《生物技术制药.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物技术制药.ppt（76页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、生物技术制药包括内容：,2部分,生物技术和原生物药物,第二章 生物药物概论,本章内容：,生物药物的特点及分离方法,各种原料生产的药物特点、用途,目的要求： 掌握生物药物的概念； 熟悉生物药物的特性、分类与制备； 了解人体、动物、植物来源类药物以及海洋生 物药物种类和用途； 了解人体来源类药物、动物来源类药物、植物来 源类药物以及海洋生物药物的的研究前景。,第一节 生物药物的来源、 特性、分类与制备,一.生物药物的来源 二.生物药物的特性 三.生物药物的分类 四.生物药物的制备,一.生物药物的来源,是指运用生物学、医学、生物化学等研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等, 综合利用物理学、化学
2、、生物化学、生物技术、药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。,1. 定义,天然生物材料为主,2.生物药物的原料来源,人工制得生物材料为当前重要来源,免疫法制备的动物原料、基因工程技术制备的微生物或其它细胞原料,动物、植物、微生物、人体、各种海洋生物,二.生物药物的特性,药理学特性,在生产、制备中特殊性,检验上的特殊性, 治疗的针对性强,细胞色素C：治疗缺氧性疾病, 药理活性高 毒副作用小，营养价值高 生理副作用常有发生,ATP直接供能，效果确切、显著,生物药物主要有:蛋白质、核酸、糖类、脂类,免疫反应、 过敏反应,药理学特性,(1)有效成分低、提取纯化工艺复杂 (2)稳定
3、性差 (3)易变质腐败 (4)注射用药有要求,在生产、制备中特殊性,胰腺提取胰岛素：含0.002，还有酶、蛋白质,生物药物是活性大分子，有特定活性部位,引起活性破坏的因素：生物性、理化,生物药物原料和产品均为营养价值高的物质,均一性，安全性，稳定性，剂量，储存,1）需理化检验指标 2）生物活性指标,在检验上特殊性,是生产生物药物的关键,生物技术药物的特性,1 分子结构复杂 2 具有种属特异性 3 针对性强，疗效高 4 稳定性差 5 基因稳定性 6 免疫原性 7 体内的半衰期短 8 受体效应 9 多效性和网络性效应 10 检验的特异性,三.生物药物的分类,分类方法有三种: 按药物的化学本质和特性
4、分类 按原料来源分类 按生理功能和临床用途分类,1.按药物的化学本质和化学特性分类,(1)氨基酸及其衍生物类药物 (2)多肽及蛋白质类药物 (3)酶与辅酶类药物,(4)核酸及其降解物和衍生物类药物 (5)糖类药物 (6)脂类药物 (7)细胞生长因子类 (8)生物制品类,2.按原料来源分类,(1)人类组织来源的生物药物 (2)动物组织来源的生物药物 (3)植物组织来源的生物药物 (4)微生物来源的生物药物 (5)海洋生物来源的生物药物,3.按生理功能和临床用途分类,(1)治疗药物 (2)预防药物 (3)诊断药物 (4)其它生物医药用品,主要功能,菌苗、疫苗、类毒素,单克隆抗体、放射性、酶,保健品
5、、化妆品、食品、医用材料,生物技术药物的分类,应用重组DNA技术制造的基因重组制剂； 基因核酸药物； 天然生物药物； 合成与部分合成的生物药物。,四.生物药物的制备,原料的选择、预处理与保存方法,提取,分离纯化,过程：,(2) 预处理,(1) 选择,一 原料选择、预处理、保存,主要原则：有效成分含量高、新鲜,冷冻法 有机溶剂脱水法 防腐剂保鲜法,动物：采集后立即处理、去除缔结组织,微生物：及时将菌细胞与培养液分离,植物：择时采集、去除不用部分,（3）保存,40,丙酮,液体原料,生物组织与细胞的破碎,二 提 取,方法: 机械破碎法 压力法 反复冻融法 超声波振荡法 自溶法或酶解法, 提取,二 提
