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项目四多肽与蛋白质类药物生产工艺

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多肽和蛋白质类药物的发展过程

多肽和蛋白质类药物的发展过程

多肽和蛋白质类药物的发展过程在20世纪60年代至70年代，科学家们开始关注多肽和蛋白质类药物的制备和分离技术。

同时，他们也开始研究多肽和蛋白质类药物的结构与功能之间的关系。

这一时期研究的重点是单一多肽和蛋白质类药物，如单链胰岛素和重组生长激素。

20世纪80年代是多肽和蛋白质类药物发展的一个重要转折点。

随着基因工程技术的发展，科学家们能够通过重组DNA技术生产大量的多肽和蛋白质。

这种技术的应用极大地促进了多肽和蛋白质类药物研究的进展。

在这一时期，重组胰岛素、重组生长激素和重组干扰素等药物相继问世。

20世纪90年代至21世纪初，多肽和蛋白质类药物的研究进入了一个全新的阶段。

科学家们开始发展更加复杂的多肽和蛋白质类药物，如抗体药物。

抗体药物通过靶向疾病相关的分子目标，实现治疗效果。

这种药物以其高度的专一性和生物活性在临床上取得了显著的效果。

近年来，多肽和蛋白质类药物的研究和应用迎来了新的突破。

科学家们通过改变多肽和蛋白质的结构，增强其稳定性和生物活性。

同时，他们还通过改变给药途径和剂型，提高多肽和蛋白质类药物的生物利用度和稳定性。

这些新的技术和方法为多肽和蛋白质类药物的发展提供了更多的可能性。

总的来说，多肽和蛋白质类药物的发展经历了多个阶段。

从最初的分离和制备技术到基因工程技术的应用，再到复杂多肽和蛋白质类药物的研发，多肽和蛋白质类药物在生物医药领域发挥着越来越重要的作用。

未来，随着科学技术的进一步发展，多肽和蛋白质类药物的研究和应用将迎来更大的突破。

多肽、蛋白类药物制造方法

多肽、蛋白类药物制造方法

NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
基因重组来源的胰岛素（27种）
药品名称
APIDRA EXUBERA HUMALOG HUMALOG MIX 50/50 HUMALOG MIX 75/25 HUMALOG PEN HUMULIN 50/50 HUMULIN 70/30
动物来源的胰岛素（28种）
药品名称
生产企业
药品名称
生产企业
ILETIN I ILETIN II
LILLY LILLY
NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN
PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK)
NOVO NORDISK INC LILLY
已上市药物： Lispro 、 Aspart、Apidra
Lispro （赖脯胰岛素 ，Humalog ® ）是第一个用于临 床的速效胰岛素类似物,由美国礼来公司研制生产，将人胰
人绒毛膜促性腺激素（HCG），绝经尿促性腺激素 （HMG），血清性促性腺激素（SGH）。
胰岛素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。
白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血浆纤维结合蛋白 （FN）,免疫丙种球蛋白，抗淋巴细胞免疫球蛋白， Veil’s病免疫球蛋白，抗－D免疫球蛋白，抗－ HBs免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纤维蛋白原， 抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，凝血因子Ⅸ。
VELOSULIN BR HUMAN HUMULIN U
NOVO NORDISK INC LILLY
胰岛素国内主要生产厂家
1. 通化东宝
1998年12月研制出中国第一支基因重组胰岛素“甘舒霖” 甘舒霖® R-- 常规重组人胰岛素注射液 甘舒霖® N-- 低精蛋白重组人胰岛素注射液 甘舒霖® 30R-- 30/70混合重组人胰岛素注射液

多肽与蛋白质类药物

多肽与蛋白质类药物
A. 许多活性蛋白质、多肽都是由无活性的蛋白质前体，经 过酶的加工剪切转化而来的有共同的来源，相似的结构 ，保留着若干彼此所特有的生物活性。研究活性多肽结 构与功能的关系及活性多肽之间结构的异同与其活性的 关系，将有助于设计和研制新的活性多肽药物。
B. 对蛋白质类药物进行结构修饰
多肽、蛋白质类药物分类
3.3.1 反相高效液相色谱
3.3.1 反相高效液相色谱
分离机理：
①用C4～C8烷基作配基，将配基键合在固定基质上作为固定相 ，以水溶性有机溶剂（如甲醇、乙腈、异丙醇）加强酸作流 动相（流动相极性大于固定相）。
②蛋白质分子中既有亲水性基团（-OH，-NH、-COOH、SH 等），也有疏水性基团（如苯环、-CH3、-CH2和-CH等）。
理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利 用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种 名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物 。
据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。 如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高 产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生 产出“红花子来源人胰岛素”，
该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药 代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表 述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。
多肽和蛋白质的物化性质
4. 变性 ➢ 天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，
其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生 物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性， 称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。 ➢ 变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低

