生物技術制藥期末

第四章抗體制藥

1.1g分子是由二硫鍵連接起來的4條（兩對）條多肽鏈構成的。

2.單克隆抗體制備時對動物的免疫方法分為體內免疫和體外免疫。

3.一般來說PEG的相對分子質量和濃度越大,細胞的融合率越高。

1.Ig分子的抗原結合部位是由（VL和VH的CDR區(qū)）共同構成。

2.制備單克隆抗體時一般采用與（骨髓瘤細胞）供體同一品系的動物進行免疫。

3.生物藥物檢驗要求（理化指標和生物活性指標缺一不可）。

4.下列不屬于基因產品液態(tài)保存的方法是（低濃度保存）

5.前預防乙型肝炎使用的生物制品屬于（疫苗）。

單克隆抗體：由單一的B淋巴細胞克隆產生的，這種抗體是針對一種抗原決定簇的抗體,

稱為單克隆抗體。

雙功能抗體：就是雙特異性單鏈抗體，將抗A抗原抗體的輕鏈可變區(qū)基因與抗B抗原抗體的

重鏈可變區(qū)通過短肽鏈接子連接構建成雙鏈抗體的表達質粒，表達后形成雙特異性抗體。

多克隆抗體：病原微生物含有多種抗原決定簇的抗原物質，因此這些抗體制劑也是多種抗

體的混合物，故稱多克隆抗體。

抗體：是指能與相應抗原特異性結合具有免疫功能的球蛋白。

克隆化：指單個細胞通過無性繁殖而獲得細胞集團的整個培養(yǎng)過程。

免疫球蛋白：將具有抗體活性及化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。

類型基本結構

人-鼠嵌和抗體人IgC-小鼠IgV

改型抗體小鼠CDR替換人CDR

Fab完整L鏈和Fd

FvVH和VL

單鏈抗體（scFv）VH-或-VL

單域抗體VH或VL

最小識別單位（MRU）一個CDR

人-鼠嵌和抗體：由于抗體同抗原結合的功能決定于抗體分子的可變區(qū)（V）,同種性免疫

原決定于抗體分子的穩(wěn)定區(qū)（C），如果在基因水平上把鼠源性單克隆抗體的重鏈（H）和輕

鏈（L）可變區(qū)分離出來，分別與人Ig的重鏈的穩(wěn)定區(qū)（C）基因連接成人-鼠嵌合體的H

和L鏈基因，再共轉染骨髓瘤細胞，就能表達出完整的人-鼠嵌合抗體。

Fab抗體：用胃蛋白可將IgG的重鏈在錢鏈區(qū)的C端處裂解，獲得兩個完全相同的抗原結合

片段，在Fab片段之間仍保留有錢鏈區(qū)與二硫鍵，為Fab雙體，具有完整的雙價抗體活性，

但相對分子質量減少了1/3,為10000,在人體內產生的抗鼠蛋白的排斥反應也相應降低30%,

由于仍保持抗體分子的立體構型，因此在人體任然很穩(wěn)定，成為小分子抗體的錐形。

單鏈抗體：是由一段彈性鏈接肽把抗體可變區(qū)重鏈（VH）與輕鏈（vl）相連而成，是具有親

代抗體全部抗原結合特異性的最小功能單位。

單域抗體：抗體的V「或-VL是具有結合抗原特異性的小抗體片段。

改形抗體：Ig分子中參與構成抗原結合部位的區(qū)域是H和L鏈V區(qū)中的互補決定區(qū)（CDR

區(qū)），而不是整個可變區(qū)。H和L鏈各有三個CDR,其它部分稱框架區(qū)。用鼠源單抗的CDR

序列替換人Ig分子中CDR序列，則可使人的Ig分子具有鼠源單抗的抗原結合特異性?？?/p>

消除免疫源性。又稱CDR移植抗體。

（單克隆抗體）免疫導向療法障礙有：1,單克隆抗體均是鼠源性抗體，應用于人體內可產

生人抗鼠抗體，加速了排斥反應，難以維持有效藥物作用靶組織時間；2,完整的抗體分子,

即Ig的相對分子質量過大，難以透穿腫瘤組織。改造：1,降低單克隆抗體的免疫

原性；2,降低單克隆抗體的相對分子質量。

免疫學的三大類抗體診斷藥物：血清學鑒定用的抗體制劑、免疫標記技術用的抗體制劑和體

內導向診斷藥物。

第五章植物細胞工程制藥

1.與動物細胞和微生物細胞相比，植物細胞具有細胞壁、液泡和質體。

2.植物細胞的懸浮培養(yǎng)分為靜止和振蕩。

3.植物組織和細胞培養(yǎng)物的生長主要取決于生長素和分裂素的比例。

4.大多數植物細胞的培養(yǎng)基中的氮都是以NHJ和NOJ形式提供的。

5.常用的對植物組織培養(yǎng)的表面滅菌劑是次氯酸鈣、次氯酸鈉和氯化汞。

6.植物培養(yǎng)細胞重量的增加主要取決于對數期，而次級代謝產物的累積則主要在穩(wěn)定期。

次級代謝作用：由特異蛋白質調控產生的內源化合物的合成，代謝及分解作用的綜合過程.

初級代謝物：核酸、核甘、核甘酸、氨基酸、蛋白質及糖類。次級：生物堿、黃酮體、菇

類、有機酸、木質素等。

次級代謝產物：除了核酸、核甘、核甘酸、氨基酸、蛋白質及糖類以外，具有如下特征的成

分成為次級代謝產物：有明顯的分類學區(qū)域界限；其合成需在一定的條件下才能發(fā)生；缺乏

明確的生理功能；是生命的多余成分。

植物細胞工程：以植物細胞為基本單位，應用于細胞生物學、分子生物學等理論和技術，在

立體條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為的驚細操作，使細胞的某些生物學特性按人們的意思發(fā)生

