生物制药 (完整版)
- 格式:doc
- 大小:44.50 KB
- 文档页数:5
生物制药(完整版)第一章绪论1、生物技术药物:一般来说,采用DNA重组技术或其他生物技术研制的蛋白质或核酸类药物。
2、生物药物按其功能用途可以分为三类:(1)治疗药物;(2)预防药物;(3)诊断药物。
3、生物技术药物的特性:(1)分子结构复杂;(2)具有种属特异性;(3)治疗针对性强,疗效高;(4)稳定性差;(5)基因稳定性;(6)免疫原性;(7)体内的半衰期短;(8)受体效应;(9)多效性和网络效应;(10)检的特异性4、生物技术制药的特性:高技术;高投入;长周期;高风险;高收益。
第二章基因工程制药1、基因工程制药的药物都是用传统方法很难生产的珍贵稀有的药品,主要是医用活性蛋白和多肽类,包括:(1)免疫性蛋白,各种抗原和单克隆抗体。
(2)细胞因子,如各种干扰素,白细胞介素,集落刺激生长因子,表皮生长因子及凝血因子。
(3)激素,如胰岛素,生长激素,心钠素。
(4)酶类,如尿激酶,链激酶,葡激酶,组织型纤维蛋白溶酶原激活剂及超氧化物歧化酶等。
2、我国科学家经过8年刻苦攻关,成功地研制出世界上第一个采用中国健康人白细胞中克隆的A1B型干扰素基因,组建杂交质粒,传染大肠杆菌使之高效表达的人A1B干扰素。
3、基因工程技术是将所要重组对象的目的基因插入载体,拼接,转入新的宿主细胞,构建成工程菌,实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。
4、基因工程药物制造的主要步骤:获得目的基因—组建重组质粒—构建基因工程菌—培养工程菌—产物分离纯化—除菌过滤—半成品检定—成品检定—包装。
5、简单叙事反转录法克隆基因的主要步骤:mRNA的纯化;CDNA第一链的合成;CDNA第二链的合成;CDNA克隆;将重组体导入宿主细胞;CDNA文库的鉴定;目的CDNA 的分离和鉴定。
6、目前克隆真核基因常用的方法:化学合成和反转录法。
7、基因表达的微生物宿主细胞分为两类:原核生物,目前常用的有大肠杆菌,枯草芽孢杆菌,链霉菌。
第一章生物药物概论1、生物药物的分类:(1)基因重组多肽、蛋白类治疗剂(2)基因药物(3)天然生物药物(4)合成与部分合成的药物。
DNA重组药物和基因药物的区别:DNA重组药物即应用重组DNA技术(包括基因工程技术和蛋白质工程技术)制造的重组多肽、蛋白质类药物和疫苗、单克隆抗体与细胞因子等;基因药物即以基因物质(DNA或RNA)为基础,研究而成的基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等。
2、生物药物的作用特点:药理学特性:(1)药理活性高(2)治疗的针对性强,治疗的生理、生化机制合理,疗效可靠。
(3)毒副作用较少,营养价值高。
(4)生理副作用常用发生。
理化特性:(1)生物材料中的有效物质含量低,杂质种类多且含量相对较高。
(2)生物活性物质组成结构复杂、稳定性差。
(3)生物材料易染菌,腐败。
(4)生物药物制剂的特殊要求。
3.DNA重组药物有:(1)细胞因子干扰素类:α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素(2)细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子:白介素-2(IL-2)和突变型白介素-2(Ser125-IL-2)肿瘤坏死因子类主要有TNF-α和TNF-α受体。
(3)造血系统生长因子类:粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、巨噬细胞粒细胞集落刺激因子(GM-CSF)、促红细胞生成素(EPO)、促血小板生成素(TPO)干细胞生长因子(SCF)(4)生长因子类:胰岛素样生长因子(IGF)、表皮生长因子(EGF)、血小板衍生生长因子(PDFD)、转化生长因子(TGF-α和TGF- β)、神经生长因子及各种神经营养因子。
(5)重组多肽与蛋白质类激素:重组人胰岛素(rhInsulin)、重组人生长激素(rhGH)、促卵胞激素(FSH)、促黄体生成素(LH)和绒毛膜促性腺激素(HCG)、重组人白蛋白和重组人血红蛋白(6)心血管病治疗剂与酶制剂:Ⅷ因子、水蛭素、tpA、rtpA、尿激酶、链激酶、葡激酶、天冬酰胺酶、超氧化歧化酶、葡萄糖脑苷酶及DNsae等(7)重组疫苗与单抗制品:重组乙肝表面抗原疫苗、乙肝基因疫苗、AIDS疫苗、流感疫苗、痢疾疫苗和肿瘤疫苗。
