生物制藥醫(yī)學知識專家講座

第五章發(fā)酵工程制藥生物制藥醫(yī)學知識專家講座第1頁對微生物進行培養(yǎng)，生產(chǎn)有用物質(zhì)過程就是發(fā)酵。采取微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品就是微生物發(fā)酵制藥。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第2頁第一節(jié)概述生物制藥醫(yī)學知識專家講座第3頁一、微生物發(fā)酵制藥發(fā)展歷史微生物發(fā)酵制藥歷史悠久。但直到第二次世界大戰(zhàn)早期，人們認識到抗生素尤其是青霉素主要性以后，才大大推進微生物制藥工業(yè)發(fā)展。液體深層發(fā)酵技術、細胞融合技術、基因工程技術出現(xiàn)，又為微生物發(fā)酵制藥帶來新發(fā)展空間。

生物制藥醫(yī)學知識專家講座第4頁二、微生物發(fā)酵制藥研究范圍1、微生物菌體發(fā)酵：取得含有藥用菌體為目標發(fā)酵。2、微生物酶發(fā)酵：取得藥用酶為目標發(fā)酵。3、微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵：取得微生物含有藥用各種初級產(chǎn)物和次級產(chǎn)物為目標發(fā)酵。

4、微生物轉化發(fā)酵：利用微生物發(fā)酵過程中轉化作用生產(chǎn)藥品。

微生物轉化就是利用微生物細胞中一個酶或各種酶將一個化合物轉變成結構相關另一個產(chǎn)物生化反應。

生物制藥醫(yī)學知識專家講座第5頁三、微生物發(fā)酵藥品分類微生物藥品有抗生素，維生素，AA，核酸相關物質(zhì)，有機酸，治療酶，酶抑制劑，激素，免疫調(diào)整物質(zhì)以及其它生理活性物質(zhì)。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第6頁四、制藥微生物1、制藥微生物種類生產(chǎn)藥品天然微生物主要包含細菌、放線菌和絲狀真菌三大類。細菌主要生產(chǎn)環(huán)狀或鏈狀多肽類抗生素；放線菌主要產(chǎn)生各類抗生素；真菌曲霉菌屬產(chǎn)生桔霉素，青霉素菌屬產(chǎn)生青霉素和灰黃霉素等，頭孢菌屬產(chǎn)生頭孢霉素等。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第7頁2、制藥微生物菌種選育主要有：自然選育、誘變育種、雜交育種、基因工程技術育種四種。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第8頁自然選育：在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工誘變處理，依據(jù)菌種自發(fā)突變而進行菌種篩選過程，叫自然選育或自然分離。自然選育慣用方法是單菌落分離，需要重復篩選，確定生產(chǎn)能力比原菌株高菌種?；具^程：菌種→單孢子或單細胞懸液→適當稀釋→瓊脂平板分離→挑單個菌落進行生產(chǎn)能力測定→選出優(yōu)良菌株。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第9頁3、菌種保留目標：

保持長久存活、不退化、不喪失生產(chǎn)能力。保留原理：使其代謝處于不活躍狀態(tài)，即生長繁殖受抑制休眠狀態(tài)，可保持原有特征，延長生命時限。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第10頁（1）斜面低溫保留保留方法：（2）液體石蠟密封存保藏（3）砂土管保藏（4）冷凍干燥保藏（5）液氮低溫保藏生物制藥醫(yī)學知識專家講座第11頁第二節(jié)發(fā)酵過程及其優(yōu)化控制生物制藥醫(yī)學知識專家講座第12頁一、發(fā)酵制藥基本過程菌株選育（mutationandselectionbreeding）發(fā)酵(fermentation)分離純化(isolationandpurification)包含三個主要工段：生物制藥醫(yī)學知識專家講座第13頁

