氨基酸类药物ppt课件(1)(PPT 38页)

1、生化药物制造工艺 第 十 三 章1第1页，共38页。生化药物的定义、分类、特点定义：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合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通称生化药物(Biochemical medicine)。2第2页，共38页。酶类药物辅酶类药物核苷酸与核酸类药物多肽类药物氨基酸类药物蛋白质类药物多糖类药物脂类药物分 类3第3页，共38页。特 点1一般生物学特性：1天然生物药物是生物进化与自然选择的结果、组成、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；来源于生物体或其基因表达产物及其修饰

2、物，活性高，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。一般比化学药物更合理和更有效，毒性较低、安全性较高，副作用较小。2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，作用更专一，更易为机体接受，副作用与不良反应更小的新药。34第4页，共38页。特 点2特殊生物学特性：1种属特异性免疫原性2非预期的多向性活性，一种细胞因子可有多种生物活性，多种细胞因子通过网络效应可产生同种生物活性。35第5页，共38页。特 点3化学特性：1含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高；结构复杂，生物活性受空间结构严格限制，稳定性差；2剂量小，活性高，对制品的均一性，

3、有效性，安全性，稳定性，生物活性要求严格。故常有国际标准品的对照品作为测试对照。36第6页，共38页。80年代至今70-80年代50-70年代有机溶剂分级分离、等电沉淀-粗提物。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多种层析技术、超速离心等-高纯度的生化药物7第7页，共38页。尿激酶从每1mg蛋白质活力不得少于35000单位提高到100000单位，高于英国药典及欧洲药典水平（70000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。辅酶A标准从220U/mg提高到250u/mg。肝素钠出口产品也超过国外药典标准8第8页，共38页。生物药物的资源植 物动 物动

4、物脏器血液、分泌物及其它代谢物微 生 物海 洋 生 物9第9页，共38页。主要从以下脏器中制取生化药物10第10页，共38页。毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的一种多肽，研究发现该多肽与人体内的GLP-1在序列上有53的同源性，同GLP-1一样具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保护胰岛细胞等作用。2005年经FDA批准用于二型糖尿病的治疗。Exenatide是Exendin-4的人工合成品。Exenatide(艾塞那肽) 11第11页，共38页。麻省Transmolecular公司的科学家将放射性I131附着于自蝎子毒液中提取的一种多肽制成药物，研究发现该药物具有靶向性，对晚期神

5、经胶质瘤有较好疗效，患者只需要从外部注射这种化合物，而无需再进行化疗或放射治疗。该药物目前仍处于临床研究阶段。蝎 毒 肽12第12页，共38页。微 生 物1利用微生物作为工具微生物的代谢物 2微生物菌体313第13页，共38页。海 洋 生 物1海藻类：已知的海藻有1万多种海洋动物类：腔肠动物类、节肢动物类、 软体动物类、鱼类、爬行动 物类、海洋哺乳动物类2海洋微生物：314第14页，共38页。僧袍芋螺齐考诺肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，现已人工合成，是一种神经细胞钙通道阻断剂。作为一种非阿片类镇痛药物，用于治疗严重的慢性神经性疼痛，其鞘内注射剂经FDA批准于2005年上市。

6、齐考诺肽（ziconotide）15第15页，共38页。Didemnin B是一种由7个氨基酸和2个羧酸组成的带有分枝的环缩肽,既能抑制蛋白质的合成,也能抑制DNA、RNA的合成,对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究表明,它可杀伤各期细胞,尤以G1至S期细胞敏感 ，它可快速完全介导HL-60细胞凋亡。目前Didemin B已能够人工全合成,该药完成了临床期实验,最有希望开发成治疗癌症的新药。此外第二代didemnins-脱氢didemnins B(aplidine)现也已进入临床实验。 海鞘来源的抗癌肽 Didemnin B16第16页，共38页。海兔体内存在着多种结构独特、生理功能各异的次生代

7、谢产物,如萜类、毒素、甾体、大环内酯及肽类等,其中肽类化合物尤为引人注目。其中 Dolastatin15和Dolastatin10已经完成全合成,并正在美国进行期和期临床试验,主要用于小细胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等实体瘤的治疗。 海兔来源的抗癌作用肽17第17页，共38页。第一节 氨基酸类药物18第18页，共38页。（一）氨基酸类的分类1蛋白质氨基酸：编码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 34必需氨基酸：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等8种 非必需氨基酸及半必需氨基酸 5一、概述1

8、9第19页，共38页。20第20页，共38页。氨基酸的营养价值及其与疾病的关系治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物治疗肝病的氨基酸及其衍生物治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物其他氨基酸类药物的临床应用（二）氨基酸及其衍生物在医药中的应用21第21页，共38页。二、氨基酸的生产方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸 化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、丝氨酸等发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨 酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜 氨酸、赖氨酸、亮氨酸等酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等微生物生物合成法：L-丝氨酸等22第22页，共38页。（一）水解法1、基本原理