改變，從而改良品種、制造新品種、加速繁育植物個體或獲得有用物質的一門科學或技術。

植物細胞全能性：植物體中任何一個具有完整細胞核的細胞，在一定條件下都可以重新再分

化成原來的個體。

分化：可以分為胚胎發(fā)生和器官發(fā)生兩個階段。前者是從精子與卵細胞結合開始，分化為幼

胚，進而發(fā)育為成熟胚和種子。種子在適宜的條件下分化過程，形成根、莖、葉、花和果實。

脫分化：已經分化的細胞、組織和器官在人工培養(yǎng)的條件下又變成未分化的細胞和組織的過程。

再分化:通過脫分化誘導形成的愈傷組織在適宜的培養(yǎng)條件下可再分化成為胚狀體或直接分

化出器官。

細胞培養(yǎng)：指利用單個細胞進行液體或固體培養(yǎng)，誘導其增殖及分化的培養(yǎng)試驗。目的：得

到單細胞無性繁殖系。

外植體：指用于植物組織培養(yǎng)的器官或組織，植物的各部位如根、莖、葉、花、果、穗、胚

珠、胚乳、花藥和花粉等均可作為外植體進行組織培養(yǎng)。

繼代培養(yǎng)：由最初的外植體上切下的新增殖的組織，培養(yǎng)一代稱為“第一代培養(yǎng)”，連續(xù)多

代的培養(yǎng)就稱為繼代培養(yǎng)。

植物激素：是植物代謝過程中形成的生長調節(jié)物質，在極低濃度（小于1微摩時即能調節(jié)植

物的生育過程，并能從合成部位轉運到作用部位而發(fā)揮作用。

固體培養(yǎng)：是在培養(yǎng)基中加入一定量的凝固劑，經加熱溶解后，分別裝入培養(yǎng)的容器，冷

卻后凝結成固體培養(yǎng)基。

生物反應器：人們通常將用于細胞大規(guī)模生產的裝置稱為發(fā)酵罐，而將主要用于生產次級

代謝產物的裝置稱為生物反應器。

1.影響植物次級代謝產物產生和累積的主要因素有哪些？

影響次級代謝產物產生和累積的因素主要有：（1）、生物條件：外植體、季節(jié)、休眠、分化

等；（2）、物理條件：溫度、光（光照時間、光強、光質）、通氣（氧氣）、酸度和滲透壓；

（3）、化學條件：無機鹽、碳源、物質生長調節(jié)劑、維生素、氨基酸、核酸、抗生素、天然

物質和前體等；（4）、工業(yè)培養(yǎng)條件：培養(yǎng)罐類型、通氣、攪拌和培養(yǎng)方式。

2.各種植物細胞培養(yǎng)的生物反應器的特點是什么？

（1）機械攪拌式生物反應器；優(yōu)點是：反應器內的溫度、PH值、溶氧及營養(yǎng)物濃度較其

他反應器更易控制；缺點是：攪拌產生的剪切力對細胞造成傷害、抑制植物細胞生長和次

級代謝物產生。

（2）鼓泡塔生物反應器；優(yōu)點：操作不易染菌，提供了較高的熱量和質量傳遞，放大相

對容易；缺點是：流體流動形式難以確定，混合不均，缺乏有關反應器內的非牛頓流體的

流動與傳遞的數據。

（3）氣升式生物反應器；優(yōu)點：在低剪切力下達到較好的混合和較高的氧傳遞效果，運

動部件不易染菌，操作費用低；缺點：高密度培養(yǎng)時混合不夠均勻；

（4）轉鼓式生物反應器；優(yōu)點：在高密度培養(yǎng)時有較高的氧傳遞效率，缺點：難于大規(guī)

模操作，放大困難。

