氨基酸類藥物ppt課件(1)(PPT 38頁)

1、生化藥物制造工藝 第 十 三 章1第1頁，共38頁。生化藥物的定義、分類、特點定義：具體運用生物化學(xué)研究方法，從生物體中經(jīng)提取、分離、純化等手段獲得的天然存在的生化活性物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲞@些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性物質(zhì)，通稱生化藥物(Biochemical medicine)。2第2頁，共38頁。酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物氨基酸類藥物蛋白質(zhì)類藥物多糖類藥物脂類藥物分 類3第3頁，共38頁。特 點1一般生物學(xué)特性：1天然生物藥物是生物進(jìn)化與自然選擇的結(jié)果、組成、結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到多種因素影響；來源于生物體或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾

2、物，活性高，針對性強(qiáng)，具有補(bǔ)充調(diào)整、增強(qiáng)、抑制、替換或糾正代謝失調(diào)的功能。一般比化學(xué)藥物更合理和更有效，毒性較低、安全性較高，副作用較小。2天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，通過合理藥物設(shè)計，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專一，更易為機(jī)體接受，副作用與不良反應(yīng)更小的新藥。34第4頁，共38頁。特 點2特殊生物學(xué)特性：1種屬特異性免疫原性2非預(yù)期的多向性活性，一種細(xì)胞因子可有多種生物活性，多種細(xì)胞因子通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可產(chǎn)生同種生物活性。35第5頁，共38頁。特 點3化學(xué)特性：1含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、收率低、技術(shù)要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；2劑量小，活性高，對制品的均一性，

3、有效性，安全性，穩(wěn)定性，生物活性要求嚴(yán)格。故常有國際標(biāo)準(zhǔn)品的對照品作為測試對照。36第6頁，共38頁。80年代至今70-80年代50-70年代有機(jī)溶劑分級分離、等電沉淀-粗提物。離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù)-提高了產(chǎn)品的純度和收率多種層析技術(shù)、超速離心等-高純度的生化藥物7第7頁，共38頁。尿激酶從每1mg蛋白質(zhì)活力不得少于35000單位提高到100000單位，高于英國藥典及歐洲藥典水平（70000單位），與日本藥典相同。胰島素，激肽釋放酶都與國外先進(jìn)水平相當(dāng)。輔酶A標(biāo)準(zhǔn)從220U/mg提高到250u/mg。肝素鈉出口產(chǎn)品也超過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)8第8頁，共38頁。生物藥物的資源植 物動 物動

4、物臟器血液、分泌物及其它代謝物微 生 物海 洋 生 物9第9頁，共38頁。主要從以下臟器中制取生化藥物10第10頁，共38頁。毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體內(nèi)的GLP-1在序列上有53的同源性，同GLP-1一樣具有促進(jìn)胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)胰島細(xì)胞等作用。2005年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。Exenatide是Exendin-4的人工合成品。Exenatide(艾塞那肽) 11第11頁，共38頁。麻省Transmolecular公司的科學(xué)家將放射性I131附著于自蝎子毒液中提取的一種多肽制成藥物，研究發(fā)現(xiàn)該藥物具有靶向性，對晚期神

5、經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，患者只需要從外部注射這種化合物，而無需再進(jìn)行化療或放射治療。該藥物目前仍處于臨床研究階段。蝎 毒 肽12第12頁，共38頁。微 生 物1利用微生物作為工具微生物的代謝物 2微生物菌體313第13頁，共38頁。海 洋 生 物1海藻類：已知的海藻有1萬多種海洋動物類：腔腸動物類、節(jié)肢動物類、 軟體動物類、魚類、爬行動 物類、海洋哺乳動物類2海洋微生物：314第14頁，共38頁。僧袍芋螺齊考諾肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，現(xiàn)已人工合成，是一種神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛藥物，用于治療嚴(yán)重的慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘內(nèi)注射劑經(jīng)FDA批準(zhǔn)于2005年上市。

6、齊考諾肽（ziconotide）15第15頁，共38頁。Didemnin B是一種由7個氨基酸和2個羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽,既能抑制蛋白質(zhì)的合成,也能抑制DNA、RNA的合成,對黑色素瘤B16細(xì)胞周期作用的研究表明,它可殺傷各期細(xì)胞,尤以G1至S期細(xì)胞敏感 ，它可快速完全介導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡。目前Didemin B已能夠人工全合成,該藥完成了臨床期實驗,最有希望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代didemnins-脫氫didemnins B(aplidine)現(xiàn)也已進(jìn)入臨床實驗。 海鞘來源的抗癌肽 Didemnin B16第16頁，共38頁。海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨特、生理功能各異的次生代

7、謝產(chǎn)物,如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)酯及肽類等,其中肽類化合物尤為引人注目。其中 Dolastatin15和Dolastatin10已經(jīng)完成全合成,并正在美國進(jìn)行期和期臨床試驗,主要用于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等實體瘤的治療。 海兔來源的抗癌作用肽17第17頁，共38頁。第一節(jié) 氨基酸類藥物18第18頁，共38頁。（一）氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸：編碼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：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等8種 非必需氨基酸及半必需氨基酸 5一、概述1

8、9第19頁，共38頁。20第20頁，共38頁。氨基酸的營養(yǎng)價值及其與疾病的關(guān)系治療消化道疾病的氨基酸及其衍生物治療肝病的氨基酸及其衍生物治療腦及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的氨基酸及其衍生物用于腫瘤治療的氨基酸及其衍生物其他氨基酸類藥物的臨床應(yīng)用（二）氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用21第21頁，共38頁。二、氨基酸的生產(chǎn)方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸 化學(xué)合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、絲氨酸等發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨 酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜 氨酸、賴氨酸、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-絲氨酸等22第22頁，共38頁。（一）水解法1、基本原理

