人胰島素的生產(chǎn)

1、簡(jiǎn)介胰島素(Insulin)是糖尿病， 尤其是I型糖尿病的特效藥物，可以促進(jìn)血液中葡萄糖的利用而降低血糖，并調(diào)節(jié)糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝。WHO 相關(guān)資料表明：糖尿病已成為繼心血管疾病、腫瘤之后的第 3 位主要疾病，嚴(yán)重威脅全人類健康，全球共有糖尿病患者 1.75 億人，中國(guó)糖尿病患者 9200 萬(wàn)人，已超越印度成為亞洲第一大國(guó)。2002 年到2012 年的十年間，全球胰島素的銷售額年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14.5%；2010年全球胰島素藥物的銷售額超過145億美元，因此胰島素藥物的開發(fā)和生產(chǎn)具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 人胰島素是利用基因重組技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的。是利用重組DNA 技術(shù)生產(chǎn)與天然胰島素有相同的

2、結(jié)構(gòu)和功能?？烧{(diào)節(jié)糖代謝，促進(jìn)肝臟、骨骼和脂肪組織對(duì)葡萄糖的攝取和利用，促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃A存于肌肉和肝臟內(nèi)，并抑制糖原異生。v 胰島素由A、B兩個(gè)肽鏈組成。人胰島素(Insulin Human)A鏈有11種21個(gè)氨基酸，B鏈有15種30個(gè)氨基酸，共26種51個(gè)氨基酸組成。主要成份活性成份：人胰島素 非活性成份：甘油、間甲酚 其結(jié)構(gòu)式： 分子式：C257H338N65O77S6 分子量：5807.69 生產(chǎn)企業(yè)中國(guó)通化東寶、丹麥諾和諾德、美國(guó)禮來(lái)目前，國(guó)際上生產(chǎn)醫(yī)用重組人胰島素的（recombinant human insulin,rhI）方法主要有三種：1) 用基因工程大腸桿菌(E.col

3、i)分別發(fā)酵生產(chǎn)人胰島素(human insulin，hI)的A、B鏈，然后經(jīng)化學(xué)再氧化法，使兩條鏈在一定條件下重新形成二硫鍵，得到hI。這一方法缺點(diǎn)較多，目前已較少使用；2) 用基因工程E.coli發(fā)酵生產(chǎn)人胰島素原(human pminsulin，hPI)，后經(jīng)加工形成hI。E.coli系統(tǒng)表達(dá)量高，但缺點(diǎn)是不利于表達(dá)hI這樣的小蛋白，產(chǎn)物易降解，故常采用融和蛋白形式將hPI連接在一個(gè)較大的蛋白質(zhì)后，表達(dá)產(chǎn)物需經(jīng)過一系列復(fù)雜的后加工才能形成有活性的hI；3) 通過基因工程酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)hPI，經(jīng)后加工形成hI。酵母系統(tǒng)下游后加工院細(xì)菌表達(dá)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是生產(chǎn)慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且重組蛋白分泌

4、量少(150 mg/L)，產(chǎn)量低。因此，雖然rhI投放市場(chǎng)已久，但人們一直在努力尋求和探索更加有效的表達(dá)系統(tǒng)和高效的表達(dá)策略，尤其是對(duì)E.coli表達(dá)系統(tǒng)的研究更是越來(lái)越深入，用E.coli系統(tǒng)表達(dá)hPI的策略也越來(lái)越多。另一方面，在胰島素的基因工程生產(chǎn)中，下游處理非常復(fù)雜，復(fù)雜的下游處理極大地降低了胰島素的最終收率。本研究圍繞著提高重組目的蛋白表達(dá)量，筒化下游處理過程等方面進(jìn)行探索，建立了一套經(jīng)過優(yōu)化的高效完整的基因工程E.coli發(fā)酵表達(dá)(His)6-Arg-Arg-人胰島素原(His)6-Arg-Arg-human proinsulin，RRh-PI ，后加工成hl的制備工藝。4) 醫(yī)用的胰島素主要有兩種，一種是從動(dòng)物臟器中生化提取的動(dòng)物胰島素，如豬胰島素、牛胰島素等，動(dòng)物臟器中生化提取產(chǎn)量低、成本高（100公斤動(dòng)物胰腺只能提取4-5克胰島素，一個(gè)病人所需胰島素要從40頭牛或50頭豬的胰腺中提?。⒓兌鹊?，療效差；一種是通過基因工程手段的人胰島素，基因重組人胰島素純度高、療效好美國(guó)的 E 1 i L i l l y和丹麥的 No v o是 目前 向 市場(chǎng)供應(yīng)基因工程人胰 島素的主要廠家， 他們 分別研究和利用大腸桿菌和酵母生