批準(zhǔn)一種作用快的胰島素干粉吸入劑適用于餐前給藥，其胰島素吸收具有速效化的特征胰島素肺部吸入制劑-Exubera

33、輝瑞、萬安胰島素制備工藝 以動物胰臟為原料提取胰島素 -酸醇提取法 傳統(tǒng)胰島素-豬、牛胰臟提取，只經(jīng)一步重結(jié)晶 單峰胰島素-凝膠過濾純化 單組分胰島素-凝膠過濾、離子交換純化 半合成胰島素-以豬胰島素為原料，酶修飾后得到人胰島素重組DNA技術(shù)生產(chǎn)人胰島素 AB鏈合成：分別表達(dá)AB鏈，化學(xué)方法連接 逆轉(zhuǎn)錄法：表達(dá)胰島素原，酶切得到重組人胰島素胰島素制備工藝 以動物胰臟為原料提取胰島素 半合成胰島素重組Ins的性質(zhì) Ins的性質(zhì) Insulin crystas 酸醇提取法提取動物胰島素 Insulin crystas 酸醇提取法提取動物注意事項 注意事項 酶促半合成人胰島素酶促半合成人胰島素重組D

34、NA技術(shù)制造人胰島素 AB鏈合成法：以人工合成的人胰島素A鏈和B鏈基因分別表達(dá)A鏈和B鏈，然后再組合起來。反轉(zhuǎn)錄酶法：通過胰島素原的cDNA合成，表達(dá)產(chǎn)物是胰島素原，經(jīng)工具酶切開，除去C-肽得人胰島素。重組DNA技術(shù)制造人胰島素 AB鏈合成法：以人工合成的人胰島Ins A鏈Ins B鏈轉(zhuǎn)化大腸桿菌發(fā)酵A鏈B鏈純化二硫鍵活性胰島素AB鏈合成人胰島素Ins A鏈Ins B鏈轉(zhuǎn)化大腸桿菌發(fā)酵A鏈B鏈純化二硫鍵活質(zhì)粒Ins mRNA反轉(zhuǎn)錄Ins cDNA轉(zhuǎn)化大腸桿菌PCR連接胰島素原活性胰島素二硫鍵酶切 提取質(zhì)粒限制性內(nèi)切酶酶切 反轉(zhuǎn)錄酶法合成人胰島素質(zhì)粒Ins mRNA反轉(zhuǎn)錄Ins cDNA轉(zhuǎn)化大腸

35、桿菌PCR核 酸 藥 物nucleic acid medicine核 酸 藥 物nucleic acid medici依據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成分類：分四類核酸堿基及其衍生物1核苷及其衍生物2核苷酸及其衍生物3多核苷酸4依據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成分類：分四類核酸堿基及其衍生物1核苷及其衍生物制藥工藝：概述課件生物制藥工藝：概述課件依據(jù)結(jié)構(gòu)特點及臨床應(yīng)用情況分類具有天然結(jié)構(gòu)的核酸類物質(zhì)如：肌苷、ATP、GTP、CTP、UTP、Co 等來源：提取或發(fā)酵特點：毒副作用小自然結(jié)構(gòu)堿基、核苷、核酸類結(jié)構(gòu)的類似物如：巰嘌呤、阿糖胞苷、聚肌胞等來源：以核酸類物質(zhì)為前體通過“化學(xué)法” 或“酶法”進行半合成特點：毒性較大依據(jù)結(jié)

36、構(gòu)特點及臨床應(yīng)用情況分類具有天然結(jié)構(gòu)的核酸類物質(zhì)自然結(jié)RNA的生產(chǎn)工業(yè)用RNA的提取RNA制備具有生物活性RNA的制備.RNA的生產(chǎn)工業(yè)用RNA的提取RNA制備具有生物活性RNA的1、工業(yè)用RNA的提取稀堿法酵母等1NaOH裂解胞壁溶液HCL中和加熱破壞酶冷卻到10OC離心RNA溶液調(diào)pH2-2.5（接近RNApl）離心RNA沉淀濃鹽法酵母等10NaCL90OC提取離心上清液調(diào)pH2-2.5離心RNA沉淀1、工業(yè)用RNA的提取稀堿法酵母等1NaOH裂解胞壁溶液H2、具有生物活性RNA的制備2、具有生物活性RNA的制備從核糖核蛋白中分離RNA(1)乙醇沉淀法：核糖核蛋白溶于NaHCO3水相用含辛

37、醇的氯仿去蛋白乙醇RNA沉淀(2)鹽酸胍法：核糖核蛋白24鹽酸胍38OC溶解冷卻至0OC離心RNA沉淀從核糖核蛋白中分離RNA(1)乙醇沉淀法：核糖核蛋白溶于Na DNA生產(chǎn)方法1.工業(yè)用DNA的提取 DNA生產(chǎn)方法1.工業(yè)用DN生物制藥工藝：概述課件核苷酸的制備水解法發(fā)酵法半合成法直接提取法.核苷酸的制備水解法發(fā)酵法半合成法直接提取法酶水解: DNA或RNA為原料制備5核苷酸常用的酶：橘青霉產(chǎn)生的5磷酸二酯酶橘青霉培養(yǎng)液壓濾酶液【酶解】除菌體DNA溶液酶解液加熱、調(diào)pH9.0過濾DNA降解液【離子交換】吸附于氯型陰離子樹脂分部洗脫脫氧核苷酸(dCMP、dAMP、dTMP、dGMP)RNA降解