1、生產(chǎn)菌種選育優(yōu)良菌種應該高產(chǎn)、性能穩(wěn)定、輕易培養(yǎng)。2、發(fā)酵階段包含孢子制備、種子制備、發(fā)酵培養(yǎng)，是生物加工工程過程。3、分離純化階段包含發(fā)酵液處理與過濾、分離提取、精制、成品檢驗、包裝、出廠檢驗，是化學分離工程過程。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第14頁二、發(fā)酵工藝條件優(yōu)化控制（一）、培養(yǎng)基及其制備1、培養(yǎng)基成份（1）、碳源凡是組成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳素營養(yǎng)物質(zhì)均稱為碳源。其主要作用是供給菌種生命活動所需要能量；組成菌體細胞成份和代謝產(chǎn)物。

在藥品發(fā)酵生產(chǎn)中慣用碳源有：糖類、醇類、脂肪、有機酸等。

生物制藥醫(yī)學知識專家講座第15頁（2）、氮源凡是組成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中氮素營養(yǎng)物質(zhì)均稱為氮源。其主要功效是組成微生物細胞物質(zhì)和含氮代謝物。可分為有機氮源和無機氮源兩類。

慣用有機氮源有黃豆餅粉（最慣用）、花生餅粉、棉籽餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚粉、尿素等。

慣用無機氮源有銨鹽、氨水和硝酸鹽。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第16頁（3）、無機鹽及微量元素無機鹽和微量元素是生理活性物質(zhì)組成成份或含有生理活性作用調(diào)整物，包含磷、硫、鐵、鎂、鈣、錳、銅、鋅、鈷、鉀、鈉、氯等。普通低濃度起促進作用，高濃度起抑制作用。菌體細胞主要成份，營養(yǎng)傳遞介質(zhì)。調(diào)整細胞生長環(huán)境溫度。（4）、水消除泡沫，預防逃液和染菌。普通為動植物油脂和高分子化合物。（5）、消沫劑生物制藥醫(yī)學知識專家講座第17頁生長因子是指微生物生長不可缺乏微量有機物，包含氨基酸、維生素、核苷酸、脂肪酸等。（6）、生長因子在藥品生物合成過程中，被菌體直接用于藥品合成而本身結構無顯著改變物質(zhì)稱為前體。前體顯著提升產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，一定條件下還能控制菌體合成代謝產(chǎn)物方向。（7）、前體與促進劑促進劑是指那些既不是營養(yǎng)物又不是前體，但能提升產(chǎn)物產(chǎn)量添加劑。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第18頁2、培養(yǎng)基種類按組成份為：合成培養(yǎng)基(synthesizedmedium)天然培養(yǎng)基(naturalmedium)

半合成培養(yǎng)基(semi-synthesizedmedium)

按用途分為：選擇性培養(yǎng)基(selectivemedium)判別性培養(yǎng)基(identificationmedium)

按物理性質(zhì)分為：固體培養(yǎng)基(solidmedium)

半固體培養(yǎng)基(semi-solidmedium)

液體培養(yǎng)基(liquidmedium)

生物制藥醫(yī)學知識專家講座第19頁按發(fā)酵過程中所處位置和作用分為：斜面或平板固體培養(yǎng)基（solidmedium）

種子培養(yǎng)基（seedmedium）發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentationmedium)補料培養(yǎng)基(fedmedium)生物制藥醫(yī)學知識專家講座第20頁(1)斜面或平板固體培養(yǎng)基（solidmedium）包含細菌和酵母固體斜面或平板培養(yǎng)基，鏈霉菌和絲狀真菌孢子培養(yǎng)基。作用:提供菌體生長繁殖，形成孢子。特點:菌體生長快速，產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)大量孢子，但不能引發(fā)變異，營養(yǎng)豐富。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第21頁（2）、種子培養(yǎng)基（seedmedium）種子培養(yǎng)基是供孢子發(fā)芽和菌體深入生長繁殖培養(yǎng)基，包含搖瓶和一二級種子罐培養(yǎng)基，為液體培養(yǎng)基。作用:使種子擴大培養(yǎng)，增加細胞數(shù)目，生長形成強壯、健康和高活性種子。特點：培養(yǎng)基成份完全，營養(yǎng)豐富，含有輕易利用碳、氮源和無機鹽等，但總體濃度高。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第22頁（3）、發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentationmedium)發(fā)酵培養(yǎng)基是提供微生物進行目標產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基，不但要滿足菌體生長和繁殖，還要滿足菌體合成目標產(chǎn)物，是發(fā)酵生產(chǎn)中最關鍵和最主要培養(yǎng)基。作用：