6、 取,根据活性物质的性质，选择提取试剂种类,注意问题：,注意提取温度、pH、变性剂,考虑提取试剂用量、提取次数、提取时间,1、蛋白质类药物,（1）沉淀法,三 分离纯化,按分子大小,按分子所带电荷,亲和层析法,蛋白质胶体颗粒表面水化膜或电荷破坏， 蛋白质沉淀,两性电解质，具有等电点，在离开等电点的 PH时便会带正或负电荷,具有其作用的靶物质，它们之间有特异亲合作用,2、核酸类药物,主要方法：提取法和发酵法,三 分离纯化,发酵法主要用于生产单核苷酸,提取法生产DNA和RNA主要技术,3、糖类,只介绍多糖和粘多糖,三 分离纯化,沉淀法,45倍体积的乙醇可以使任何结缔组织中的 粘多糖完全沉淀,乙醇,离
7、子交换层析法,粘多糖的聚阴离子能很好地被阳离子交换吸附剂吸附和分离,例如Dowex I-X2离子交换树脂、DEAE -离子交换纤维素。用NaCl进行梯度洗脱。,4、脂类药物,三 分离纯化,沉淀法,吸附层析法,离子交换层析法,不同脂质在丙酮中溶解度不同,通过极性和离子力将各种化合物结合到固体吸附剂上。洗脱用极性逐渐增大的洗脱液，非极性先流出，极性后流出,脂质分子有非解离、两性离子和酸式解离三种状态。在一定的pH条件下解离形式不同而选择适当的离子交换剂提纯,7、氨基酸类药物,三 分离纯化,沉淀法,吸附法 离子交换法,人体来源的药物,第二节 各种原料生产的药物特点、用途,动物来源的药物,植物来源的药
8、物,海洋生物药物,一、人体来源药物的特点与研究意义, 人体来源的药物,二、人体来源药物的种类与用途,三、人体来源药物的制备实例,四、人体来源药物的研究前景,一、人体来源药物的特点与研究意义,安全性好,1、特点,稳定性好,效价高，疗效可靠,2、研究意义,研究的重要意义,资源有限性,对医学和药学有重大意义,与人类体内成分差异极小，不易产生副作用,蛋白浓度为10的Ig,其抗体效价 比原血浆中含量高10倍以上,加工成冻干制剂，10以下可保存2年以上,二、人体来源药物的种类与用途,人血液成分制品,血浆的综合利用,人体液细胞中的活性物质,其它原料的利用,1 人血液成分制品,红细胞制剂 白细胞浓缩液 血小板
9、制剂 新鲜冰冻血浆,凡需要提高血液携氧能力和补充血红蛋白,而又不需要补充维持血容量的场合,肿瘤病人处于骨髓瘤细胞抑制期间遭受感染用,采集：单采白细胞技术从供血者血循环中,白血病，淋巴瘤，骨髓抑制症,人体易对输入的外源血小板产生抗体,先天性或获得性凝血因子缺乏症,2 血浆的综合利用,项目 含量 血浆占人体体重的量 8 血浆占全血的量 50 血浆中水分占血浆的量 92 血浆中蛋白质占血浆的量 67 白蛋白IgG占血浆总蛋白的量 65,转输蛋白类,白蛋白含量最高，其次为类脂蛋白,在血液循环中对机体的营养物、代谢产物、激素、药物进行转输,免疫球蛋白,构成体液免疫系统； 包括：IgG、IgA、IgM、I
10、gD、IgE,凝血系统蛋白 补体系统蛋白 蛋白酶抑制物类,维持正常血凝、保护血管渗漏,是机体防御体系 之一，包括：C1C9,1AT (1抗胰蛋白酶)是保护正常细胞不受蛋白酶破坏和损伤,如:纤维蛋白原凝血酶原和因子起凝血作用纤维酶原蛋白C和因子起抗凝血作用,3 人体液细胞中的活性物质,细胞内的活性物质有：血红蛋白、SOD、IFN、IL-2等,4 其它原料的利用 人胎盘：胎盘丙种球蛋白白蛋白 人尿液: 尿激酶、绒毛膜促性激素,三、人体来源药物的制备实例,结构与性质,尿激酶,分子量为54.7K,由33.1K和18.6K两条链通过二硫键连接；,底物：血纤维蛋白溶酶原,作用是使纤维蛋白溶酶原Arg- V