9、及其過程： 水解分離精制結(jié)晶（1）蛋白質(zhì)水解酸水解法：水解迅速，產(chǎn)物為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壞含羥基的絲氨酸、酪氨酸部分被破壞水解產(chǎn)物可與醛基化合物生成一類黑色物質(zhì)，而使水解液呈黑色，需脫色處理堿水解法：產(chǎn)物為D型氨基酸（消旋體，無活性） （6mol/LNaOH或4mol/LBa(OH)2）酶水解法：生產(chǎn)水解蛋白和蛋白胨，最溫和 (蛋白水解酶)23第23頁，共38頁。（2）氨基酸的分離方法溶解度法、特殊試劑法、吸附法、離子交換法溶解度法：溶解度的差異特殊試劑法：（3）氨基酸的精制方法 結(jié)晶、重結(jié)晶、溶解度與重結(jié)晶結(jié)合

10、吸附法：吸附劑對氨基酸的吸附能力不同離子交換法：離子交換劑對氨基酸的吸附力不同24第24頁，共38頁。2、水解法生產(chǎn)L-胱氨酸 特點pI5.05，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，可溶于無機(jī)酸或無機(jī)堿工藝：問題： 1、分離L-胱氨酸的原理？ 2、為什么要加活性炭？ 3、粗品中除了具有L-胱氨酸外，還可能含有什么氨基酸？（上網(wǎng)查查）25第25頁，共38頁。（二）發(fā)酵法1、基本原理及過程基本原理：利用微生物酶的作用，將培養(yǎng)基中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞或其他有機(jī)物的過程。過程： 培養(yǎng)基的配置與滅菌處理、菌種誘變與選育、菌種的培養(yǎng)、滅菌與接種發(fā)酵、產(chǎn)品提取與分離純化26第26頁，共38頁。2、L-賴氨酸的制備（發(fā)酵法）

11、賴氨酸的性質(zhì)及作用：發(fā)酵法的工藝：原料：黃色短桿菌、谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、諾卡桿菌碳源：葡萄糖、醋酸、乙醇、石蠟工藝流程工藝控制要點27第27頁，共38頁。工藝控制要點A、菌種培養(yǎng)：斜面培養(yǎng)基B、滅菌發(fā)酵：發(fā)酵溫度（前期32、中后期30）、發(fā)酵pH值（6.57.0）C、發(fā)酵液的處理：先除去菌體和雜質(zhì)離子，再對發(fā)酵液進(jìn)行提取 除去菌體和雜質(zhì)離子的方法：離心分離、加絮凝劑法 發(fā)酵液的提取方法：離子交換樹脂法、沉淀法、有機(jī)溶劑抽提法問題：為什么可以用陽離子交換樹脂法萊提取？D、濃縮結(jié)晶E、精制（重結(jié)晶）F、檢驗28第28頁，共38頁。（三）酶法特定酶作用下轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氨基酸。1、原理29第2

12、9頁，共38頁。微生物、植物細(xì)胞、動物細(xì)胞或酶進(jìn)行固定化前體制備（化學(xué)合成，生物合成，天然存在）生物反應(yīng)器含氨基酸的反應(yīng)液氨基酸2、酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氨基酸的過程底 物合成30第30頁，共38頁。結(jié) 構(gòu)分子量等電點性 質(zhì)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鹽酸，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-丙氨酸的生產(chǎn)（1） L-天冬氨酸和L-丙氨酸的性質(zhì)31第31頁，共38頁。+CO2天冬氨酸酶L-Asp脫羧酶（2）酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)（丁烯二酸）（L-丙氨酸）（L-天冬氨酸）32第32頁，共38頁。（3）工藝路線固定化 L

13、-Asp脫羧酶轉(zhuǎn)化液B延胡索酸+ NH3固定化 天冬氨酸酶轉(zhuǎn)化液AL-Asp粗品L-Asp精品L-Ala粗品L-Ala精品33第33頁，共38頁。泵儲罐反應(yīng)產(chǎn)物離心機(jī)母液回收固定化酶柱子晶體 L-AspL-Asp延胡索酸氨鹽工 藝 路 線 示 意 圖34第34頁，共38頁。（4）工藝控制要點菌種的培養(yǎng)：大腸桿菌（E.coil）AS1.881的培養(yǎng)含天冬氨酸酶德阿昆哈假單胞（Pseudomonas dacunhae)68變異株的培養(yǎng)含L-天冬氨酸-脫羧酶細(xì)胞固定：大腸桿菌（E.coil）的細(xì)胞固定方法是凝膠包埋，加戊二醛交聯(lián) 思考題：1.為什么用細(xì)胞固化，而不同酶固定化，有何優(yōu)勢？ 2.為什么要加戊二醛交聯(lián)？假單胞菌體固定 思考題：為什么要加乙二胺？35第35頁，共38頁。生物反應(yīng)堆的制備（分和）轉(zhuǎn)化反應(yīng)（溫度、pH值、催化劑）兩個反應(yīng)堆的溫度：37兩個反應(yīng)堆的pH值：反應(yīng)堆：8.5；反應(yīng)堆：6.0 思考題： 1、制備中為什么要調(diào)pH值？ 2、在反應(yīng)過程中為什么要加磷酸吡哆醛？ 3、同時要