（5）固定化細胞生物反應器；優(yōu)點：在一定程度上克服了植物細胞遺傳和生理特性的不

穩(wěn)定，細胞大小的不一致性、高產細胞系的低產率等植物細胞培養(yǎng)中的突出難題，提高產

物的產率。缺點：固定化細胞培養(yǎng)的先決條件是細胞代謝產物必須分泌到胞外，

3.植物組織的固體培養(yǎng)有何缺點？（1）外植體或愈傷組織僅有一部分與培養(yǎng)基接觸，造成

培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的濃度差，導致生長的不平衡；（2）外植體的基部插入培養(yǎng)基中，因此該

處呈現(xiàn)氣體交換不暢，阻礙了組織呼吸作用的正常進行，同時也堆積生長過程中排出的有害

物質。（3）容易出現(xiàn)極化現(xiàn)象，導致細胞群體的不均勻。（4）在培養(yǎng)過程中需要檢測的一些

生理特殊化指標不方便。

4.植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)的主要方法及其特點是什么？（1）成批培養(yǎng)法：最適于植物細胞

培養(yǎng)的是氣升式反應器。兩步培養(yǎng)法，使用兩個反應器第一個用于細胞生物量的累積，第二

個用于次級代謝產物的生產。（2）半連續(xù)培養(yǎng)法：在反應器中投料和接種培養(yǎng)一段時間后，

將部分培養(yǎng)液和新鮮培養(yǎng)液進行交換的培養(yǎng)方法。是一種具有定時進出裝置的成批培養(yǎng)系

統(tǒng)。（3）連續(xù)培養(yǎng)法：生產能力較高，但技術條件要求苛刻。（4）固定化培養(yǎng)法：固定

化的優(yōu)點是細胞位置固定，易于獲得高密度細胞群體和維持細胞間的物理化學梯度，利于細

胞組織化，易于控制培養(yǎng)條件及獲得次級代謝產物。

5.植物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基由哪些主要成分組成？

植物細胞或組織培養(yǎng)基常含有無機鹽、碳源、有機氮源、植物生長激素、維生素等成分。

（1）無機鹽有大量元素和微量元素，30毫克每升為界限，大量有氮、硫、磷、鉀、鎂、

鈣、氯、鈉。微量有鐵、銃、碘、鋁、銅、鋅、碘。

（2）碳源常用碳源為碳水化合物、肌醇、甘油、乳糖和半乳糖。天然提取物如椰子乳、對

愈傷組織的誘導和培養(yǎng)也有重要意義。

（3）植物生長調節(jié)劑常見的植物激素有生長素、分裂素、赤霉素、脫落酸、乙烯。

（4）有機氮源常用蛋白質水解物或各種氨基酸，有機氮源對細胞的早期生長有利，氨基酸

的加入是為了代替或增加氮源的供應。

（5）維生素通常是維生素自養(yǎng)型，但大多數不能滿足需要。B族維生素還需加入生物素和

肌醇。

植物組織和細胞培養(yǎng)的生長過程主要取決于：生長素和分裂素的比例；

植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)：成批培養(yǎng)、半連續(xù)和連續(xù)培養(yǎng)（懸浮培養(yǎng)）及固定化培養(yǎng)。