第04讲 第二章 第三节 多肽和蛋白质类药物的生产(1)

第04讲 第二章 第三节 多肽和蛋白质类药物的生产(1)

多肽和蛋白质类药物的纯化
4、利用生物功能专一性（亲合性）不同的纯化方法 生物功能专一性（亲合性） 生物功能专一性 大部分蛋白质具有特异性，通过与其底物相互结合而发挥 其功能，这种结合方式经常是专一可逆的。如：抗原与抗 体、激素与受体的结合等。 方法：亲和色谱法。 首先将具有高度特异性的不溶性配基装入色谱柱（称为亲 和柱），在一定的流动相中将含有待分离蛋白质的样品通 过该柱，由于专一亲和力的作用，待分离蛋白质与柱上的 配基结合而留在柱上，其他杂蛋白则直接流出柱外。然后 用能降低待分离蛋白质与其配基的亲和力的洗脱液洗脱， 则可分离出目的蛋白。
思考题
1、在蛋白质类药物的提取分离时，如何避免 蛋白质失活？ 2、蛋白质类药物常用的纯化原理和方法有哪 些？
多肽和蛋白质类药物的提取 2、有机溶剂提取法
一些与脂质结合比较牢固或非极性基团较 多的蛋白质，不溶或难溶于水、稀盐、稀 酸或稀碱中，常用不同比例的有机溶剂提 取。常见的有机提取溶剂有正丁醇、乙醇。
多肽和蛋白质类药物的提取 3、表面活性剂提取法 、
离子表面活性剂（如胆酸盐、十二烷基磺 酸钠）和非离子表面活性剂（如吐温60、 吐温80等） 不易使蛋白质变性失活，因此被广泛采用。
多肽和蛋白质类药物的提取 1、水溶液提取 、
水溶液是蛋白质提取中最常用的溶剂。大 多数蛋白质的极性亲水基团位于分子表面， 非极性疏水基团位于分子内部，因此，蛋 白质在水溶液中一般具有比较好的溶解性。
多肽和蛋白质类药物的提取 1、水溶液提取 、
影响提取的因素： （1）盐浓度 适当的稀盐溶液和缓冲液可以提高蛋白质在溶液中的稳定性及增大蛋白质在 水溶液中的溶解度。 一般使用等渗盐溶液 等渗盐溶液，如0.002～0.005mol/L磷酸盐缓冲溶液或0.15mol/L氯 等渗盐溶液 化钠溶液。 但有些蛋白质在低盐溶液中溶解度低，可以适当提高盐溶液的浓度，如脱氧 核糖蛋白，需要采用1mol/L以上的氯化钠溶液进行提取。 （2）pH 溶液pH不但影响蛋白质的溶解度，还可能对蛋白质的稳定性产生很大的影响。 蛋白质提取溶液的pH应保证蛋白质稳定的范围内，选择偏离等电点两侧的某 选择偏离等电点两侧的某 一点，如含碱性氨基酸残基较多的蛋白质选在偏酸的一侧，含酸性氨基酸残 一点 基较多的蛋白质选在偏碱性的一侧，以增大蛋白质的溶解度，提高提取率。 （3）温度 为了防止蛋白质降解变性失活，提取时一般在低温（5℃）下操作 在低温（ ℃ 下操作。 在低温 但对于少数温度耐受力较高的蛋白质，可适当提高提取温度，导致杂蛋白变 性沉淀，有利于提取和简化以后的纯化工作。