11、al键断裂，使纤维蛋白溶酶原转为纤溶酶。,属丝氨酸蛋白酶；,等电点为8.59,工艺路线,（3）工艺要点,收尿,8h内处理，,细菌数1000个ml 以下,硅藻土吸附,1的硅藻土，5下搅拌吸附1小时,洗脱液收集,浑浊,除热原质,是肠杆菌科所产生的细菌内毒素,阴离子交换层析,PH8.0, 可进一步开发新产品,四、人体来源药物的研究前景,血液的利用 其它原料的利用, 用现代生物技术生产人类活性物质,胎盘、尿液,纤维蛋白原免疫球蛋白白蛋白,利用基因工程开发了血液制剂, 动物来源的药物,一、动物来源的药物的特点,二、动物来源的药物的种类与用途,三、动物来源的药物的制备实例,四、动物来源的药物的研究前景,一
12、、动物来源的药物的特点, 原料来源丰富 要重视安全性,主要有:牛猪羊等的器官组织血液腺体毛角,还有:各种小动物,二、动物来源的药物的种类与用途, 多肽与蛋白质类药物, 多肽药物种类： 多肽激素 和多肽类细胞因子, 动物蛋白质类药物,促消化酶类 消炎酶类 治疗心脑血管类疾病的相关酶 （4）抗肿瘤的酶 （5）与电子传递链有关的酶, 酶与辅酶类药物,蛋白质激素、血浆蛋白、粘蛋白、胶原蛋白,胃蛋白酶淀粉酶,溶菌酶胰蛋白酶,纤溶酶尿激酶,L-门冬酰胺酶,核酸类药物,组成与作用,主要种类与用途,糖类药物,粘多糖的种类、分布与功能,5.脂类药物,种类、分布与功能,6.细胞因子,指对细胞生长、增殖和分化起调节
13、作用的一类物质,特点与生理作用,特点：化学本质上是蛋白和多肽,生理作用：可促进受损组织恢复,（2）种类、分布,三、动物来源药物的制备实例,结构与性质,胰岛素,分子量为6000,由A(21个氨基酸)和B (30个氨基酸)两条链通过两个二硫键连接；,等电点为5.35.4,能与锌离子结合，形成锌胰岛素,工艺路线,（3）工艺要点,浓缩,减压浓缩至比重为1.04 1.04,除酸性蛋白,盐析物中要加入7倍蒸馏水，3倍5冷丙酮，氨水条PH值，使水：丙酮为7：3，搅拌过夜后离心,锌沉淀,锌胰岛素在PH6.0沉淀, 动物资源中活性成分的深入研究与扩大开发,四、动体来源药物的研究前景,2.现代生物技术在动物药物研
14、究中的应用,3. 动物药物的分子改造、化学合成、新药设计,动物资源研究主要包括： 哺乳动物中药用活性物研究； 陆生其他动物药物研究； 水生药物研究,一、植物来源的药物的特点,二、植物来源的药物的种类与用途,三、植物来源的药物的制备实例, 植物来源的药物,四、植物来源的药物的研究前景,一、植物来源药物的特点,约40%的药物来源于植物 种类繁多，结构复杂 除小分子天然有机化合物外，还含有生物大分 子 活性物质,二、植物来源药物的种类与用途, 天然有机化合物,蛋白质、多肽、酶类活性物质的种类和作用,植物糖类药物,植物脂类药物, 黄酮类 鞣质 萜类 甾体 生物碱, 糖和糖苷类 苯丙素类 醌类,1 天然
15、有机化合物,苯丙烯、苯丙酸、 香豆素,辅酶Q10、紫草素,黄酮醇、花色素、黄芩苷,奎宁酸、槲皮醇,青蒿素、齐墩果酸,毛地黄毒苷元,咖啡因、喜树碱,蛋白质、多肽、酶类生理活性物质的种类和作用,名 称 来 源 功 能 天花粉蛋白 瓜娄 引产 蓖麻毒蛋白 蓖麻籽 抗癌 胰蛋白酶抑制剂 大豆 治疗胰腺炎 木瓜蛋白酶 木瓜汁 促消化 消炎 辣根过氧化物酶 辣根 诊断试剂 超氧化物歧化酶 沙棘 消除自由基 麦芽淀粉酶 麦芽 助消化 脲酶 刀豆 分解尿素,植物糖类药物 单糖类 聚糖类 糖的衍生物,葡萄糖、果糖、核糖、维生素C、木糖醇、山梨醇、甘露醇等。,蔗糖、麦芽糖、淀粉、 纤维素、人参多糖、黄芪多糖等。,