(完整版)⽣物技术制药考试题复习⼀:选择题1、酶的主要来源是( C)A、⽣物体中分离纯化B、化学合成C、微⽣物⽣产D、动/ 植物细胞与组织培养2、所谓“第三代⽣物技术”是指(A)A、海洋⽣物技术B、细胞融合技术C、单克隆技术D、⼲细胞技术3、菌体⽣长所需能量与菌体有氧代谢所能提供的能量在什么情况下,菌体往往会产⽣代谢副产物⼄酸:(A)A、⼤于B、等于C、⼩于D、⽆关4、促红细胞⽣长素( EPO)基因能在⼤肠杆菌中表达,但却不能⽤⼤肠杆菌的基因⼯程菌⽣产⼈的促红细胞⽣长素,这是因为:( E)A、⼈的促红细胞⽣长素对⼤肠杆菌有毒性作⽤B、⼈促红细胞⽣长素基因在⼤肠杆菌中极不稳定C、⼤肠杆菌内毒素与⼈的促红细胞⽣长素特异性结合并使其灭活D、⼈的促红细胞⽣长素对⼤肠杆菌蛋⽩⽔解酶极为敏感E、⼤肠杆菌不能使⼈的促红细胞⽣长素糖基化5、⽬前基因治疗最常⽤的载体是:(B)A、腺病毒B、反转录病毒C、腺相关病毒D、痘苗病毒E、疱疹病毒6、cDNA第⼀链合成所需的引物是:( D)A、Poly AB、Poly CC、Poly GD、Poly TE、发夹结构7、为了减轻⼯程菌的代谢负荷,提⾼外源基因的表达⽔平,可以采取的措施有:(A)A将宿主细胞⽣长和外源基因的表达分成两个阶段D、当宿主细胞快速⽣长时诱导重组质粒的复制8、基因⼯程制药在选择基因表达系统时,⾸先应考虑的是:(A) A、表达产物的功能B、表达产物的产量 C.表达产物的稳定性 D.表达产物分离纯化的难易9、疫苗出产前需进⾏理化鉴定、效⼒鉴定和(安全性鉴定)。
10、基因⼯程药物的化学本质属于:(C)A. 糖类B.脂类C.蛋⽩质和多肽类D.氨基酸类11、⽤聚⼆⼄醇( PEG)诱导细胞融合时,下列错误的是:(C) A、PEG的相对分⼦量⼤,促进融合率⾼B、PEG的浓度⾼,促进融合率⾼C、PEG 的相对分⼦量⼩,促进融合率⾼D、PEG的最佳相对分⼦量为400012、以⼤肠杆菌为⽬的基因的表达体系,下列正确的是:(C) A、表达产物为糖基化蛋⽩质B、表达产物存在的部位是在菌体内C、容易培养,产物提纯简单 D 、表达产物为天然产物13、⼈类第⼀个基因⼯程药物是:(A)A、⼈胰岛素B、重组链激酶C、促红细胞⽣成素D、⼄型肝炎疫苗14、下列不属于加⼯改造后的抗体是:(C)A、⼈-⿏嵌合抗体B、单链抗体C 、⿏源性单克隆抗体D、单域抗体15、动物细胞培养的条件中,不正确的是:(D)A. 最适pH为7.2-7.4B. 最适温度为37±0.5CC.最理想的渗透压为290-300mOsm/kgD.氧浓度为100%16、第三代抗体是指:(D)A、B 淋巴细胞合成和分泌的球蛋⽩B、多发性⾻髓瘤细胞产⽣的免疫球蛋⽩C、融合细胞产⽣的单克隆抗体 D 、利⽤基因⼯程技术制备的基因⼯程抗17、现代⽣物技术的标志是:(C)A、DNA互补双螺旋结构模型的提出B、DNA测序技术的诞⽣C、第⼀只克隆⽺“多莉”的诞⽣D、⼈类基因组草图的完成18、获得⽬的基因最常⽤的⽅法是:(B)A、化学合成法D、DNA探针技术19、疫苗组成是由抗原和(佐剂)组成20、鸟枪法克隆⽬的基因的战略适⽤于( A)A、原核细菌 B 、酵母菌 C 、丝状真菌D 、植物E 、⼈类21、cDNA法获得⽬的基因的优点是:( B) A. 成功率⾼B.不含内含⼦C.操作简便 D.表达产物可以分泌 E. 能纠正密码⼦的偏爱性22、有机相酶反应的优点:1.有利于疏⽔性底物的反应;2.可提⾼酶的热稳定性;3.从低沸点的溶剂中易分离纯化产物;4.热⼒学平衡向产物⽅向移动如脂合成和肽合成;5.减少由⽔引起的副反应,如⽔解反应;6.酶易于实现固定化;7.酶和产24、25、凝胶过滤层析进⾏分离的依据是:分⼦⼤⼩26、质粒载体必备三要素:复制⼦、选择标记、多克隆位点。
第一章绪论填空题1. 生物技术制药的特征高技术、高投入、高风险、高收益、长周期。
2. 生物药物广泛应用于医学各领域,按功能用途可分为三类,分别是治疗药物、预防药物、诊断药物。
3.现代生物药物已形成四大类型:一是应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂;二是基因药物;三是来自动物植物和微生物的天然生物药物;四是合成与部分合成的生物药物;4.生物技术的发展按其技术特征来看,可分为三个不同的发展阶段,传统生物技术阶段;近代生物技术阶段;现代生物技术阶段。