供菌體生長繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物。特點：組成應豐富完整，營養(yǎng)成份濃度和粘度適中。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第23頁（4）、補料培養(yǎng)基(fedmedium)補料培養(yǎng)基是發(fā)酵過程中添加培養(yǎng)基。作用：穩(wěn)定工藝條件，延長發(fā)酵周期，提升目標產(chǎn)物產(chǎn)量。特點：普通按單一成份配制，在發(fā)酵過程中各自獨立控制加入，或按一定百分比制成復合補料培養(yǎng)基，再加入。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第24頁3、影響培養(yǎng)基質(zhì)量原因（1）、原料質(zhì)量（2）、水質(zhì)（3）、滅菌（4）、培養(yǎng)基黏度生物制藥醫(yī)學知識專家講座第25頁（二）、溫度對發(fā)酵影響及其控制1、溫度對發(fā)酵影響發(fā)酵溫度對菌體生長和產(chǎn)物合成影響存在一個最適溫度范圍和最正確溫度點，偏離一定范圍，生長會受到抑制，各種酶反應速率和產(chǎn)物性質(zhì)也會受到影響。溫度對培養(yǎng)基發(fā)酵液物理性質(zhì)也有很大影響，經(jīng)過影響?zhàn)ざ取⑷芙庋?、傳遞速率等影響發(fā)酵動力學和產(chǎn)物生物合成。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第26頁2、影響發(fā)酵溫度改變原因發(fā)酵過程中最終能量改變決定了發(fā)酵溫度，包含產(chǎn)能原因和失能原因共同作用。發(fā)酵熱（fermentationheat）等于產(chǎn)生熱(productionheat)與散失熱(lossheat)之差，產(chǎn)生熱包含生物熱(biologicalheat)和攪拌熱(agitationheat)，散失熱包含蒸發(fā)燒(evaporationheat)、顯熱(sensibleheat)和輻射熱(radiantheat)。Q熱＝Q生＋Q攪－Q蒸－Q顯－Q輻生物制藥醫(yī)學知識專家講座第27頁3、溫度控制（1）最適溫度選擇依據(jù)發(fā)酵不一樣階段對溫度不一樣要求，選擇最適溫度并進行變溫控制下發(fā)酵，以期高產(chǎn)。（2）溫度控制大型發(fā)酵罐普通不需要加熱，因為發(fā)酵中產(chǎn)生大量發(fā)酵熱，往往經(jīng)常需要降溫冷卻，控制發(fā)酵溫度。給發(fā)酵罐夾層或蛇形管通入冷卻水，經(jīng)過熱交換降溫，維持發(fā)酵溫度。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第28頁（三）、pH影響及其控制1、pH影響改變了細胞膜透性，影響了物質(zhì)吸收和產(chǎn)物分泌。2、影響pH改變原因發(fā)酵液pH改變是菌體產(chǎn)酸和產(chǎn)堿代謝反應綜合結果，它與菌種、培養(yǎng)基和發(fā)酵條件相關。培養(yǎng)過程中菌體對碳源、氮源物質(zhì)利用也是造成培養(yǎng)體系pH改變主要原因。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第29頁3、pH控制

