《生物制药工艺学》第13章生化药物制造工艺课件

重要生物药物制造工艺第三篇本门课程由以下三大部分内容组成基础篇：生物制药工艺基础1技术篇：生物分离工程技术2品种篇：重要生物药物制造工艺3生物药物的类别（一）天然生物药物1.微生物药物microbilmedicine2.生化药物（含海洋药物）Biochemicalmedicine（Marinemedicine）（二）生物技术药物（新生物制品）1.DNA重组药物（DNArecombinantmedicine）——基因工程与蛋白质工程药物2.基因药物（三）合成或半合成生物药物经典案例——PEGASYSIFNINTERONPEGASYS分布容积，L31–9880*6–14†清除率，mL/h11,800–16,1701,54080吸收半衰期，h2.34.650峰/谷比值无限1001.5-2.0清除半衰期，h2–5»4077生化药物制造工艺第十三章生化药物的定义、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(Biochemicalmedicine)。生化药物特性1．药理学特性：1药理活性高，针对性强毒副作用少，营养价值高2生理副作用常有发生

免疫原反应过敏反应3生化药物特性2．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易染菌、腐败3

3.天然生化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。GLP-1具有明确的降血糖活性，但由于半衰期过短，原形难以直接用于临床先导物分子改构及受体天然激动剂的筛选，代表性药物是Exendin-4化学修饰，代表药物是NovoNordisk公司的Liraglutide融合蛋白，代表药物是HGS公司的Albugon（融合白蛋白）生化药物特性GLP-1的天然受体激动剂上图显示的是Exendin-4的分子结构，该分子是源于美洲巨蜥唾液的一种天然多肽，它与GLP-1有53%的序列同源性，是GLP-1受体的天然激动剂。由于N端结构为His-Gly，该分子可有效抵抗DPP-4的酶解，其体内半衰期为3.3-4小时，每天注射两针。GLP-1的结构改造上图显示的是NovoNordisk公司基于GLP-1研发的Liraglutide，该分子第34位Lys突变为Arg，第26位Lys软脂酸修饰后可与体内的白蛋白结合。与白蛋白偶合后的分子一方面可以有效的抵抗酶解，另一方面可显著延长体内半衰期(12.6小时)，该药物在临床上可实现每天注射一针。GLP-1的结构改造

上图显示的是采用PEG修饰GLP-1的结构，通过对GLP-1第34位Lys进行选择性修饰可显著提高GLP-1对DPP-4的抵抗能力（酶解半衰期自9.6min延长至88.1min），而其生物学活力保持良好（PEG-GLP-1生物学活力是GLP-1原形多肽的93%）。生化药物的资源植物动物动物脏器血液、分泌物及其它代谢物微生物海洋生物主要从以下脏器中制取生化药物毒蜥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β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3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：3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。

齐考诺肽（ziconotide）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,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Ⅰ期和Ⅱ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第一节氨基酸类药物氨基酸的生产方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸发酵法：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、亮氨酸等化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸等酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等水解氨基酸分离

精制氨基酸蛋白质酸水解法碱水解法酶水解法溶解度法特殊试剂吸附法吸附法离子交换法结晶重结晶蛋白质水解法微生物，植物细胞，动物细胞化学合成，生物合成，天然存在底物(AA前体)生物反应器含L-AA反应液L-AA酶转化法生产L-AA流程结构分子量等电点性质溶解性L-AspL-Ala

L-Asp和L-Ala的结构与性质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+CO2天冬氨酸酶L-Asp脱羧酶酶转化反应工艺路线固定化L-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精品以延胡