9、及其过程： 水解分离精制结晶（1）蛋白质水解酸水解法：水解迅速，产物为L型氨基酸（有活性） （610mol/LHCl或8mol/LH2SO4)注意：酸水解中色氨酸全部被破坏含羟基的丝氨酸、酪氨酸部分被破坏水解产物可与醛基化合物生成一类黑色物质，而使水解液呈黑色，需脱色处理碱水解法：产物为D型氨基酸（消旋体，无活性） （6mol/LNaOH或4mol/LBa(OH)2）酶水解法：生产水解蛋白和蛋白胨，最温和 (蛋白水解酶)23第23页，共38页。（2）氨基酸的分离方法溶解度法、特殊试剂法、吸附法、离子交换法溶解度法：溶解度的差异特殊试剂法：（3）氨基酸的精制方法 结晶、重结晶、溶解度与重结晶结合

10、吸附法：吸附剂对氨基酸的吸附能力不同离子交换法：离子交换剂对氨基酸的吸附力不同24第24页，共38页。2、水解法生产L-胱氨酸 特点pI5.05，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，可溶于无机酸或无机碱工艺：问题： 1、分离L-胱氨酸的原理？ 2、为什么要加活性炭？ 3、粗品中除了具有L-胱氨酸外，还可能含有什么氨基酸？（上网查查）25第25页，共38页。（二）发酵法1、基本原理及过程基本原理：利用微生物酶的作用，将培养基中有机物转化为细胞或其他有机物的过程。过程： 培养基的配置与灭菌处理、菌种诱变与选育、菌种的培养、灭菌与接种发酵、产品提取与分离纯化26第26页，共38页。2、L-赖氨酸的制备（发酵法）

11、赖氨酸的性质及作用：发酵法的工艺：原料：黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、诺卡杆菌碳源：葡萄糖、醋酸、乙醇、石蜡工艺流程工艺控制要点27第27页，共38页。工艺控制要点A、菌种培养：斜面培养基B、灭菌发酵：发酵温度（前期32、中后期30）、发酵pH值（6.57.0）C、发酵液的处理：先除去菌体和杂质离子，再对发酵液进行提取 除去菌体和杂质离子的方法：离心分离、加絮凝剂法 发酵液的提取方法：离子交换树脂法、沉淀法、有机溶剂抽提法问题：为什么可以用阳离子交换树脂法莱提取？D、浓缩结晶E、精制（重结晶）F、检验28第28页，共38页。（三）酶法特定酶作用下转化为相应的氨基酸。1、原理29第2

12、9页，共38页。微生物、植物细胞、动物细胞或酶进行固定化前体制备（化学合成，生物合成，天然存在）生物反应器含氨基酸的反应液氨基酸2、酶转化法生产氨基酸的过程底 物合成30第30页，共38页。结 构分子量等电点性 质溶解性L-AspL-Ala 133.1089.092.776.0酸性氨基酸中性氨基酸溶于水和盐酸，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3、L-天冬氨酸和L-丙氨酸的生产（1） L-天冬氨酸和L-丙氨酸的性质31第31页，共38页。+CO2天冬氨酸酶L-Asp脱羧酶（2）酶转化反应（丁烯二酸）（L-丙氨酸）（L-天冬氨酸）32第32页，共38页。（3）工艺路线固定化 L

13、-Asp脱羧酶转化液B延胡索酸+ NH3固定化 天冬氨酸酶转化液AL-Asp粗品L-Asp精品L-Ala粗品L-Ala精品33第33页，共38页。泵储罐反应产物离心机母液回收固定化酶柱子晶体 L-AspL-Asp延胡索酸氨盐工 艺 路 线 示 意 图34第34页，共38页。（4）工艺控制要点菌种的培养：大肠杆菌（E.coil）AS1.881的培养含天冬氨酸酶德阿昆哈假单胞（Pseudomonas dacunhae)68变异株的培养含L-天冬氨酸-脱羧酶细胞固定：大肠杆菌（E.coil）的细胞固定方法是凝胶包埋，加戊二醛交联 思考题：1.为什么用细胞固化，而不同酶固定化，有何优势？ 2.为什么要加戊二醛交联？假单胞菌体固定 思考题：为什么要加乙二胺？35第35页，共38页。生物反应堆的制备（分和）转化反应（温度、pH值、催化剂）两个反应堆的温度：37两个反应堆的pH值：反应堆：8.5；反应堆：6.0 思考题： 1、制备中为什么要调pH值？ 2、在反应过程中为什么要加磷酸吡哆醛？ 3、同时要