7.2 蛋白质与多肽类药物的制备

7.2 蛋白质与多肽类药物的制备

3、根据蛋白质溶解度的不同来纯化蛋自质
蛋白质的溶解度受溶液的pH、离子强度、溶剂 的电解质性质及温度等多种因素的影响。在同一特 定条件下，不同蛋白质有不同的溶解度，适当改变 外界条件，可以有选择地控制某一种蛋白质的溶解 度，达到分离的目的。
属于这一类的分离方法有蛋白质的盐溶与盐析 法、结晶法和低温有机溶剂沉淀法。 乙醇和丙酮是有机溶剂沉淀法中最常用的有机 溶剂，由于丙酮的介电常数小于乙醇，故丙酮沉淀 能力比乙醇强。
10、根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质
对于酶蛋白——超氧化物歧化酶（SOD）的提取， 因SOD能抵抗蛋白酶的水解，可用蛋白水解酶降解其 他蛋白质，以便于SOD进一步的纯化。 γ—球蛋白、ACTH在分子中有活性中心，可用蛋白 酶水解切去与生物活性无关的分子部分，保留活性分 子片断，使产品纯化。 对于无胰岛素生物活性的胰岛素原，用蛋白水解 酶可切去胰岛素原分子中的C-肽，使胰岛素激活。 一些活性多肽常与其他蛋白质分子结合而不呈现活 性或不能够被提取，用蛋白水解酶可以使其与其它蛋 白质解离，恢复其生物活性和在溶液中的正常性质
7.2 多肽及蛋白质类药物的生产方法
一、蛋白质类药物的分离与纯化
（一）材料选择
蛋白质类药物的原料来源有动植物组织和微生 物等，原则是要选择富含所需蛋白质、多肽成分的、 易于获得和易于提取的无害生物材料。
对天然蛋白质类药物，为提高质量、产量和降低 生产成本，对原料的种属、发育阶段、生物状态、 来源、解剖部位、生物技术产品的宿主菌或细胞都 有一定的要求，了解这可使分离纯化工作事半功倍。
4、根据蛋白质电离性质的不同来纯化蛋白质 离子交换剂作为一种固定相，本身具有正离子或 负离子基团，它对溶液中不同的带电物质呈现不同的 亲和力，从而使这些物质分离提纯。 蛋白质、多肽或氨基酸具有能够离子化的基团。 对蛋白质的离子交换层析，一般多用离子交换纤维和 以葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等为骨 架的离子交换剂。优点：蛋白质吸附容量较大、流速 较高、分辨率较高等。 对已知等电点的物质，在pH高于其等电点时， 用阴离子交换剂，在低于其等电点时，用阳离子交换 剂。

蛋白质多肽的生产工艺

蛋白质多肽的生产工艺

蛋白质多肽的生产工艺
蛋白质多肽的生产工艺通常包括以下步骤：
1. 培养产生目标蛋白质的生物工程菌株：通常使用大肠杆菌（E.coli）或酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）等常见的微生物菌株作为生产宿主。