38、進一步分離戊糖核苷酸酶水解: DNA或RNA為原料制備5核苷酸常用的酶：橘青堿水解：可制備3和2核苷酸堿水解：可制備3和2核苷酸發(fā)酵法生產(chǎn)核苷酸產(chǎn)氨短桿菌發(fā)酵生產(chǎn)肌苷酸（IMP）：腺嘌呤營養(yǎng)缺陷型嘌呤核苷酸生物合成途徑和代謝調(diào)控 R5PPRPPPRPP轉(zhuǎn)酰胺酶PRAIMP分解腺嘌呤阻遏GMPAMPADPATP反饋抑制SAMPAMPADPATPXMPGMPGDPGTP鳥嘌呤PPGMPATPPRPPGTP次黃嘌呤鳥嘌呤GMP發(fā)酵法生產(chǎn)核苷酸產(chǎn)氨短桿菌發(fā)酵生產(chǎn)肌苷酸（IMP）：腺嘌呤營IMP積累的主要途徑（前提）保證IMP合成路線暢通： 保證關(guān)鍵酶PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶的活力-解除腺嘌呤及衍生物的組遏和反

39、饋抑制阻斷IMP的去路： 阻斷SAMP合成 阻斷IMP的分解篩選獲得缺乏SAMP合成酶的腺嘌呤缺陷菌株，提供亞適量的腺嘌呤。使積累的IMP滲透到細(xì)胞外： 增大細(xì)胞膜通透性選育Mn2+不敏感的變異株IMP積累的主要途徑（前提）保證IMP合成路線暢通：發(fā)酵法生產(chǎn)核苷發(fā)酵法生產(chǎn)核苷枯草芽孢桿菌嘌呤核苷酸合成途徑SAMPAMPIMPGMPXMP345678黃嘌呤缺陷型（II）鳥嘌呤缺陷型（經(jīng)誘變?nèi)笔?號酶）（III）鳥嘌呤缺陷型（經(jīng)誘變?nèi)笔?號酶）腺嘌呤缺陷型（經(jīng)誘變?nèi)笔?號或7號酶）AICARSAICARPRAPRPP21（一）（一）（一）（一）1：PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶2、7：SAMP裂解酶3：IMP脫

40、氫酶4：XMP氨化酶5：GMP還原酶6：SAMP合成酶8：AMP脫氫酶當(dāng)培養(yǎng)基中提供限量腺嘌呤時 積累IMP 肌苷 積累IMP 肌苷 積累XMP 黃苷 枯草桿菌的磷酸單酯酶活力很強ADP（）枯草芽孢桿菌嘌呤核苷酸合成途徑SAMPAMPIMPGMPXM酶類藥物酶類藥物酶的分類酶的分類生物制藥工藝：概述課件生物制藥工藝：概述課件酶類藥物的提取和純化 原料選擇生物材料的預(yù)處理提取濃縮純化結(jié)晶酶類藥物的提取和純化 動物材料的預(yù)處理：（1）機械法：有絞碎、刨碎、勻漿、研磨、超聲波、擠壓等方法， 有些酶用機械法處理后仍不能有效的提取，可結(jié)合其 他處理法。（2）凍融： 冷到-10左右，再緩慢溶解至室溫，如此

41、反復(fù)多次。 由于細(xì)胞中冰晶的形成，及剩下液體中鹽濃度的增高， 能使細(xì)胞中顆粒及整個細(xì)胞破碎，使酶釋放出來。（3）丙酮粉：組織經(jīng)丙酮迅速脫水干燥制成丙酮粉，不僅可以減少 酶的變性，同時因細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分的破碎使蛋白質(zhì)與脂 質(zhì)結(jié)合的某些化學(xué)鍵打開，促使某些結(jié)酶釋放到溶液中。材料的預(yù)處理動物材料的預(yù)處理：材料的預(yù)處理生物制藥工藝：概述課件 酶的濃縮（1）工業(yè)上：超濾、真空減壓濃縮、薄膜濃縮、冷凍濃縮（2）實驗室： 除上述方法外，對少量樣品可用下列方法 1. 用G-15或G-25濃縮 2. 用聚乙二醇濃縮酶的濃縮（1）工業(yè)上：超濾、真空減壓濃縮、薄膜濃縮、冷凍濃縮注意兩個問題：1.建立快速的測定酶活力的方