5.生物技术所含的主要技术范畴有基因工程;细胞工程;酶工程;发酵工程;蛋白质核酸工程和生化工程;选择题1.生物技术的核心和关键是(A )A 细胞工程B 蛋白质工程C 酶工程D 基因工程2. 第三代生物技术( A )的出现,大大扩大了现在生物技术的研究范围A 基因工程技术B 蛋白质工程技术C 海洋生物技术D细胞工程技术3.下列哪个产品不是用生物技术生产的(D )A 青霉素B 淀粉酶C 乙醇D 氯化钠4. 下列哪组描述(A )符合是生物技术制药的特征A高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B高技术、高投入、低风险、高收益、长周期C高技术、低投入、高风险、高收益、长周期D高技术、高投入、高风险、低收益、短周期5. 我国科学家承担了人类基因组计划(C )的测序工作A10% B5% C 1% D 7%名词解释1.生物技术制药采用现代生物技术可以人为的创造一些条件,借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医学药品,称为生物技术制药。
2.生物技术药物一般说来,采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸来药物称为生物技术药物。
3.生物药物生物技术药物是重组产品概念在医药领域的扩大应用,并与天然药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为生物生物药物。
简答题1.生物技术药物的特性是什么?生物技术药物的特征是:(1)分子结构复杂(2)具有种属差异特异性(3)治疗针对性强、疗效高(4)稳定性差(5)免疫原性(6)基因稳定性(7)体内半衰期短(8)受体效应(9)多效应和网络效应(10)检验特殊性2.简述生物技术发展的不同阶段的技术特征和代表产品?(1)传统生物技术的技术特征是酿造技术,所得产品的结构较为简单,属于微生物的初级代谢产物。
第一章概述一、药物、药品的概念药物:用于预防、治疗或诊断疾病或调节机体生理功能、促进机体康复保健的物质。
药品:直接用于临床的药物产品,是特殊商品。
二、中国三大药源:中药、化学药、生药三、生物药物的概念是以生物体、生物组织或其成份为原料(包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物)综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。
四、生物药物的分类1、天然生化药物:氨基酸类药物(谷氨酸、胱氨酸)、多肽和蛋白质类药物(催产素、胰岛素)、酶和辅酶类药物(胃蛋白酶、胰蛋白酶、SOD、)、核酸类药物(DNA、RNA、阿糖腺苷)、多糖类药物(肝素、透明质酸)、脂类药物(卵磷脂、胆固醇、血红素)2、微生物药物:抗生素(青霉素、红霉素、土霉素)、酶抑制剂(β-内酰胺酶抑制剂)、免疫调节剂(环孢菌素A)3、基因工程药物:重组多肽与蛋白质类激素(重组人胰岛素、重组人生长素)、重组溶栓类药物(重组水蛭素)、细胞因子类(干扰素、白介素)4、基因药物:如重组疫苗、DNA片段、核酶5、生物制品:预防制品(乙肝疫苗、卡介苗、白喉类毒素)五、生物制药工艺学的任务1.生物药物的来源及其原料药物生产的主要途径和工艺过程;2.生物药物的一般提取、分离、纯化、制造原理和生产方法;3.各类生物药物的结构、性质、用途及其工艺和质量控制。
六、生物药物的特点及要求特点:1.在化学构成上十分接近于体内的正常生理物质,容易为机体吸收利用;2.在药理上具有更高的生化机制合理性和特异治疗有效性;3.在医疗上具有药理活性高、针对性强、毒性低、副作用小、疗效可靠;4.化学与生物学性质不稳定,对各种理化因素敏感,生物活性易受影响。
5、生物药物的有效成分在生物材料中浓度都很低,杂质的含量相对比较高。
6、生物药物常常是一些生物大分子,不仅分子量大,组成、结构复杂,而且具有严格的空间构象,以维持其特定的生理功能。
要求:1.必须有严格的制造管理要求(GMP)质量管理要求;2.对制品的有效期、贮存条件、使用方法必须做出明确规定;3.对有效成分应拟定其生物活性检测方法;4.对制品的均一性、有效性、安全性和稳定性等都有严格要求。
生物制药工艺学名词解释:第一章:1. 药品:一定剂型和规格的药物并赋予一定的形式(如包装),而且经过有关部门的批准,有明确的作用用途。