这些菌株经过基因工程改造，使其能够大量表达目标蛋白质。

2. 蛋白质基因的克隆和表达：将目标蛋白质的基因克隆到表达载体中，并将其转入宿主微生物细胞中。

宿主细胞在适当的培养条件下表达目标蛋白质。

3. 发酵培养：将转基因宿主微生物细胞培养在大规模发酵罐中。

提供适当的培养基和维持适宜的温度、pH值和氧气供应条件，以促进细胞生长和目标蛋白质的表达。

4. 细胞破碎：经过发酵培养后，收获的菌体经过细胞破碎处理，使得目标蛋白质从细胞内释放出来。

5. 分离纯化：通过各种物理和化学方法，如离心、超滤、层析、电泳等，对蛋白质进行纯化，去除杂质和其他蛋白质。

6. 结构调整和修饰：根据需要，目标蛋白质可以经过一系列的结构调整和修饰，如折叠、剪切、糖基化等，以使其具有理想的功能和稳定性。

7. 产品质量检测和分析：对生产得到的蛋白质进行质量检测和分析，包括纯度、活性、含量、结构等方面的评估，以确保符合规定的质量标准。

8. 储存和包装：将生产得到的蛋白质制成适合储存和使用的形式，如冻干粉末、液体制剂等，并进行适当的包装和标识。

以上是一般蛋白质多肽的生产工艺流程，具体情况还会根据蛋白质的性质和用途的不同而有所调整。

多肽和蛋白质药物及核酸类药物的生产

多肽和蛋白质药物及核酸类药物的生产

化学合成
利用化学合成方法，合成多肽 或蛋白质。
分离纯化
通过各种分离纯化技术，如色 谱、电泳等，将目的多肽或蛋 白质从其他杂质中分离出来。
核酸类药物的生产工艺流程
基因克隆
将目的基因克隆到载体上，构建重组DNA分子。
转录与翻译
将重组DNA分子导入细胞或微生物中，转录并翻 译成目的核酸。
提取与纯化
通过各种提取和纯化技术，如离心、沉淀、色谱 等，将目的核酸从其他杂质中分离出来。
液相合成
直接在液相中合成核酸类药物，但操作较为繁 琐。
修饰与改造
对合成的核酸进行修饰和改造，以提高其稳定性和生物活性。
03 生产工艺流程与质量控制
多肽和蛋白质药物的生产工艺流程
01
02
03
04
基因工程
利用基因工程技术，将目的基 因导入细胞或微生物中，表达
并产生多肽或蛋白质。
细胞培养
通过培养细胞，使细胞大量增 殖并产生多肽或蛋白质。
基因工程方法生产多肽和蛋白质药物通常用于生产具有高生物活性、低免疫原性 和低毒性的蛋白质或多肽药物。这些药物可用于治疗各种疾病，如糖尿病、肝炎 、癌症等。
化学合成法生产多肽和蛋白质药物
化学合成法生产多肽和蛋白质药物是 通过化学反应将氨基酸或其他有机分 子连接在一起形成多肽或蛋白质的过 程。这种方法通常需要多个化学反应 步骤，并且需要精确控制反应条件和 纯化过程。
质量控制成本
为了确保核酸类药物的质量和安全性，需要进行严格的质量控制和检 测，这些质量控制和检测的成本也是生产成本的一部分。
市场前景与竞争格局分析
市场前景
随着生物技术的不断发展，多肽和蛋白质药物及核酸类药物的应用领域不断扩大，市场需求也在不断增长。未来， 随着新药研发的加速和新治疗方法的出现，多肽和蛋白质药物及核酸类药物的市场前景将更加广阔。

生化药物制造工艺多肽和蛋白质类药物培训课件

生化药物制造工艺多肽和蛋白质类药物培训课件

（3）福林－酚试剂法
本方法首先在碱性溶液中形成铜与蛋白质复合物，
然后该复合物中的酪氨酸和色氨酸残基还原磷钼酸－
磷钨酸试剂（福林试剂），产生深蓝色。本法可用
750nm比色测定，或500nm比色测定，本法的标准曲
线线性较差，样品浓生化药度物制需造工按艺多肽标和蛋准白质曲类药物线校正。
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（4）考马斯亮蓝G －250染色法
考马斯亮蓝G －250在酸性溶液中为棕红色，当它 与蛋白质通过疏水作用结合后，变为蓝色，可在 595nm比色测定。但不同蛋白质之间的差异较大，且 标准曲线线性较差。
（3）生物状态 动物饱食后宰杀，胰脏中的胰岛素含 量增加，对提取胰岛素有利，但胆囊收缩素的分泌使 胆汁排空，对胆汁的收集不利。
生化药物制造工艺多肽和蛋白质类药物
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（4）原料来源 血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪颚下 腺中提取，两者生物学功能并无二致，而稳定性以颚 下腺来源为好，因其不含蛋白水解酶。
（5）原料解剖学部位 猪胰脏中，胰尾部分含激素较 多，而胰头部分含消化酶较多，如分别摘取则可提高 各产品的收率：
又如：酶蛋白——超氧化物岐化酶（SOD）能抵抗蛋
白水解酶的水解，因而可用蛋白水解酶降解其他蛋白
质，以便于SOD进一生化药步物制的造工纯艺多肽化和蛋。白质类药物
பைடு நூலகம்
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4、分离纯化方法的选择
分离纯化是整个生化制备过程的核心部分。
对于某一物质，究竟选用什么分离纯化方法最理想， 主要是根据该物质的物理化学性质和具体实验条件而 定。认真参考借鉴前人经验可以避免许多盲目性，节 省实验摸索时间。
钙（羟灰石）、磷酸钙凝胶、硅胶、皂土沸石、硅藻 土、活性白土、氧化铝以及活性炭等。

多肽药物及蛋白质药物的新型制备技术研究

多肽药物及蛋白质药物的新型制备技术研究

多肽药物及蛋白质药物的新型制备技术研究多肽（peptide）是由氨基酸组成的短链生物分子，它可以用于人体疾病的治疗，而蛋白质（protein）是由多个氨基酸组成的长链生物分子。

