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基因工程药物 ppt课件

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《基因工程》PPT教学 ppt课件

《基因工程》PPT教学 ppt课件

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典型例子：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、 抗病毒的转基因小麦、甜椒
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转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
3.抗逆转基因植物
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4.利用转基因改良植物的品质
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富含赖氨酸的转基因玉米
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
PPT课件 不会引起过敏的转基因大4豆0
原 理： 基因重组
表达水平： DNA分子水平
过程：
意义： 1、定向改造某些性状
2、克服远缘杂交
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3
原核细胞的基因结构
非编码区 编码区上游 启动子
编码区
非编码区 编码区下游
终止子
RNA聚合酶结合位点
启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起 始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。
将目的基因导入 农杆菌介导的遗传转化法
植物细胞
基因枪法
方法
将目的基因导入 动物细胞
——显微注射法
将目的基因导入——感受态细胞吸收DNA分子
微生物细胞
(氯化钙法)
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(四)目的基因的检测与鉴定 ——检查是否成功 ①形态检测
检测— ②分子检测
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非目的基因片段 GACATAGCTACA CTGTATCGATGT
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1
我们主要讨论4个问题：
1. 什么是基因工程——基因工程的概念。
2. 为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。 3. 怎样进行基因工程——4大步骤 4. 基因工程的应用和前景
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2
1、概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

基因工程药物 ppt课件

基因工程药物 ppt课件
基因工程药物 （工程菌）
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1
基因工程药物
• 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质， 然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操 作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体 细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在 受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病 的蛋白质，即基因疫苗或药物。
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2
工程菌
• 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一 般称为“工程菌”。
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3
目录
六6 采取的措施
五5 基因工程药物的安全性及质量 检控
四4 基因工程药物的技术路线
三3 基因工程药物的特点
二2 利用微生物生产药物的优越性
一1 基因工程药物的种类
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4
一、基因工程药物的种类
• 用于基因治疗的基因工程药物除了能杀死不正常细胞外可能同时伤害正 常的细胞。
• 当用于生产基因工程药物的重组体发生突变或对目的产品进行修饰、纯 化时，都有可能产生或带入一些与目的产品相关联的、结构相差甚微而 生物活性迥异的变异体。
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六、采取的措施
• 构建基因工程药物表达载体时给目的基因组装诱导型启动子，使 其在诱导条件下才能有效表达。
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• 目前对基因工程操作的后果还存在一定程度的不可预测性和不可控制性， 转基因生物有可能隐藏某些危害性。
• 基因工程药物与一般药品不同，它来源于活的生物体，在发酵、细胞培 养、产品分离纯化等生产过程有其固有的易变性，导致基因工程药物质 量的不稳定性。
• 在制备的基因工程药物中残留的抗生素有可能使病人产生对抗生素的抗 药性。

《基因工程制药》课件

《基因工程制药》课件
、改变细胞特性等。
基因治疗技术
基因治疗技术定义
基因治疗技术是指将目的基因导入到病变细胞中，以纠正 或补偿缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的的技术。
基因治疗技术原理
基因治疗技术基于分子生物学原理，通过将目的基因导入 到病变细胞中，实现对缺陷基因的补偿或纠正，从而改善 疾病症状。
基因治疗技术应用
基因治疗技术在遗传性疾病、肿瘤等疾病的治疗中具有广 泛的应用前景，例如用于治疗囊性纤维化、血友病等遗传 性疾病。
基因修饰技术
基因修饰技术定义
基因修饰技术是指通过特定的方 法对目的基因进行修饰，以改变
其表达水平或功能的技
基因修饰技术原理
基因修饰技术主要基于DNA的化 学修饰和酶学修饰，通过改变目 的基因的序列、启动子、增强子 等调控元件，实现目的基因的高
表达或抑制表达。
基因修饰技术应用
基因修饰技术在制药、生物治疗 、生物合成等领域具有广泛的应 用，例如用于生产重组蛋白药物
。
03
免疫反应
免疫反应是基因工程制药中另一个重要问题，可能导致免疫排斥或免疫
攻击。解决方案包括采用免疫沉默技术、降低免疫原性等。
伦理与法律问题
伦理问题
基因工程制药涉及人类基因改造，可能引发伦理争议，如人 类尊严、基因优劣等。解决方案需要遵循伦理原则，如尊重 人权、保护隐私等。
法律问题
基因工程制药涉及法律法规的制定和执行，可能存在法律空 白或法律冲突。解决方案需要完善相关法律法规，明确监管 职责和法律责任。
基因工程制药的发展历程
1970年代
基因工程的诞生，科学 家开始探索利用基因工
程技术生产药物。
1980年代
基因工程药物开始进入 临床试验阶段，如胰岛