成批培養(yǎng)：將培養(yǎng)基一次性加入反應器中，接種、培養(yǎng)一定時間后收獲細胞的操作方式。

半連續(xù)培養(yǎng)法：在反應器中投料和接種培養(yǎng)一段時間后，將部分培養(yǎng)液和新鮮培養(yǎng)液進行交

換的培養(yǎng)方法。

連續(xù)培養(yǎng)法：利用連續(xù)反應培養(yǎng)器，在投料和接種培養(yǎng)一段時間后，以一定速度連續(xù)采集細

胞和培養(yǎng)液，并以同樣速度供給新鮮培養(yǎng)基以及使細胞生長環(huán)境長期維持恒定的方法。

如上，植物次級代謝產物的積累主要在細胞生長的穩(wěn)定期，表明細胞成塊而趨于分化時，細

胞塊中各個細胞處于一定理化梯度之下此現(xiàn)象與完整植株相似，由此提出固定化培養(yǎng)技術。

固定化培養(yǎng)采用的固定化反應器有：網狀多孔板、尼龍網套和中孔纖維膜；也可通過凈化空

氣代替攪拌。

固定化培養(yǎng)法：將細胞固定在尼龍網套內或固定于中空纖維膜反應器的膜表面，或固定于

網狀多孔板上，放在培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，或連續(xù)通入新鮮培養(yǎng)基，進行連續(xù)培養(yǎng)又連續(xù)收集

培養(yǎng)產物，可通入凈化空氣代替攪拌。

常用的滅菌劑有：氯酸鈣、次氯酸鈉和氯化汞。

三、培養(yǎng)條件的影響

可分為培養(yǎng)環(huán)境的內在因素（包括營養(yǎng)成分、生物及非生物元素、pH、通氣及混合程度、

與接種有關的因素）和培養(yǎng)環(huán)境的外部因素（剪切力、攪拌頻率、溫度和光）等的影響。

（1）接種和誘導：（2）培養(yǎng)基的組成：磷、氮、銅、碳源（種類及濃度）、植物生長調節(jié)

