《生化药物制造工艺》演示PPT

1、 第第 十十 三三 章章 本门课程由以下三大部分内容组本门课程由以下三大部分内容组成成 基础篇：生物制药工艺基础基础篇：生物制药工艺基础 1 技术篇：技术篇： 生物分离工程技术生物分离工程技术 2 品种篇：重要生物药物制造工艺品种篇：重要生物药物制造工艺 3 生物药物的类别生物药物的类别 （一）天然生物药物（一）天然生物药物 1.微生物药物微生物药物 microbil medicine 2.生化药物（含海洋药物）生化药物（含海洋药物） Biochemical medicine（Marine medicine） （二）生物技术药物（新生物制品）（二）生物技术药物（新生物制品） 1.DNA重组药物

2、（重组药物（DNA recombinant medicine）基因工程与蛋白质工程药物基因工程与蛋白质工程药物 2. 基因药物基因药物 （三）合成或半合成生物药物（三）合成或半合成生物药物 生化药物的定义、分类、特点生化药物的定义、分类、特点 定义定义：具体运用生物化学研究方法，具体运用生物化学研究方法， 从生物体中经提取、分离、纯化等手从生物体中经提取、分离、纯化等手 段获得的天然存在的生化活性物质或段获得的天然存在的生化活性物质或 将上述这些物质加以结构改造或人工将上述这些物质加以结构改造或人工 合成创造出的自然界没有的新的活性合成创造出的自然界没有的新的活性 物质，通称生化药物物质，通称

3、生化药物(Biochemical medicine)。 酶类药物酶类药物 辅酶类药物辅酶类药物 核苷酸与核酸类药物核苷酸与核酸类药物 多肽类药物多肽类药物 氨基酸类药物氨基酸类药物 蛋白质类药物蛋白质类药物 多糖类药物多糖类药物 脂类药物脂类药物 分分 类类 特特 点点 1一般生物学特性：一般生物学特性： 1 天然生物药物是生物进化与自然选择的结果、组成天然生物药物是生物进化与自然选择的结果、组成 结构常较复杂，分子量一般较大，生物活性受到多结构常较复杂，分子量一般较大，生物活性受到多 种因素影响种因素影响 来源于生物体或其基因表达产物及其修饰物，活来源于生物体或其基因表达产物及其修饰物，活

4、性高，针对性强，具有补充调整、增强、抑制、性高，针对性强，具有补充调整、增强、抑制、 替换或纠正代谢失调的功能。一般比化学药物更替换或纠正代谢失调的功能。一般比化学药物更 合理和更有效，毒性较低、安全性较高，副作用合理和更有效，毒性较低、安全性较高，副作用 较小。较小。 2 天然生物药物是新型生物药物的先导物，通过天然生物药物是新型生物药物的先导物，通过 合理药物设计，可以创制疗效更高，作用更专合理药物设计，可以创制疗效更高，作用更专 一，更易为机体接受，副作用与不良反应更小一，更易为机体接受，副作用与不良反应更小 的新药。的新药。 3 特特 点点 2特殊生物学特性：特殊生物学特性： 1种属特

5、异性种属特异性 免疫原性免疫原性2 非预期的多向性活性，一种细胞因子非预期的多向性活性，一种细胞因子 可有多种生物活性，多种细胞因子通可有多种生物活性，多种细胞因子通 过网络效应可产生同种生物活性。过网络效应可产生同种生物活性。 3 特特 点点 3化学特性：化学特性： 1 含量低、杂质多、工艺复杂、含量低、杂质多、工艺复杂、 收率低、技术要求高；收率低、技术要求高； 结构复杂，生物活性受空间结结构复杂，生物活性受空间结 构严格限制，稳定性差；构严格限制，稳定性差； 2 剂量小，活性高，对制品的均一性，剂量小，活性高，对制品的均一性， 有效性，安全性，稳定性，生物活性有效性，安全性，稳定性，生物

6、活性 要求严格。故常有国际标准品的对照要求严格。故常有国际标准品的对照 品作为测试对照。品作为测试对照。 3 80年代至今年代至今 70-80年代年代 50-70年代年代 有机溶剂分级分离、等电沉淀有机溶剂分级分离、等电沉淀 -粗提物。粗提物。 离子交换层析、凝胶层析、超滤等技术离子交换层析、凝胶层析、超滤等技术 -提高了产品的纯度和收率提高了产品的纯度和收率 多种层析技术、超速离心等多种层析技术、超速离心等 -高纯度的生化药物高纯度的生化药物 尿激酶从每尿激酶从每1mg蛋白质活力不得少于蛋白质活力不得少于35，000单单 位提高到位提高到100，000单位，高于英国药典及欧洲单位，高于英国药

7、典及欧洲 药典水平（药典水平（70，000单位），与日本药典相同。单位），与日本药典相同。 胰岛素，激肽释放酶都与国外先进水平相当。胰岛素，激肽释放酶都与国外先进水平相当。 辅酶辅酶A标准从标准从220U/mg提高到提高到250u/mg。 肝素钠出口产品也超过国外药典标准肝素钠出口产品也超过国外药典标准 生物药物的资源生物药物的资源 植植 物物 动动 物物 动物脏器血液、分泌物及其它代谢物动物脏器血液、分泌物及其它代谢物 微微 生生 物物 海海 洋洋 生生 物物 毒蜥 Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的是自毒蜥唾液中提取的 一种多肽，研究发现该多肽与人体一种多肽，研究发现该多肽与人体 内的