药物:能影响机体生理、生化和病理过程,用以预防、诊断、治疗疾病和计划生育的化学物质。
2. 生物药物Biopharmaceuticals:以生物体、生物组织或其成份为原料综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物.3. 生物活性Biological activity,Bioactivity:对活组织如疫苗有影响的特性。
4。
酶工程enzyme engineering:酶学与工程学互相渗透结合,发展形成的生物技术,它是从应用目的出发,研究酶和应用酶的特异催化功能,并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。
5。
固定化酶immobilized enzyme:是指借助于物理和化学的方法把酶束缚在一定空间内并具有催化活性的酶制剂.6。
组合生物合成combinatorial biosynthesis(组合生物学combinatorial biology):应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇,产生一些非天然的化合物。
7. 药物基因组学:一门研究个人的基因遗传如何影响身体对药物反应的科学。
8。
凝聚作用coagulation:指在电解质作用下,胶粒粒子的扩散双电子层排斥电位降低,破坏了胶体系统的分散状态,使胶体粒子发生聚集的过程.9. 萃取extraction:将物质从基质中分离出来的过程。
一般指有机溶剂将物质从水相转移到有机相的过程.10. 反萃取stripping/back extraction:将萃取液与反萃取剂相接触,使某种被萃入有机相的溶质转入水相的过程。
11. 萃取因素/萃取比:萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。
12. 分离因素separation factor:在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
13. 双相萃取技术two—aqueous phase extraction:利用不同的高分子溶液相互混合可产两相或多相系统,静置平衡后,分成互不相溶的两个水相,利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
生物制药技术(5篇模版)第一篇:生物制药技术一名词解释基因治疗:将外来的基因导入细胞,用正常的基因置换病源基因或补充缺失的基因,从而达到治疗的效果。
抗体:是指浆细胞分泌的能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
酶的半衰期:是指酶的活力降低到原来一半时所经过的时间。
微生物的转化:利用微生物细胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相关的另一种产物的生化技术。
生物制药:是指利用生物体或生物过程生产药物的技术。
二.填空1.药用酶的生产方法:1、提取法2、生物合成法3、化学合成法 2.1、酶的专一性:绝对专一性相对专一性 3.三:简答1利用构建基因文库法制取目的基因的步骤?答:制备基因组DNA → 用限制酶切割基因组DNA得许多片段→ 用同一酶消化载体→ 组成各种类型的重组DNA分子→ 将重组DNA分子转化受体细胞→筛选含有插入片段的重组体→ 在一个合适的表达系统中,所有的重组体分别表达→ 通过基因产物分析,得阳性重组体。
2.生物药物的特点?答:1、生物药物在医疗上具有药理活性高、针对性强、毒性低、副作用小、疗效可行及营养价值高等特点。
、生物药物多数是生物活性分子,分子大,组成、结构复杂,而且具有严格的空间构象,以维持其特定生理功能。
因此,生物药物具有化学性质与生物学性质都很不稳定,对环境因素敏感的特点。
3.胰岛素基因工程生产有哪两种形式?答:1.通过基因工程方法把编码胰岛素的基因送到大肠杆菌细胞中去,造出能生产胰岛素的工程菌。
2.利用基因工程酵母细胞生产的人胰岛素,采用了诺和诺德的酶技术将重叠的单链蛋白质产品,转换成天然的双链人胰岛素。
4.蓝白斑的筛选原理?许多载体带有一个来自大肠杆菌的Lac操纵子DNA区段,其中含有β-半乳糖核苷酶基因(LacZ)的编码信息。