（1）培養(yǎng)基配方考慮。均衡使用產(chǎn)酸物質(zhì)、產(chǎn)堿物質(zhì)及使用緩沖劑，確保碳氮比平衡。（2）酸堿調(diào)整。慣用生理酸性物質(zhì)如硫酸銨和生理堿性物質(zhì)氨水來控制，不但調(diào)整了pH，還補充了氮源。（3）補料流加控制。一個是直接補加酸堿物質(zhì)，另一個方法是經(jīng)過控制代謝路徑實現(xiàn)pH控制.（4）調(diào)整通氣量。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第30頁（四）、溶解氧影響與控制溶解氧（dissolvedoxygen,DO）是指溶解于培養(yǎng)液中氧。溶解氧濃度由供氧和需氧兩方面所決定，供氧(oxygensupply)是指氧溶解于培養(yǎng)液過程。菌體吸收溶解氧過程是耗氧（需氧）過程。不一樣菌種對溶解氧量需求是不一樣，有一個適宜范圍，必須經(jīng)過試驗確定臨界氧濃度和最適氧濃度，并在發(fā)酵中維持最適氧濃度。臨界氧濃度：不影響呼吸或產(chǎn)物合成最低溶解氧濃度。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第31頁溶解氧控制直接提升溶解氧：增加氧傳遞推進力和通氣速率等。間接控制溶解氧：控制菌體濃度。工藝控制方法：控制補料速度，調(diào)整溫度（降低），培養(yǎng)基（配方，液化，降低粘度），中間補水，添加表面活性劑（消沫劑種類及數(shù)量次數(shù)時間）。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第32頁（五）、CO2影響及其控制1、CO2對發(fā)酵影響CO2對微生物生長或發(fā)酵含有刺激或抑制作用，還影響培養(yǎng)基酸－堿平衡。CO2對細胞影響機理：

①直接影響細胞膜結構，從而影響細胞形態(tài)和生理過程。②與其它物質(zhì)發(fā)生化學反應，或與生長必需金屬離子形成碳酸鹽沉淀，間接影響菌體生長和發(fā)酵產(chǎn)物合成。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第33頁2、CO2濃度控制通氣和攪拌是控制CO2濃度一個方法。降低通氣量和攪拌速率，有利于增加CO2在發(fā)酵液中濃度，反之，就會減小CO2濃度。另外，CO2產(chǎn)生與補料工藝控制親密相關，如：青霉素發(fā)酵時，補糖會增加排氣中CO2濃度和降低培養(yǎng)液pH。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第34頁（六）、補料作用和控制1、補料和放料

補料（fill）：間歇或連續(xù)補加一個或各種成份新鮮培養(yǎng)基就是補料。

放料（wihtdraw）：發(fā)酵到一定時間，產(chǎn)生了代謝產(chǎn)物，放出一部分發(fā)酵液（進行提?。?，又稱帶放。補料、放料作用在于：補充營養(yǎng)物質(zhì)；改進發(fā)酵液流變學性質(zhì)；調(diào)控培養(yǎng)液pH；解除基質(zhì)過濃抑制、產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應；防止在分批發(fā)酵中因一次性投糖過多造成細胞大量生長、耗氧過多而供氧不足情況。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第35頁2、補料控制系統(tǒng)（1）、反饋控制系統(tǒng)由傳感器、控制器、驅動器組成。依據(jù)溶氧、pH、呼吸熵、排氣中CO2分壓，代謝產(chǎn)物濃度等指標直接控制。（2）、非反饋控制系統(tǒng)非反饋控制流加系統(tǒng)是不經(jīng)過固定反饋控制參數(shù)，而經(jīng)過經(jīng)驗或數(shù)學最大優(yōu)化模型法，得到最優(yōu)流加操作曲線，從而實現(xiàn)流加控制。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第36頁（六）、泡沫影響及其控制1．泡沫影響降低裝料量；造成大量逃液，增加污染機率；泡沫使菌體呼吸受阻，代謝異常或自溶。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第37頁2．泡沫控制（1）培養(yǎng)基與工藝調(diào)整。調(diào)整培養(yǎng)基成份，少加或遲緩加易起泡原材料；改變一些物理化學參數(shù)，如pH，升高溫度，降低通氣和降低攪拌速率；改變發(fā)酵工藝，如采取分次投料。（2）菌種選育。篩選出不產(chǎn)生流態(tài)泡沫菌種。（3）機械消沫（mechanicaldefoaming）。利用機械強烈振動或壓力改變而使泡沫破裂。（4）化學消沫。加入消沫劑(defoamingagent)，降低泡沫液膜強度和表面黏度，使泡沫破裂。慣用消沫劑有天然油脂類(lipid)、高碳醇脂肪酸(highalcoholfattyacid)和酯類(ester)、聚醚類(polyether)、硅酮類(silicone)。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第38頁（七）、發(fā)酵終點判斷判斷標準：高產(chǎn)量、低成本。以原料和發(fā)酵成本占整個生產(chǎn)成本為主藥品，主要在于提升產(chǎn)率（單位體積、單位時間內(nèi)產(chǎn)量，kg/(hm3)）、得率（轉化率，單位原料生產(chǎn)產(chǎn)物量，kg產(chǎn)物/kg原料）、發(fā)酵系數(shù)（單位發(fā)酵周期內(nèi)發(fā)酵體積生成產(chǎn)物，kg產(chǎn)物/(容積m3周期h)）。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第39頁影響發(fā)酵終點判斷原因：1．經(jīng)濟原因發(fā)酵終點應是最低成本取得最大生產(chǎn)能力時間。2．產(chǎn)品質(zhì)量3.生物、物理、化學指標主要產(chǎn)物濃度、過濾速度、菌體形態(tài)、氨基氮、pH、DO、發(fā)酵液外觀和粘度等。4、特殊原因如染菌、代謝異常等情況。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第40頁三、滅菌操作技術雜菌（contaminatedmicrobe）：對于發(fā)酵生產(chǎn)過程，除生產(chǎn)菌以外任何微生物。污染（contamination）：感染雜菌發(fā)酵體系。