基因工程制药ppt课件

基因工程制药ppt课件
一，酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)表达系统：
酿酒酵母(Saecharomycescerevisiae)在酿酒业和面 包业的使用已有数千年的历史，被认为是 GRAS(generally recognized as safe)生物，不产生 毒素，已被美国FDA确认为安全性生物，但酿酒 酵母难于高密度培养，分泌效率低，几乎不分泌 分子量大于30 kD的外源蛋白质，也不能使所表达 的外源蛋白质正确糖基化，而且表达蛋白质的C端 往往被截短。因此，一般不用酿酒酵母做重组蛋 白质表达的宿主菌
2018/10/23
二，甲醇营养型酵母表达系统：
甲醇酵母表达系 统是目前应用最广泛的酵母表达系统。目前甲醇酵母 主要有汉森酵母属(Hansenula)，毕赤酵母属(Pichia)， 球拟酵母属(Torulopsis)等，并以毕赤酵母属(Pichia) 应用最多。 甲醇酵母的表达载体为整合型质粒， 载体中含有与酵母染色体中同源的序列，因而比较容 易整合入酵母染色体中，大部分甲醇酵母的表达载体 中都含有甲醇酵母醇氧化酶基因—1(AOX1)，在该基因 的启动子(PAOX1)作用下，外源基因得以表达。甲醇 酵母一般先在含甘油的培养基中生长。培养至高浓度。 再以甲醇为碳源。诱导表达外源蛋白。
2018/10/23
一、原核表达系统
2018/10/23
在各种表达系统中，最早被采用进行研究的是大肠杆
菌表达系统，也是目前掌握最为成熟的表达系统，大 肠杆菌表达系统以其细胞繁殖快速产量高、IPTG诱导 表达相对简便等优点成为生产重组蛋白的最常用的系 统。
2018/10/23
于表达不同的蛋白，需要采用不同的载体。目前已知
的大肠杆菌的表达载体可分为非融合型表达载体和融 合型表达载体两种。非融合表达是将外源基因插到表 达载体强启动子和有效核糖体结合位点序列下游，以 外源基因mRNA的AUG为起始翻译，表达产物在序列 上与天然的目的蛋白一致。融合表达是将目的蛋白或 多肽与另一个蛋白质或多肽片段的DNA序列融合并在 菌体内表达。融合型表达的载体包括分泌表达载体、 带纯化标签的表达载体、表面呈现表达载体、带伴侣 的表达载体。

基因工程制药2课件

基因工程制药2课件
（4）大肠杆菌中不存在翻译后的修饰系统，不能对 蛋白质产物进行糖基化. （5）大肠杆菌内的蛋白酶会对目的蛋白质造成破坏。 （6）大肠杆菌会产生内毒素，难以除去。
2、枯草芽孢杆菌
优点： （1）分泌能力很强，可以将蛋白质产物直接分 泌到培养液中。 （2）不会形成包含体。
缺点： （1）不能使蛋白质产物糖基化。 （2）枯草芽孢杆菌具有很强的胞外蛋白酶分泌 系统，常常对蛋白质产物造成破坏。
质粒pBV220的结构框：（图2－3）
ori-------复制起始点；
clts857-------抑制子基因，在31℃时，其基因产物 具有阻抑PL的活性，当温度升高时，这种阻抑活 性就丧失，PL就开始指导合成mRNA；
PR-------启动子1；PL--------启动子2； BglII、EcoRI、SmaI、BamHI、SalI、PstI、
缺点： （1）生产慢、 （2）生产率低、 （3）培养条件苛刻、费用高， （4）培养液浓度较稀。
二、大肠杆菌体系中的基因表达
（一）表达载体 （二）影响真核基因在大肠杆菌中表达的因素 （三）真核基因在大肠杆菌的中表达的形式
（一）表达载体
表达载体必须具备的条件：
（1）载体能独立地进行复制：分严紧型和松弛型，前 者在宿主细胞中拷贝数仅1~3个，后者在宿主细胞中 拷贝数可高达3000个。
表达载体必须具备的条件
（6）所产生的mRNA必须具有翻译的起始信 号，即起始密码AUG和SD序列（ShineDalgarno sequence），以便转录后能顺利翻译。
大肠杆菌表达载体的构成：
复制及选择系统 （载体）
转录系统
（目的基因）
蛋白质翻译系统 （目的蛋白）
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外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理：