42、法 2.建立活力回收表酶的純化：凡用于蛋白質(zhì)的純化手段均適用于酶的純化從大腸桿菌中提取天冬酰胺酶活力回收表注意兩個問題：1.建立快速的測定酶活力的方法酶的純化：凡用于酶的結(jié)晶 特征：有序性，對稱排列，周期性的重復(fù)結(jié)構(gòu) 為空間結(jié)構(gòu)研究提供x-衍射樣品1.酶的結(jié)晶方法 緩慢改變酶蛋白的溶解度，使其略處于過飽和狀態(tài)。 （1）鹽析法 （2）有機溶劑沉淀法 （3）復(fù)合結(jié)晶法 （4）透析平衡法 （5）等電點法既是純化的結(jié)果又是純化的手段酶的結(jié)晶 特征：有序性，對稱排列，周期性的重復(fù)結(jié)構(gòu)1.酶的2.結(jié)晶的條件選擇酶的純度酶的濃度金屬離子pH溫度、時間晶種2.結(jié)晶的條件選擇酶的純度酶的濃度金屬離子pH溫度、時

43、間晶種 酶的分離純化工作中的注意事項1. 防止酶蛋白變性2. 防止復(fù)因子丟失3. 防止酶被蛋白 水解酶降解酶的分離純化工作中的注意事項1. 防止酶蛋白變性2. 防止復(fù)超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase, SOD）結(jié)構(gòu)特點：金屬酶Fe-SOD: Mw38000，2個亞基，每個亞基含1個Fe，存在 于 中 Cu、Zn-SOD: Mw32000，2個亞基，每個亞基含1個Cu，1個 Zn，存在于 中Mn-SOD: 原核細(xì)胞中，Mw40000,2個亞基，每個亞基1個Mn 真核細(xì)胞中，Mw80000，4個亞基，每個亞基1個Mn真核細(xì)胞原核細(xì)胞超氧化物歧化酶（Superoxide di

44、smutase,酶的性質(zhì)穩(wěn)定性 對熱穩(wěn)定：天然牛血SOD可75加熱數(shù)分鐘，對熱 穩(wěn)定性與溶液離子強度有關(guān) 對pH的穩(wěn)定性：一般pH5.39.5較穩(wěn)定，豬血SOD在 pH7.69較穩(wěn)定金屬輔基與酶活性關(guān)系 Cu、Zn-SOD：Zn與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，與催化活性無關(guān) Cu與活性有關(guān)，對酶活力是必需的 Mn-SOD：Mn對酶活力是必需的 Fe-SOD：Fe對酶活力是必需的酶的性質(zhì)穩(wěn)定性1.以牛血紅細(xì)胞提取Cu、Zn-SOD的工藝1.以牛血紅細(xì)胞提取Cu、Zn-SOD的工藝2.以牛肝為原料提取Mn-SOD的工藝2.以牛肝為原料提取Mn-SOD的工藝糖科學(xué)蛋白 核酸糖類生物化學(xué)最后的巨大前沿之一糖科學(xué)蛋白

45、核酸糖類生物化學(xué)最后的巨大前沿之一糖類藥物的分類單 糖糖的衍生物多糖低聚糖葡萄糖、果糖、氨基葡萄糖、維生素C等蔗糖、麥芽糖、乳糖、乳果糖6-磷酸葡萄糖、1,6-二磷酸葡萄糖磷酸肌醇香菇多糖、肝素 等糖類藥物單 糖糖的衍生物多糖低聚糖葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖Text1Text3Txt5植物動物微生物海藻多糖的分類（按照其來源不同來分）Text1Text3Txt5植物動物微生物海藻多糖的分類（按多糖在細(xì)胞內(nèi)的存在方式游離型結(jié)合型:糖蛋白，如人參多糖、黃芪多糖等脂多糖，如胎盤脂多糖、細(xì)菌脂多糖等。多糖在細(xì)胞內(nèi)的存在方式游離型多糖類藥物的藥理活性抗氧化 調(diào)節(jié)血糖血脂 抗輻射損傷抗?jié)冋{(diào)節(jié)免疫功能抗病

46、毒 抗突變 抗衰老抗腫瘤抗凝血 多糖類藥物的藥理活性抗調(diào)節(jié)血糖血脂 抗抗調(diào)節(jié)抗抗抗抗抗國內(nèi)已經(jīng)上市的多糖藥物產(chǎn)品名稱生產(chǎn)單位產(chǎn)品類別適應(yīng)癥香菇多糖金陵藥業(yè)股份有限公司福州梅峰制藥廠中藥惡性腫瘤的輔助治療靈孢多糖注射液北京協(xié)和藥廠化學(xué)藥品用于治療神經(jīng)官能癥、多發(fā)性肌炎、皮肌炎、萎縮性肌強直與進行性肌營養(yǎng)不良以及因免疫功能所致的各種疾病。紫芝多糖片江西大茅制藥有限責(zé)任公司中藥用于神經(jīng)衰弱，白細(xì)胞和血小板減少癥，電離輻射及職業(yè)性造血損傷及腫瘤患者放、化療后白細(xì)胞下降等癥。豬苓多糖注射液中國中醫(yī)科學(xué)院實驗藥廠中藥調(diào)節(jié)機體免疫功能，對慢性肝炎、腫瘤有一定療效人參多糖注射液沈陽雙鼎制藥有限公司中藥增強機體免疫功能，可克服腫瘤化療和放射治療引起的副作用。注射用靈桿菌多糖保定三九濟世生物藥業(yè)有限公司中藥用于各種原因引起的白細(xì)胞減少癥