消毒(disinfection)：指用物理或化學方法殺滅或去除病原微生物（pathogen），到達無害化程度過程，只能殺死營養(yǎng)體，而不能殺滅芽孢體，殺滅率99.9%以上。滅菌（sterilization）：指用物理或化學方法殺滅或去除物料或設備中全部生命物質(zhì)技術或工藝過程，到達無活微生物存在過程，微生物殺滅率99.999999%以上。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第41頁（一）、慣用滅菌方法與原理1、化學滅菌化學滅菌是指用化學物質(zhì)殺滅生物細胞滅菌操作。慣用化學滅菌劑有氧化劑類、鹵化物類、有機化合物等。滅菌原理：使蛋白質(zhì)變性，酶失活，破壞細胞膜透性，細胞死亡。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第42頁2、輻射滅菌各種物理射線對生物細胞含有殺傷能力，其中以紫外線最慣用。滅菌原理：核酸和蛋白質(zhì)在紫外區(qū)有強烈吸收，DNA吸收紫外線后，會形成嘧啶二聚體，如胸腺嘧啶二聚體，分子之間交聯(lián)改變了DNA功效，從而造成生物細胞死亡。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第43頁3、干熱滅菌滅菌原理：在高溫120℃以上，蛋白質(zhì)、酶、核酸、生物膜等生物大分子變性、凝聚破壞，甚至是降解，生物細胞破裂，內(nèi)容物釋放，生物體死亡。足夠長時間和足夠高溫度，能夠殺滅生物體。干熱—熱空氣

烘箱160～170℃2h滅菌生物制藥醫(yī)學知識專家講座第44頁（4）濕熱滅菌

蒸汽滅菌鍋121℃20～30min濕熱—水蒸汽滅菌原理：蒸汽冷凝時釋放出大量能量，使蛋白質(zhì)、核酸等內(nèi)部化學鍵破壞、降解，造成生物體死亡。在115℃～140℃，保持一段時間，能夠殺死各種生物體。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第45頁5、培養(yǎng)基過濾除菌有些培養(yǎng)基成份受熱輕易分解破壞，不能使用蒸汽滅菌，經(jīng)常采取過濾器除菌。常見有蔡氏細菌過濾器、燒結玻璃細菌過濾器和纖維素微孔過濾器等。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第46頁（二）、無菌檢驗與雜菌控制1、無菌試驗方法與染菌判斷雜菌檢測主要方法為顯微鏡檢測和平板劃線檢測兩種，顯微鏡檢測方便快速及時，平板檢測需要過夜培養(yǎng)，時間較長。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第47頁2、發(fā)酵污染雜菌原因（1）培養(yǎng)基滅菌不徹底（2）空氣帶菌（3）設備及其附件滲漏生物制藥醫(yī)學知識專家講座第48頁第三節(jié)發(fā)酵工程生產(chǎn)藥品生物制藥醫(yī)學知識專家講座第49頁