8、内的GLP-1在序列上有在序列上有53的同源的同源 性，同性，同GLP-1一样具有促进胰岛素一样具有促进胰岛素 分泌、抑制胰高血糖素分泌及保护分泌、抑制胰高血糖素分泌及保护 胰岛胰岛细胞等作用。细胞等作用。2005年经年经FDA 批准用于二型糖尿病的治疗。批准用于二型糖尿病的治疗。 Exenatide是是Exendin-4的人工合成的人工合成 品。品。 Exenatide 麻省麻省Transmolecular公司的公司的 科学家将放射性科学家将放射性I131附着附着 于自蝎子毒液中提取的一种于自蝎子毒液中提取的一种 多肽制成药物，研究发现该多肽制成药物，研究发现该 药物具有靶向性，对晚期神药物

9、具有靶向性，对晚期神 经胶质瘤有较好疗效，患者经胶质瘤有较好疗效，患者 只需要从外部注射这种化合只需要从外部注射这种化合 物，而无需再进行化疗或放物，而无需再进行化疗或放 射治疗。该药物目前仍处于射治疗。该药物目前仍处于 临床研究阶段。临床研究阶段。 蝎蝎 毒毒 肽肽 微微 生生 物物 1利用微生物作为工具利用微生物作为工具 微生物的代谢物微生物的代谢物 2 微生物菌体微生物菌体 海海 洋洋 生生 物物 1 海藻类：海藻类：已知的海藻有已知的海藻有1万多种万多种 海洋动物类：海洋动物类：腔肠动物类、节腔肠动物类、节 肢肢 动物类、软体动物类、鱼类、动物类、软体动物类、鱼类、 爬行动爬行动 物类

10、、海洋哺乳动物类物类、海洋哺乳动物类 2 海洋微生物：海洋微生物：3 僧袍芋螺 齐考诺肽齐考诺肽（ziconotide） 最初由僧袍芋螺中提取，最初由僧袍芋螺中提取， 现已人工合成，是一种现已人工合成，是一种 神经细胞钙通道阻断剂。神经细胞钙通道阻断剂。 作为一种非阿片类镇痛作为一种非阿片类镇痛 药物，用于治疗严重的药物，用于治疗严重的 慢性神经性疼痛，其鞘慢性神经性疼痛，其鞘 内注射剂经内注射剂经FDA批准于批准于 2005年上市年上市。 齐考诺肽（齐考诺肽（ziconotide） Didemnin B是一种由是一种由7个氨基酸和个氨基酸和2个羧个羧 酸组成的带有分枝的环缩肽酸组成的带有分枝

11、的环缩肽,既能抑制蛋既能抑制蛋 白质的合成白质的合成,也能抑制也能抑制DNA、RNA的合的合 成成,对黑色素瘤对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究细胞周期作用的研究 表明表明,它可杀伤各期细胞它可杀伤各期细胞,尤以尤以G1至至S期细期细 胞敏感胞敏感 ，它可快速完全介导，它可快速完全介导HL-60细胞细胞 凋亡。目前凋亡。目前Didemin B已能够人工全合已能够人工全合 成成,该药完成了临床该药完成了临床期实验期实验,最有希望最有希望 开发成治疗癌症的新药。此外第二代开发成治疗癌症的新药。此外第二代 didemnins-脱氢脱氢didemnins B(aplidine)现现 也已进入临床实验。

12、也已进入临床实验。 海鞘来源的抗癌肽海鞘来源的抗癌肽 Didemnin B 海兔体内存在着多种结构独特、海兔体内存在着多种结构独特、 生理功能各异的次生代谢产物生理功能各异的次生代谢产物, 如萜类、毒素、甾体、大环内如萜类、毒素、甾体、大环内 酯及肽类等酯及肽类等,其中肽类化合物尤其中肽类化合物尤 为引人注目。其中为引人注目。其中 Dolastatin15 和和Dolastatin10已经完成全合成已经完成全合成, 并正在美国进行并正在美国进行期和期和期临期临 床试验床试验,主要用于小细胞肺癌、主要用于小细胞肺癌、 卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌 等实体瘤的治疗。等实体瘤

13、的治疗。 海兔来源的抗癌作用肽海兔来源的抗癌作用肽 氨基酸类的分类氨基酸类的分类 1 蛋白质氨基酸：蛋白质氨基酸：编码氨基酸编码氨基酸 非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D型氨基酸、型氨基酸、- 氨基酸、氨基酸、-氨基酸等氨基酸等 2 衍生氨基酸：衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘谷氨酰胺、硫酸甘 氨酸、磷葡精氨酸等氨酸、磷葡精氨酸等 氨基酸的生产方法氨基酸的生产方法 蛋白水解法：蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸胱氨酸、半胱氨酸 化学合成法：化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、丝氨酸等酸、苯丙氨酸、丝氨酸等 发酵法：发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸

14、、精氨 酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜 氨酸、赖氨酸、亮氨酸等氨酸、赖氨酸、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，植物细微生物，植物细 胞，动物细胞胞，动物细胞 化学合成，生物化学合成，生物 合成，天然存在合成，天然存在 底底 物物() 生物反应器生物反应器 含含L-AA反应液反应液 酶转化法生产酶转化法生产L-AA流程流程 结结 构构分子量分子量等电点等电点性性 质质溶解性溶解性 L-Asp L-Ala L-Asp和和L-Ala的结构与性质的结构与性质 HOOCCH NH2 COOHCH2 CH NH2 COOHH3C 133.10 89.09 2.77 6.0 酸性氨基酸酸性氨基酸 中性氨基酸中性氨基酸 溶于水和盐溶于水和盐 酸，不溶于酸，不溶于 乙醇和乙醚乙醇和乙醚 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 HOOCCHCOOHCH HOOCCH NH2 COOHCH2 CH NH2 COOHH3C +CO2 天冬氨酸酶