多肽药物和蛋白质药物的研究紧贴当前的医学发展，随着人类对于疾病治疗的要求越来越高，要求药物更加精准和高效，制备多肽药物和蛋白质药物的新型技术应运而生。

一、早期制备技术早期对于多肽和蛋白质的制备技术主要有两种方式：天然提取和化学合成。

天然提取方法主要是从动物或人体组织中提取多肽或蛋白质，然后经过人工分离纯化。

这种方式具有较高的成本和污染风险，并且无法获得足够纯度的药物。

化学合成是另一种重要的多肽和蛋白质制备方式，这种方法通过化学反应，逐步合成出目标分子。

但是，化学合成制备过程中容易产生不完整反应产物和不易去除的副产物，因此需要更高的技术水平、劳动力和时间成本。

二、新型制备技术近年来，随着技术的不断发展，多肽和蛋白质药物的新型制备技术逐渐产生。

下面将围绕三个方向详细介绍。

1. 基因工程技术（genetic engineering）基因工程技术是制备多肽和蛋白质的一种重要方式。

它通过人工创造DNA序列，或是修改天然基因序列，使得细胞或微生物表达特定的多肽或蛋白质。

这种方式具有可重复性强、成本低、无需天然的储备物质、不易受环境影响等优点。

通过人工修改基因和表达蛋白质，大量制备出对人体有益的蛋白质，不仅有助于缓解药物供需紧张的状况，同时也为疾病治疗带来了新希望。

2. 表达技术（fusion protein technology）表达技术是指将多肽与其他分子进行融合，从而实现药物的制备。

这种方法对于表达量的限制较大，可以用共表达或是多值化等技术适当提高表达量。

同时，将多肽融合到高表达的载体蛋白质中，利用载体蛋白质结构中的细节优势提升多肽在人体内的生物活性和稳定性，为制备更好的治疗药物提供了新的思路。

3. 纳米技术（nanotechnology）纳米技术是一种通过调整中药材制备条件，将多肽药物或蛋白质转变为纳米级别的物质，并利用纳米粒子的特殊物性优势，实现更高的药效和低毒副作用的制备技术。

生物制药工艺学-多肽与蛋白质类

生物制药工艺学-多肽与蛋白质类

+ CO2+ H2N
C H
CH3
OC H2
树脂
DCC， BOC－氨基 酸 2
CH3 O
R2 O
R1 O
H3C
O
CH3
NC HH
ONC HH
OC H2
HBr－F3CCOOH
树脂
CH2
R2 O
R1 O
H3C
+ CO2+
H2N
C H
CH3
ONC HH
OH + Br C
H2
树脂
（四）游离肽的获得
分离纯化，真空干燥，冷冻干燥。
（二）蛋白质提纯的一般方法
1.根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质
蛋白质、多肽及氨基酸都是两性电解质，在一定pH环境 中，某一种蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，或 解离成两性离子，其净电荷为零，此时环境的pH值即 为该蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质性质比较稳 定，其物理性质如导电性、溶解度、粘度、渗透压等 皆最小，因此可以利用蛋白质等电点时溶解度最小的 特性来制备或沉淀蛋白质。
逆流分配色谱
8.根据蛋白质受物理、化学等作用因素的影响来纯化蛋白质。
蛋白质易受pH、温度、酸碱、金属离子、蛋白质沉淀剂，络 合剂等的影响，用于各种蛋白质都存在差异，可利用这种 差异来分离纯化蛋白质。
9.根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋白质 在蛋白质分离中，最广泛使用的吸附剂有结晶磷酸钙，
磷酸钙凝胶，硅胶，皂土、沸石、硅藻土、活性白土、 氧化铝以及活性炭等。
（二）肽的液相合成法
接肽反应除用缩合剂来完成外，还可以用分别活化参与 形成肽链的氨基和羧基的方法来完成。因活化氨基地 反应非常激烈，而且常常产生消旋化，所以，总是采 用羧基活化的方法。