劑、02和pH等。2.兩步培養(yǎng)法第一步使用適合細胞生長的培養(yǎng)，營養(yǎng)豐富，稱為生長培

養(yǎng)基；第二步使用適于次級代謝產物合成的培養(yǎng)基，較低含量的硝酸鹽和磷酸鹽，并含有較

低的糖分或少量的碳源，稱為生產培養(yǎng)基。

3、培養(yǎng)環(huán)境的外部因素（1）溫度：（2）攪拌頻率（3）培養(yǎng)容器的影響：（4）光的影響：

第六章酶工程制藥

1.酶的固定化方法為載體結合法、交聯(lián)法和包埋法。

2酶的載體結合法根據結合形式的不同分為物理吸附法、離子結合法和共價結合法。

3.目前工業(yè)常的酶一般是以微生物為主要來源。

4篩選產酶菌的方法主要包括以下菌樣采集菌種的初篩、純化復篩和生產性能鑒定等步驟

5酶在醫(yī)藥領域有應用主要包括疾病診斷、疾病治療、藥物生產和分析檢測四個方面的

6.在固定化細胞中應用最多，最有效的方法是包埋法。

7.酶和細胞的固定化載體主要有吸附載體、包埋載體和交聯(lián)載體三類。

8.選擇酶和細胞固定化方法時應考慮應用的安全性、操作中的穩(wěn)定性及固定化成本。

9.根據固定化酶的反應系統(tǒng)，其活力的測定可以分為分批測定法和連續(xù)測定法兩種。

10.固定化酶的偶聯(lián)率小于1，擴散限制對酶活力有影響;偶聯(lián)率大于1,

有細胞分裂或從載體排除抑制劑等原因。

11.酶化學修飾的方法有表面化學修飾、酶分子內部修飾和結合定點突變的化學修飾。

固定化酶固定化酶是指限制或固定于特定空間位置的酶，具體來說，是指經物理或化學

方法處理，使酶變成不易隨水流失即運動受到限制，而又能發(fā)揮催化作用的酶制劑。

模擬酶：根據酶的作用原理，用各種方法人為制造的具有酶性質的催化劑。

酶化學修飾：通過主鏈有切割、剪切和側鏈基團有化學修飾對酶蛋白進行分子改造，以改變其理化性質

和生物活性。這種應用化學方法對酶分子施行種種“手術”的技術稱為酶分子的化學修飾。

固定化細胞：將細胞限制或定位于特定空間位置的方法稱為細胞固定化技術。被限制或定

位于特定空間位置的細胞稱為固定化細胞。

人工模擬酶：根據酶的作用原理，用各種方法人為制造的具有酶性質的催化劑。

酶化學修飾：通過主鏈的切割、剪接和側鏈基團的化學修飾對酶蛋白進行分子改造，以改變

其理化性質及生物活性。

有機相酶反應：指酶在具有有機溶劑存在的介質中所進行的催化反應。

分子印跡：指制備對某一特定化合物具有選擇性的聚合物的過程。

生物印跡：是分子印跡的一種形式，它是以天然的生物材料，如蛋白質和糖類物質為骨架，

在其上進行分子印跡而產生對印跡分子具有特異性識別空腔的過程。

1.作為一個優(yōu)良的產酶菌種：繁殖快、產酶高，最好是產生胞內酶的菌株

2.酶經固定化后，其最適pH值一般都：升高或下降

3.抗體酶是具有催化活性的：免疫球蛋白

4.載體結合法是酶和細胞固定化的主要方法之一，下列那種方法不屬于載體結合固定化方

法：交聯(lián)法

5.模擬酶的分類，按屬性分為：主-客體酶、膠束酶、肽酶、半合成酶、分子印跡酶。

6.按Kirby分類：單純酶模型、機制酶模型、單純合成的酶樣化合物。

7.核酶是具有催化活性的：核糖核酸

8.分子印跡方法：共價分子印跡和非共價分子印跡。

9.酶化學修飾的目的①提高酶的生物活性；②增強在不良環(huán)境中的穩(wěn)定性；③降低

或消除其免疫原性

10、酶化學修飾的方法

(1).酶的表面化學修飾包括：大分子修飾、小分子修飾、交聯(lián)修飾、固定化修飾。

(2).酶分子內部修飾包括：非催化活性基團的修飾、蛋白主鏈的修飾、催化活性基團的

修飾、與輔因子有關的修飾、肽鏈伸展后的修飾。3.結合定點突變的化學修飾

分子印跡有兩種方法：共價分子印跡，(如染料、二胺類、維生素、氨基酸衍生物、肽)

和非共價分子印跡(如游離糖及其衍生物、甘油酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物、芳香酮、