生物制药--基因工程制药--ppt课件可编辑全文

生物制药--基因工程制药--ppt课件可编辑全文

组建重组质粒 构建基因工程菌或细胞
前5个步骤是上游过程
培养工程菌
后4个步骤是下游过程
产物分离纯化
除菌过滤
半成品和成品鉴定
包装
基因工程制药
2.1 目的基因的获得
逆转录法
• 从真核细胞中提取产生该蛋白质的 mRNA 并纯化 （oligo-dT 亲和层析法）
• 借助于逆转录酶，以 mRNA 为模板，以 oligo-dT 为引物， 进行第一链 cDNA 的合成
• 酶解除去 mRNA 链； • 通常在合成 cDNA 第一链后直接 PCR 扩增，即“逆转录
－PCR法”
基因工程制药
2.1 目的基因的获得
逆转录法
基因工程制药
2.1 目的基因的获得
从基因组中直接分离
• 随机断裂法：将基因组 DNA 用内切酶切成多个片段，然 后将这些片段混合物随机重组入适当载体、转化、扩增， 再筛选出所需的基因片段
基因工程制药
2.2 基因载体的选择
质粒载体 —— pET-32a(+)
E. coli 中表达的优良载 体。
pET-32a(+) 具有 Ampr 抗性，酶切位点丰富。含 T7lac 启动子；含有 T7.Tag 和 His-Tag 融合标签，便于 检测和纯化目标蛋白。
基因工程制药
2.2 基因载体的选择
Escherichia coli Rye13
Hae III G GCC
Haemophilus aegyptius
Hind III A AGCTT
Haemophilus influenzae
Hpa I GTT AAC（平末端）
Haemophilus parainfluenzae

基因工程药物——干扰素的制备PPT课件

基因工程药物——干扰素的制备PPT课件


干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀 伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作用使 细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒的复制； 同时还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞 和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，并 增强抗病毒能力。干扰素是一组具有多种功能的活 性蛋白质（主要是糖蛋白），是一种由单核细胞和 淋巴细胞产生的细胞因子。它们在同种细胞上具有 广谱的抗病毒、影响细胞生长，以及分化、调节免 疫功能等多种生物活性。。





上海生物制品研究所 北京三元基因工程有限公司 长春海伯尔生物技术有限责任公司 深圳科兴生物工程有限公司 哈药集团生物工程有限公司 天津华立达生物工程有限公司 沈阳三生制药有限责任公司 安徽安科生物工程(集团)股份有限公司 ……