第4章-多肽与蛋白质类药物

第4章-多肽与蛋白质类药物
T细胞主司细胞免疫（机体在特异抗原的刺 激下，以T细胞为主产生致敏淋巴细胞的免 疫反应称细胞免疫）。
主要胸腺激素制剂
名称
胸腺素组分5 猪胸腺素注射液 胸腺素a1
胸腺体液因子 血清胸腺因子 胸腺生成素
胸腺因子X 胸腺刺激素 自身稳定胸腺激素
注：MW＝分子量；pI＝等电点
化学性质
一族酸性多肽，MW1000～15000
组分5，由在80℃热稳定的40～50种多肽组成的 混合物，MW为1.000～15.000。pI3.5～9.5。
分三个区域：α区，β区，γ区。其中，主要活性 组分为α1 、 α5 、 α7 、 β3、 β4等。
（一）胸腺激素－胸腺素
主要生物学功能表现在：连续诱导T细胞分 化发育的各个阶段，放大并增强成熟T细胞 对抗原或其他刺激物的反应，维持机体的 免疫平衡状态
（二）促皮质素（ACTH）－作用与用途
ACTH能维持肾上腺皮质的正常功能，促 进皮质激素的合成和分泌，用于结缔组织 病（关节炎、红斑狼疮、干癣）。也用于 过敏症, 如严重喘息、药物过敏和荨麻疹等。 也可改善老年人及智力迟钝儿童的学习记 忆能力。
（三）降钙素（CT）－结构和性质
CT是一种调节血钙浓度的多肽激素，由甲状腺 内的C细胞分泌，由32个氨基酸残基组成，C-端 为脯氨酸，如果去掉则生物活性完全消失。溶于 水和碱性溶液。
促皮质素（ACTH），促黑激素（MSH） ② 下丘脑激素：
促甲状腺激素释放激素（TRH），生长素抑制激素 （GRIF） ③ 甲状腺激素：
甲状旁腺激素（PTH），降钙素（CT）。 ④ 胰岛激素：
胰高血糖素，胰解痉多肽。 ⑤胃肠胃道激素：
胃泌素，胆囊收缩素一促胰激素（CCK-PZ） ⑥ 胸腺激素：
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任务一 多肽与蛋白质类药物生产技术认知
知识目标： 掌握多肽类和蛋白类药物的基础知识， 熟悉它们的生产技术。 能力目标: 能够认识多肽类和蛋白类药物。 重点与难点：
多肽类和蛋白类药物的生产技术。
一、多肽类药物的基础知识
（一）多肽类药物的种类和功能特性
1．多肽类药物的种类 (1)多肽激素：垂体激素、下丘脑激素、甲状腺激素、 胰岛激素、肠胃道激素和胸腺激素等。 (2)多肽类细胞生长调节因子：表皮生长因子(EGF)、 转移因子(TF)、心钠素(ANP)等。
加压素
二、蛋白质类药物的基础知识
（一）蛋白质的结构、性质和种类
1．蛋白质的结构 蛋白质的基本化学组成是20种常用的L型a--氨基酸 （甘氨酸和脯氨酸除外），平均含氮量为16%，这是蛋白 质元素组成的一个特点，也是凯氏定氮法测定蛋白质含量 的理论基础。 有些蛋白质除蛋白质部分外，还有非蛋白成分，称为 辅基或配基，这样的蛋白质称为结合蛋白质。 蛋白质是生物大分子，相对分子质量变化范围很大， 小者数千，大者数千万。其分子的大小已达到胶粒1--100 nm范围之内。
能力目标：
能够进行典型多肽和蛋白质类药物生产相关参数的控制、普 通制药设备的日常维护及常见故障的排除工作，并能编制相 应的生产多肽和蛋白质的工艺方案。
项目引导
多肽及蛋白质是生物体内广泛存在的生化物 质，具有多种生理功能，是非常重要的生化物质。 组成多肽和蛋白质的基本单位是氨基酸，通常10-100个氨基酸分子脱水缩合而成多肽，一条或多 条多肽链可组成蛋白质。多肽一般没有严密并相 对稳定的空间结构，空间结构比较易变，具有可 塑性，而蛋白质分子则具有相对严密、比较稳定 的空间结构，这也是蛋白质发挥生理功能的基础。 多肽和蛋白质都是氨基酸的多聚缩合物，而多肽 是蛋白质不完全水解的产物。
（四）多肽和蛋白质类药物的分离纯化