細菌抗菌素：多粘菌素，短桿菌素等植物抗生素：蒜素，番茄素，黃連素C等動物抗生素：溶菌酶，魚素等?？股兀海╝ntibiotics）抗生素是生物在其生命活動過程中產(chǎn)生，在低微濃度下能選擇性地抑制他種微生物機能化學物質(zhì)。一、抗生素生產(chǎn)工藝生物制藥醫(yī)學知識專家講座第50頁1928年，英國細菌學家Fleming在培養(yǎng)葡萄球菌時，發(fā)覺污染在培養(yǎng)皿上一株霉菌，能殺死周圍葡萄球菌。將此霉菌分離后得到純菌株，經(jīng)判定為點青霉(Penicilliumnotatum)，將該菌產(chǎn)生抗生物質(zhì)命名為青霉素。（一）、抗生素工業(yè)發(fā)展生物制藥醫(yī)學知識專家講座第51頁1940年，F(xiàn)loreyandChain將青霉素制成制品，經(jīng)臨床試驗，證實青霉(Penicillin)毒性很小，對金黃色葡萄球菌及其它G+所引發(fā)許多嚴重疾病確有卓越療效。1943年，開始采取通氣攪拌深層發(fā)酵技術生產(chǎn)青霉素，從此發(fā)展了一個新工業(yè)部門——抗生素發(fā)酵工業(yè)。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第52頁

1944年，WaKsman發(fā)覺了由鏈霉菌產(chǎn)生鏈霉素，用于治療細菌，尤其是對結核桿菌引發(fā)感染有特效。今后陸續(xù)發(fā)覺了抗G-、G+抗病毒廣譜抗生素，如氯霉素（1947年）、金霉素（1948年）和土霉素，抗真菌制霉菌素，對青霉素耐藥菌有效紅霉素（1951年）及抗癌抗生素絲裂霉素C等。

生物制藥醫(yī)學知識專家講座第53頁

1959年，

Batchelor取得了青霉素母核-6-氨基青霉烷酸，并研究了半合成青霉素和頭孢菌素C，得到耐酸、可口服并對青霉素耐藥菌有效廣譜青霉素。

60年代，半合成抗生素快速發(fā)展。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第54頁

1957年，華北制藥廠。1958年后，全國多處建廠，抗生素工業(yè)快速發(fā)展。截止到1996年上六個月，我國開發(fā)抗生素品種127個。國外有基本抗生素品種我國都有生產(chǎn)。并已研制出國外沒有抗生素——創(chuàng)新霉素等。我國1953年，建上海第三制藥廠，開始生產(chǎn)青霉素。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第55頁（二）、抗生素抗菌作用機理抗生素抗菌作用，主要是抑制微生物細胞新陳代謝一些步驟或一些酶系統(tǒng)。依照這些代謝步驟在生活機能上主要程度，抗菌作用效果各不相同。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第56頁

放線菌素D特異地與雙鏈DNA非共價結合，使之失去作為RNA合成模板功效。絲裂霉素C與DNA形成交聯(lián)，阻止了雙鏈拆開因而抑制了DNA復制。利福平：依賴于DNARNA聚合酶特效抑制劑，專門抑制轉錄起始。1、抑制核酸合成

有些抗生素可抑制核酸合成，其抑制機理是各種多樣。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第57頁2、抑制蛋白質(zhì)合成

包含抑制氨基酸活化

、抑制蛋白質(zhì)合成起始、抑制肽鏈延長、抑制蛋白質(zhì)合成終止。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第58頁（1）抑制氨基酸活化

吲哚霉素與Trp競爭與Trp激活酶結合抑制了Trp-tRNATrp形成，因而阻止了蛋白質(zhì)合成。

Trp

抑制氨酰-tRNA形成生物制藥醫(yī)學知識專家講座第59頁（2）抑制蛋白質(zhì)合成起始

起碼密碼：AUG編碼

Met(真核)

fMet(原核)COOH-CH-CH2-CH2-SCH3︱

NH︱O=CHfMet-N-甲酰甲硫氨酸生物制藥醫(yī)學知識專家講座第60頁（3）抑制肽鏈延長

肽鏈延長包含氨酰-tRNA與70S核糖體A部位結合，肽鍵形成和移位。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第61頁