干扰素在病毒细胞表面与特殊膜受体结合发挥抗DNA和RNA作 用，包括对某些酶的诱导作用，阻止受病毒感染细胞中病毒 的复制，抑制这些细胞的繁殖。本品具有免疫调节作用，可 增强巨噬细胞的吞噬作用，增强淋巴细胞对靶细胞的特殊细 胞毒性。 1.抗病毒作用：其抗病毒活性不是杀灭而是抑制病毒，它一 般为广谱病毒抑制剂，对RNA和DNA病毒都有抑制作用。当病 毒感染的恢复期可见干扰素的存在，另一方面用外源性干扰 素亦可缓解感染。 2.抑制细胞增殖：干扰素抑制细胞分裂的活性有明显的选择 性，对肿瘤细胞的活性比正常细胞大500～1000倍。干扰素 抗肿瘤效果可以是直接抑制肿瘤细胞增殖，或通过宿主机体 的免疫防御机制限制肿瘤的生长。 3.干扰素对体液免疫、细胞免疫均有免疫调节作用，对巨噬 细胞及NK细胞也有一定的免疫增强作用。
药浓度波动，浓度过高时会导致较为严重的不良反应，但浓度过低又 会导致病毒重新复制和反弹；此外，一旦注射了普通干扰素，它广泛 期只有2至5小时，必须频繁注射用药，因而干扰素的临床应用受到了 很大限制。 到1990年代末2000年代之初，聚乙二醇化(PEG)技术的出现使干扰素 终于成为人类与乙肝斗争中的真正利器。2002年，罗氏研究生产的聚 乙二醇化干扰素α-2a(派罗欣)正式上市，聚乙二醇与干扰素的结合， 大大改善了干扰素的药物特性，使血药浓度变得更加稳定，同时聚乙 二醇分子支链对干扰素有效成分的保护作用，大大降低了它的抗原性， 高，副反应显著减少。
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• 优点：建立在庞大人类基因资源基础上的，具有巨大的开发潜力， 缩短新药开发的时间，可大规模增加新药的数量。
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1.工程菌构建流程
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2.表达载体构建
• 表达载体设计 • 目标基因的定位克隆 • 酶切反应 • 连接反应 • 转化 • 筛选与鉴定
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五、基因工程药物的安全性及质量检控
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3.重组活载体药物
• 将编码病原体有效抗原的基因插入无致病性的活病毒（如痘病毒 疱疹病毒、腺病毒等) 或细菌（沙门氏菌、结核杆菌)基因组，利 用重组病毒或重组细菌制成的疫苗。也称为重组活疫苗。
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二、利用微生物生产药物的优越性
• 微生物种类多，品种齐全； • 微生物生长繁殖快，生长周期短，产量高； • 培养方法简单，原料来源丰富，价格低廉，经济效益高，并可以
• 治疗用酶：超氧化物歧化酶、羧肽酶、尿酸氧化酶、葡糖脑苷脂酶、脱氧核 糖核酸酶和胸苷激酶等。
• 可溶性受体和黏附分子：可溶性补体受体Ⅰ型
• 其他：血红蛋白、白蛋白等。
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细胞因子药物 如：
干扰素 • 具有干扰病毒感染和复制的
低分子可溶性糖蛋白。
白细胞介素
• 由白细胞产生并主要介导白 细胞间相互作用的细胞因子 命名为白细胞介素 （interleukin， IL）。已发现 33种，IL-1~IL-33。
• 功能：刺激免疫细胞增殖、 免疫调节（抑制或增强）、 促进炎症等作用。
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2.核酸类重组药物
• 利用重组核酸进行疾病防治的药物。 • DNA疫苗（ DNA vaccine ）：是把编码病原体保护性抗原的基因连
接到真核表达载体上，用重组载体制成的疫苗。又称为基因疫苗 （genetic vaccine）、核酸疫苗（nucleic acid immunizaiton）等。
• 用于基因治疗的基因工程药物除了能杀死不正常细胞外可能同时伤害正 常的细胞。
• 当用于生产基因工程药物的重组体发生突变或对目的产品进行修饰、纯 化时，都有可能产生或带入一些与目的产品相关联的、结构相差甚微而 生物活性迥异的变异体。
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六、采取的措施
• 构建基因工程药物表达载体时给目的基因组装诱导型启动子，使 其在诱导条件下才能有效表达。
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工程菌
• 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一 般称为“工程菌”。
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目录
六6 采取的措施
五5 基因工程药物的安全性及质量 检控
四4 基因工程药物的技术路线
三3 基因工程药物的特点
二2 利用微生物生产药物的优越性
一1 基因工程药物的种类
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Байду номын сангаас
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一、基因工程药物的种类
基因工程药物 （工程菌）
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1
基因工程药物
• 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质， 然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操 作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体 细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在 受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病 的蛋白质，即基因疫苗或药物。
• 基因重组多肽及蛋白药物 • 核酸类重组药物 • 重组活载体药物
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1.基因重组多肽及蛋白类药物
• 是将具有药物活性的多肽及蛋白的编码基因与载体DNA重组后转 入受体细胞表达并分离纯化生产的药物。
• 常用种类：蛋白多肽类激素、细胞因子、抗体、酶、可溶性受体、 亚单位疫苗、血浆蛋白等
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• 优点：目的明确。 • 缺点：发现新药的机率低，在人体内表达量较高的蛋白质才有较
大可能被开发。
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四、基因工程药物的技术路线
• 基本技术路线2：基因组未知功能的人类基因全长cDNA群组 入表达载体受体细胞瞬间表达功能初筛功能验证重组蛋 白表达体内外药效分析临床前研究临床验证申报新药证 书
通过控制培养条件来提高酶的产量； • 微生物具有较强的适应性和应变能力。 • 可以进行大规模生产
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三、基因工程药物的特点
• 从根本上解决了某些药物的生物原料 • 适应证不断延伸 • 技术含量高 • 加速疑难病症新药物的开发
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四、基因工程药物的技术路线
• 基本技术路线1：获得具有预防和治疗作用的蛋白质的基因 组 入表达载体 受体细胞高效表达 动物试验 临床试验 申报 新药证书
• 构建基因工程药物表达载体时慎用选择标记基因或报告基因，避 免生产的基因工程药物中残留对病人有害的物资。
• 尽可能采用外源DNA定位整合载体，避免外源DNA随机整合导致 靶细胞基因突变。
• 根据基因工程药物生产和使用的具体情况，逐步完善对此类产品 的严格质量控制。
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• 目前对基因工程操作的后果还存在一定程度的不可预测性和不可控制性， 转基因生物有可能隐藏某些危害性。
• 基因工程药物与一般药品不同，它来源于活的生物体，在发酵、细胞培 养、产品分离纯化等生产过程有其固有的易变性，导致基因工程药物质 量的不稳定性。
• 在制备的基因工程药物中残留的抗生素有可能使病人产生对抗生素的抗 药性。
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1.基因重组多肽及蛋白类药物
• 细胞因子药物：干扰素、集落因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、趋化因子、 生长因子、凝血因子
• 蛋白质类激素药物：生长激素、胰岛素、胰岛素样生长因子、促卵泡素、甲 状旁腺素、降钙素、胰高血糖素、促黄体生成素、甲状腺刺激素和心钠素等。
• 溶血栓药物：组织型纤溶酶激活剂、尿激酶型纤溶原激活物、蝙蝠唾液纤溶 酶原激活剂、链激酶和葡激酶等。