(1)根据等电点 多肽、蛋白质在等电点时，其溶解度、黏度 等都为最小，可利用此特性来进行提纯。 (2)根据分子量大小 可以用凝胶过滤法、超滤法、离心法及透析 法等。 (3)根据溶解度 适当改变外界条件，可以有选择地控制某一种 蛋白质的溶解度，达到分离的目的。如盐析法、 结晶法和低温有机溶剂沉淀法等。
复习回顾
1.请给下列药物分门别类：降钙素、干扰素、 白蛋白、胸腺激素、加压素 2.蛋白质类药物的生产方法有哪些？ 3.你知道哪些蛋白质类药物的分离纯化方法， 请列举两个。
任务二 胸腺激素的分离提取、精制及质量控制
知识目标： 掌握胸腺激素的分离提取、精制及质量 控制。 能力目标: 能够控制胸腺激素生产工艺要点和质量 检测 。 重点与难点： 胸腺激素生产工艺要点
(2)发酵法 微生物发酵法是多肽与蛋白质类药物的主要 生产方式。 利用基因工程菌发酵生产多肽和蛋白质类药 品，具有生产周期短、成本低、产品质量高的优 点，一直受到全世界生物制药企业的青睐。 多肽和蛋白质类药品多数属于人体特有的细 胞因子、激素、蛋白质，这些蛋白质与动物体所 含的蛋白质存在结构上的差异。 目前，经过基因工程方法可生产绝大多数多 肽和蛋白质类药品。
胸腺激素
胸腺肽
促肾上腺皮质 素
降钙素
促肾上腺皮质素
名 称 加压素
药用价值 用于尿崩症、食管静脉曲张出血的治疗； 用于中枢性尿崩症、肾性尿崩症和精神性烦渴的鉴别诊断
甲状旁腺激素
适用于原发性甲状旁腺功能亢进、异位性甲状旁腺功能亢进、继发 于肾病的甲状旁腺功能亢进、假性甲状旁腺功能减退； 适用于甲状腺手术切除所致的甲状旁腺功能减退症、肾功能衰竭和 甲状腺功能亢进所致的非甲状旁腺性高血钙症 现主要用于低血糖症，在一时不能口服或静注葡萄糖时非常有用
(2)血浆蛋白
白蛋白(Alb)、纤维蛋白溶酶原、血浆纤维结 合蛋白(Fn)、免疫丙种球蛋白、抗淋巴细胞免疫 球蛋白等。不同物种间的血浆蛋白存在着种属差 异，动物血不能用于人体。
(3)蛋白质类细胞生长调节因子 干扰素α、β、γ，白细胞介素(l～16)(11)、神 经生长因子(NGF)、肝细胞生长因子(HGF)、血小 板衍生的生长因子(PDGF)、肿瘤坏死因子(TNF)、 集落刺激因子(CSF)、组织纤溶酶原激活因子(tPA)、促红细胞生成素(EPO)、骨形态发生蛋白 (BMP)等。 (4)黏蛋白 主要包括胃膜素、硫酸糖肽、血型物质A和B 等。
肝细胞生长因 子
胃膜素 硫酸鱼精蛋白 生长素
对急慢性肝炎、药物性肝炎、肝损伤、肝硬变及肝切除后肝 再生均有显著疗效
用于治疗胃及十二指肠溃疡、胃酸过多症及胃痛等
主要用于因肝素钠或肝素钙严重过量而致的出血症及自发性 出血，如咯血等
对因垂体功能不全而引起的侏儒症有效
三、多肽和蛋白质类药物的生物生产技术
具有抗炎和镇痛作用，用于治疗 风湿性关节炎，类风湿性关节炎， 周围神经炎及神经痛
2．多肽类药物的功能特性 (1)作为生理活性的调节因子； (2)多肽具有非常高的生物活性，1×10-7 mol／L浓度就可发挥活性； (3)分子小，结构易于改造，可通过化学 合成的方法生产； (4)活性多肽的合成过程往往是由蛋白质 经加工剪切转化而来的。
胰高血糖素
转移因子
心钠素 眼生素
临床用于免疫缺陷的病人，如细菌性或霉菌性感染、病毒性带状疱 疹、乙肝、麻疹、流行性腮腺炎； 用于恶性肿瘤的辅助治疗 具有强大的利钠、利尿、舒张血管、降低血压的作用
适用于非化脓性角膜炎、色素膜炎、中心性浆液性视网膜炎； 对玻璃体混浊、巩膜炎、早期老年白内障、视网膜色素变性、轻度 近视、视力、氧化聚合明胶、阿胶、 冻干猪皮等。 (6)碱性蛋白质 主要包括硫酸鱼精蛋白。 (7)蛋白酶抑制剂 主要包括胰蛋白酶抑制剂、大豆胰蛋 白酶抑制剂等。
（二）蛋白质的药用价值
抗血友病球蛋 白 纤维蛋白原 适用于防治血友病甲（先天性凝血因数Ⅷ缺乏症）、获得性 凝血因数Ⅷ缺乏症和血管性假血友病的补充疗法 用于先天性低纤维蛋白原血症、原发性和继发性纤溶引起的 低纤缩蛋白原血症