終止密碼：UAA、UAG、UGA終止過程：終止信號識別，完工了肽酰-tRNA水解與釋放。如嘌呤霉素與AA-tRNA3′-末端(tRNA3-ccA)AMP結構相同，肽酰轉移酶促使(AA)n與嘌呤霉素結合形成肽酰-嘌呤霉素復合物，使Pr合成過程中止。(4)抑制蛋白質(zhì)合成終止生物制藥醫(yī)學知識專家講座第62頁

如多肽類抗生素、多粘菌素E、短桿菌肽S等都具表面活性劑作用，降低細菌細胞膜表面張力，因而改變了細胞膜通透性，甚至破壞了膜結構，影響細胞正常代謝，致使細菌死亡。這類抗生素靠損傷質(zhì)膜而呈殺菌作用，它們對人和動物細胞膜也起作用，選擇性毒力不高。

3、改變細胞膜通透性生物制藥醫(yī)學知識專家講座第63頁

青霉素、頭孢菌素、桿菌肽等對細菌細胞壁合成含有抑制作用。青霉素專門作用于生長時期細菌，抑制新細胞壁形成，細胞壁合成受到抑制后，細菌抗?jié)B透壓能力降低，引發(fā)菌體變形、破裂而死亡。動物細胞無細胞壁，所以青霉素對其無副作用。4、干擾細胞壁形成生物制藥醫(yī)學知識專家講座第64頁如抗霉素A是呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)抑制劑，它抑制細胞色素b與細胞色素c1之間電子傳遞。(NADHFMNCoQCytb

Cytc1CyTcCyta1a3O2)

5、作用于能量代謝系統(tǒng)或作為抗代謝物生物制藥醫(yī)學知識專家講座第65頁

抗代謝物：在結構上與生物體所必需代謝物很相同，以致能夠和特定酶結合，從而妨礙酶功效，干擾代謝正常進行。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第66頁

抗生素使用劑量不足，則達不到抑菌能力；但劑量過高，會產(chǎn)生毒副反應，并引發(fā)病原菌耐藥性。

（三）、抗生素劑量表示法生物制藥醫(yī)學知識專家講座第67頁

一個青霉素效價單位：能在50ml肉湯培養(yǎng)基中完全抑制金黃色葡萄球菌標準菌株發(fā)育最小青霉素劑量。一個鏈霉素效價單位：能在1ml肉湯培養(yǎng)基中完全抑制大腸桿菌（G-）發(fā)育最小劑量。

效價單位為衡量抗生素一個尺度。

一個制霉素效價單位：能抑制1ml肉湯培養(yǎng)基中某種酵母菌發(fā)育所需最小劑量。新發(fā)覺抗生素，早期未得到純晶體時慣用與它性質(zhì)相近已知抗生素作為標準來衡量其效價。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第68頁工藝流程:（四）、抗生素生產(chǎn)工藝菌種保藏孢子制備種子制備發(fā)酵提取精制抗生素工業(yè)生產(chǎn)包含發(fā)酵和提取兩部分。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第69頁例：青霉素生產(chǎn)工藝生物制藥醫(yī)學知識專家講座第70頁（五）、細菌反抗生素耐藥性機理1、耐藥菌產(chǎn)生造成抗生素失效酶（1）β-內(nèi)酰胺環(huán)被破壞（2）乙?；斐陕让顾厥н€有經(jīng)過反抗生素磷酸化，腺苷酰化或N-乙?；斐善涫?。生物制藥醫(yī)學知識專家講座第71頁比如菌體核糖體30S亞基改變而使鏈霉素不能與之結合，就不能抑制蛋白質(zhì)生物合成而失效。鏈霉素抑制蛋白質(zhì)合成起始。耐利福霉素菌株，因為染色體突變，改變了RNA聚合酶（抑制劑）β-亞基，其結果使抗生素不能與它結合而失效。利福霉素抑制轉錄。2、耐藥菌改變反抗生素敏感部位生物制藥醫(yī)學知識專家講座第72頁（1）因為耐藥菌基因突變影響通透系統(tǒng)某一部分，因而使轉運某抗生素功效部分或全部喪失。（2）產(chǎn)生轉運抗生素拮抗系統(tǒng)。（