轉鐵蛋白、苦杏仁酸、二醛等)。

L作為一個優(yōu)良的產酶菌種，應具備條件有那些？

(1)繁殖快、產酶高，酶的性質應符合使用要求，而且最好是產生胞外酶的菌株。

(2)不是致病菌，在系統(tǒng)發(fā)育上與病原菌無關，也不產生有毒物質。

(3)產酶性能穩(wěn)定、不易變異退化，不易感染噬菌體。

(4)所需原料穩(wěn)定，來源廣泛，價格低廉。發(fā)酵周期短，易于培養(yǎng)。

2.試比較物理吸附法和共價結合法兩種酶固定方法的優(yōu)缺點。

物理吸附法優(yōu)點：制作條件溫和、簡便，成本低，載體再生、可反復使用。缺點：結合

力弱，對pH、離子強度、溫度等因素敏感，酶易脫落。

共價結合法優(yōu)點：酶與載體結合力強，穩(wěn)定性好。缺點：條件激烈，易引起酶失活；成本高。

3.固定化酶和固定化細胞的特點和優(yōu)點各是什么？

固定化酶的特點：具有生物催化劑的功能，又有固相催化劑的功能。

主要優(yōu)點如下：①可多次使用②反應后，酶底物產物易分開，產物中無殘留酶，易純化，

產品質量高。③反應條件易控制。④酶的利用效率高。⑤比水溶性酶更適合于多酶反應。

4,為什么要對酶進行化學修飾？(1)提高生物活性；(2)增強在不良環(huán)境中的穩(wěn)定性；

(3)針對異體反應，降低生物識別能力

四、從現(xiàn)代觀點來看，酶工程主要有哪些方面的研究內容：

1、酶的分離、提純、大批量生產及應用開發(fā)。2、酶和細胞的固定化及酶反應器的研究。3、

酶生產中基因工程技術的應用及遺傳修飾酶的研究。3、酶的分子改造與化學修飾以及酶的

結構與功能之間關系的研究。4、有機相中酶反應的研究。5、酶的抑制劑、激活劑的開發(fā)及

應用研究。6抗體酶、核酸酶的研究。7模擬酶、合成酶及酶分子的人工設計、合成的研究。

2、固定化酶的特點：具有生物催化劑的功能，又有固相催化劑的功能。①可多次使用，在

多數情況下，酶的穩(wěn)定性提高②反應后，酶、底物、產物易分開，產物中無殘留酶，易純

化，產品質量高。③反應條件易控制，可實現(xiàn)轉化反應的連續(xù)化和自動控制。④酶的利用

效率高。單位酶催化的底物量增加，用酶量減少。⑤比水溶性酶更適合于多酶反應。

酶固定化方法：1,載體結合法（物理吸附法、離子結合法、共價結合法）2,交聯(lián)法3,包

埋法（網格型、微囊型）4,熱處理（細胞，，針對固定化細胞）（無載體法）

固定化細胞的特點：既有細胞特性，也有生物催化劑功能，又有固相催化劑特點。

優(yōu)點：①無須進行酶的分離純化②保持酶的原始狀態(tài)，固定化過程中酶的回收率高③細胞

內酶比固定化酶穩(wěn)定性高④細胞內酶的輔助因子可自動再生⑤細胞本身含多酶體系，可催

化一系列反應⑥抗污染能力強

第七章發(fā)酵工程技術概論

發(fā)酵的基本過程：菌種、種子制備、發(fā)酵、發(fā)酵液預處理、提取精制

發(fā)酵工業(yè)的生產水平取決于三個要素，分別是生產菌種、發(fā)酵工藝和發(fā)酵設備。

2.發(fā)酵工程產品開發(fā)的關鍵是篩選到高效菌株，一般優(yōu)良菌種的選育方法主要有自然選

誘變育種和原生質體融合。

3.微生物誘變育種導致遺傳物質DNA結構上發(fā)生變化，通常用物理、化之、生物等因素

進行對微生物的誘變。

4..發(fā)酵產物的提取方法一般有吸附法、沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法

5.在發(fā)酵工業(yè)生產中使用的碳源有糖類、脂肪、有機酸、碳水化合物.

2.簡述培養(yǎng)基對發(fā)酵的影響

微生物的生長需要一定的營養(yǎng)，不同的微生物對營養(yǎng)的要求有很大的差異，培養(yǎng)基的成分和

配比合適與否，對產生菌的生長發(fā)育，發(fā)酵單位的增長，有相當大的影響，同時還會影響到

提取工藝和產品質量。

微生物的生長需要較多供給有機碳架的碳源，構成含氮物質的氮源，還有無機鹽類，微量元

素和水分等。1.碳源是構成微生物細胞和各種代謝產物碳架的營養(yǎng)物質，同時碳源在微生物

的代謝過程中被氧化、釋放出能量，并以ATP的形式貯存于細胞內，供給微生物生命活動

所需的能量。2.無機鹽和微量元素是構成菌體原生質的成分，可維持酶的活性，可調節(jié)細胞

的滲透壓和PH,參與產物的合成等。3.水是必需的物質，它既是構成菌體細胞的主要成分,

又是營養(yǎng)物質傳遞的介質，對微生物的生長繁殖和產物合成有很重要的作用。

3.簡述溫度對發(fā)酵的影響，如何控制溫度可提高目標產物的產率？

影響：1.影響各種酶反應的速率和蛋白質的性質，溫度對菌體生長的酶反應和代謝產物合成

的影響往往不同，溫度能改變菌體代謝產物的合成方向，對多組分次級代謝產物的組分比例

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