2．蛋白质的性质 (1)物理性质： ①沉降系数 S是指每单位引力场的沉降分子下降速 度。它表示分子的大小特性，其数值受分 子大小和形状的影响。 在较小的离心力作用下，大颗粒的沉降 速度较快，沉降常数也大。
②摩擦系数 颗粒沉降时所受阻力与沉降速度成反 比。分子越紧密，它在溶剂中的摩擦阻力 就越小，沉降就越快；分子越不规则，摩 擦阻力就越大，沉降就越慢。
③扩散常数 指单位浓度梯度、单位时间和单位扩散 面积下扩散的量(D)，与上述三种条件成正 比。当温度和溶剂一定时，D值越大说明分 子越小，越容易扩散。
④溶液的黏度 在一定溶质浓度下，溶液的黏度取决于 溶质的相对分子质量和形状。高度不对称 的分子和具有相同相对分子质量的球形蛋 白质相比，具有较高的黏度。
③双缩脲反应 蛋白质中含有多个和双缩脲结构相似 的肽键，因此，所有蛋白质及二肽以上的 多肽都能与双缩脲试剂发生反应，形成紫 红色或蓝紫色化合物。用此法可以鉴定蛋 白质的存在或测定其含量。
④福林-酚反应 该方法是双缩脲法的发展，包括两步反应， 首先在碱性溶液中与铜作用形成铜与蛋白质的配 合物，然后这个配合物以及酪氨酸和色氨酸的残 基还原磷钼酸-磷钨酸试剂（福林试剂），产生深 蓝色混合物。
（二）多肽类药物的药用价值
名 称 降钙素 药用价值
抑制破骨细胞的活力，阻止钙从骨中释放，降低血钙浓度； 临床用于骨质疏松症、甲状旁腺机能亢进症、婴儿维生素D过多 症、成人高血钙症、畸形性骨炎等
治疗原发性和继发性免疫缺陷病，如反复上呼吸道感染等； 治疗自身免疫病，如肝炎、肾病、红斑狼疮、类风湿性关节炎 、重症肌无力等；治疗变态反应性疾病，如支气管哮喘等 具有调节细胞免疫功能的作用；在抗衰老方面具有显著疗效； 适用于原发和继发性免疫缺陷病及因免疫功能失调所引起的疾 病 在临床上主要用于胶原病（包括风湿性关节炎、红斑狼疮、干 癣），也用于严重的支气管哮喘、严重皮炎等过敏性疾病及急 性白血病、何杰金氏病等； 可作为诊断试剂用，诊断垂体和肾 上腺皮质功能； 可以改善老年人及智力迟钝儿童的学习和记忆 能力
⑤紫外吸收 由于蛋白质中存在有共轭双键的酪氨酸、色 氨酸和苯丙氨酸，因此蛋白质具有紫外吸收，以 色氨酸吸收最强，吸收峰在280 nm波长处。
3．蛋白质类药物的种类 (1)蛋白质类激素 垂体蛋白质激素：生长素(GH)、催乳激素 (PRL)、促甲状腺素(TSH)、促卵泡激素(FSH)等， 其中生长素有严格的种属特性，动物的生长激素 对人无效； 促性腺激素：人绒毛膜促性腺激素(HCG)、 绝经尿促性腺激素(HMG)、血清促性腺激素 (GTH)等； 其他蛋白质激素主要包括胰岛素、胰抗脂肝 素、松弛素、尿抑胃素等。
（一）原料的选择
来源于动物、植物及微生物，在选择提 取分离蛋白质药物的原料时要选择富含所 需蛋白质多肽成分的、易于获得和易于提 取的无害生物材料。在选择原料时应考虑 发育阶段、生长状态、解剖部位、种属等 因素的影响。
（二）材料的预处理
对于某种待提取的多肽和蛋白质，如果 是体液中的成分或细胞外成分，则可以直 接进行提取分离；如果是细胞内成分，就 需要先将细胞破碎，使胞内成分充分释放 到溶液中再将其提纯。 常用的细胞破碎方法有机械法、物理法、 化学法和酶法。
自身稳定胸腺激素
糖肽，相对分子质量1800--2500
胸腺激素F5应用最广（以小牛胸腺为 原料，采用一定提取纯化工艺制备的第5种 成分） 胸腺激素F5是由40～50种多肽组成的 混合物，这些多肽热稳定性好，80℃的高 温不能影响其免疫活性，相对分子质量在 1000 ---15000，等电点在3.5～9.5 。
（三）多肽和蛋白质类药物的主要生物生产方法 (1)提取法 天然动植物体内的有效成分含量过低，杂质 太多，引起了人们对重组动植物的重视。 重组动植物指的是通过基因工程技术的手段， 将药物基因或能对药物基因起调节作用的基因转 导入动植物组织细胞，以提高动植物组织合成药 用成分的能力，再经过生化分离，制得生物药品 。