16、葡萄糖-6-磷酸等,植物脂类药物 脂肪和脂肪酸类 磷脂类 固醇类,三、植物来源药物的制备实例,结构与性质,SOD,清除体内过量的超氧自由基的功能；,稳定性较动物的好,分子量小，易透性好,工艺路线,（3）工艺要点,提取,20g丙酮干粉加入20g聚乙内酰胺,氯仿乙醇沉淀,氯仿：乙醇为2：3,丙酮沉淀酶,4070, 植物细胞培养研究工作,四、植物来源药物的研究前景,2.植物组织培养,3. 天然药用植物中有效成分的分离纯化，结构功能测定, 海洋生物药物,一、海洋生物药物的研究进展,二、海洋生物药物的种类与用途,三、海洋生物药物的制备实例,五、生物技术在海洋生物药物中的作用,四、海洋生物药物的研究前景,
17、一、海洋生物药物的研究进展,国外自20世纪60年代开始对海洋 天然药用活性物质进行深入研究,20世纪6080年代期间：,分离和鉴定了数千种海洋天然物质，为海洋新药开发打下基础,1982年联合国海洋公约出台,80年代后期 就能快速提取分离鉴定复杂的海洋微生物的活性成分,二、海洋生物药物的种类与用途, 海藻,褐藻酸钠、烟酸甘露醇酯、六硝基甘露醇等,抗肿瘤、防止心血管疾病,用途,2.腔肠动物,正在研制：柳珊瑚中提取前列腺素A2；海葵中分离抗癌物质Polytoxin ;软珊瑚中中分离抗癌物质环二肽,3.节肢动物,甲壳动物的壳可用于生产甲壳素,用作缓冲药物载体，医用膜材料，抗血栓,用途,4.软体动物,活
18、性物质：多糖、多肽、酶、凝集素,抗肿瘤、抗病毒、降血脂、止血平喘,5.棘皮动物,海星的毒素类似于溶血性皂素型化合物,海胆的毒素能溶血，且防止冠心病,6.鱼类,活性物质：鱼肝素、鱼软骨素、卵磷脂、脑磷脂,鱼类提取抗癌药物,海参素具有抗癌作用,7.爬行动物,海蛇毒：转氨酶、蛋白酶、透明质酸酶、DNA 酶,8.哺乳动物,肝脏和腺体：鲸肝抗贫血剂、海狗17肽有扩张血管、 降血压作用,镇痛,用途,9.其他,重要海洋药物,三、海洋生物药物的制备实例,甲壳素,N-乙酰D葡糖胺,1.工艺路线,2.工艺要点,浸泡,室温，不断搅拌以充分去除钙质,去蛋白,用水洗多次，除去残留的碱和蛋白,氧化处理,高锰酸钾的作用是脱
19、色,1草酸再次脱色,产品白色,四、海洋生物药物的研究前景,1.取得重要进展,1）海洋生物抗癌活性物质,2）海洋生物抗菌活性物质,日本从海洋细菌提取的广谱低毒的伊他霉素,10中已进入临床,3）海洋生物抗心血管疾病活性物质,提取的喹啉酮类化合物具有增强心肌收缩和抗心率失常,4）海洋生物抗放射性活性物质,5）海洋前列腺素,6）海洋保健品,螺旋藻、盐藻,日本从海藻中提取的SOD,7）海洋医用生物材料,2.我国进展海洋药物的主攻方向,1）海洋生物活性物质的研究,2）大力促进海洋生物技术在开发海洋药物上的应用抗菌活性物质,3）开发新的中成药和新型剂,4）充分利用海洋资源，开发海洋保健药品,建立一批海洋药品
20、的原料生产与加工基地，大力发展人工养殖,提高现有药品质量,研究开发新的保健品,5）开发新的海洋医用生物材料,五、生物技术在海洋生物药物中的作用,主攻体现,1、以细胞工程、基因工程、酶工程为手段，培育 出活性成分含量高、抗病性强的新药,2、开发海洋基因工程新药,3、开发海洋细胞工程新药,4、建立海洋微生物药物研究中心,一、掌握： 生物药物的概念； 生物药物的特性、制备过程；人体药物的种类； 生物技术药物的特点和分类。 二、了解：人体来源类药物、动物来源类药物、植物来源类药物以及海洋生物药物的种类、研究前景。,小结,作业,1、生物药物的概念,2、生物药物的特性有哪些及制备过程如何？,3、生物技术药物的特性有哪些及分为哪些种类？,4、人体血液及血浆制备的药物有哪些？,