这一区段编码β-半乳糖苷酶N端的一个片段,而宿主细胞可编码β-半乳糖核苷酶C端部分片段,两者之间可以实现基因内互补(称为α互补),从而融为一体,形成具有酶学活力的蛋白质。
(完整版)生物技术制药课后习题..生物技术制药课后习题by ×× Yuan1、生物技术制药分为哪些类型?生物技术制药分为四大类:(1)应用重组DNA技术(包括基因工程技术、蛋白质工程技术)制造的基因重组多肽,蛋白质类治疗剂。
(2)基因药物,如基因治疗剂,基因疫苗,反义药物和核酶等(3)来自动物、植物和微生物的天然生物药物(4)合成与部分合成的生物药物2、生物技术制药具有什么特征?(1)分子结构复杂(2)具有种属特异性(3)治疗针对性强,疗效高(4)稳定性差(5)基因稳定性(6)免疫原性(7)体内的半衰期短(8)受体效应(9)多效性(10)检验的特殊性3、生物技术制药中有哪些应用?应用主要有:(1)基因工程制药:包括基因工程药物品种的开发,基因工程疫苗,基因工程抗体,基因诊断与基因治疗,应用基因工程技术建立新药的筛选模型,应用基因工程技术改良菌种,产生新的微生物药物,基因工程技术在改进药物生产工艺中的应用,利用转基因动植物生产蛋白质类药物(2)细胞工程制药:包括单克隆抗体,动物细胞培养,植物细胞培养生产次生代谢产物(3)酶工程制药(4)发酵工程制药4、基因工程药物制造的主要程序有哪些?基因工程药物制造的主要步骤有:目的基因的克隆,构造DNA重组体,构造工程菌,目的基因的表达,外源基因表达产物的分离纯化产品的检验5、影响目的的基因在大肠杆菌中表达的因素有哪些?(1)外源基因的计量(2)外源基因的表达效率:a、启动子的强弱b、核糖体的结合位点c、SD序列和起始密码的间距d、密码子组成(3)表达产物的稳定性(4)细胞的代谢付荷(5)工程菌的培养条件6、质粒不稳定分为哪两类,如何解决质粒不稳定性?质粒不稳定分为分裂分为分裂不稳定和结构不稳定。
质粒的分裂不稳定是指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒的子代菌的现象;质粒的结构不稳定是DNA从质粒上丢失或碱基重排,缺失所致工程菌性能的改变。
提高质粒稳定性的方法如下:(1)选择合适的宿主细菌(2)选择合适的载体(3)选择压力(4)分阶段控制培养(5)控制培养条件(6)固定化7、影响基因工程菌发酵的因素有哪些?如何控制发酵的各种参数?影响因素:(1)培养基(2)接种量(3)温度(4)溶解氧(5)诱导时机的影响(6)诱导表达程序(7) PH值8、什么是高密度发酵?影响高密度发酵的因素有哪些?可采取哪些方法来实现高密度发酵?高密度发酵:是指培养液中工程菌的菌体浓度在50gDCW/L以上,理论上的最高值可达200gDCW/L影响因素:(1)培养基(2)溶氧浓度(3)PH(4)温度(5)代谢副产物实现高密度发酵的方法:(1)改进发酵条件:a、培养基 b、建立流加式培养基 c、提高供养能力(2)构建出产乙酸能力低的工程菌宿主菌:a、阻断乙酸产生的主要途径 b、对碳代谢流进行分流 c、限制进入糖酵解途径的碳代谢流d、引入血红蛋白基因(3)构建蛋白水解酶活力低的工程化宿主菌9、分离纯化常用的色谱分离方法有哪些?它们的原理是什么?方法有离子交换色谱、疏水色谱、反相色谱、亲和色谱、凝胶过滤色谱及高压液相色谱。
(完整版)生物技术制药复习资料《生物技术制药》复习资料(Biotechnological Pharmaceutics)第一章绪论一、概述1.概念:生物药物(生物制药)是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分,甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。
|采用现代生物技术人为地创造一些条件,借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品,叫做生物技术制药。
2.技术范畴:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。
3.相关学科:有生物学(含微生物学、分子生物学、遗传学等)、化学、工程学(化学工程、电子工程等)、医学、药学、农学等。
但从基础学科来讲,生物学、化学和工程学是其主要的学科。
4.应用范围:(1)医药;(2)农业;(3)食品;(4)工业;(5)环境净化;(6)能源。
二、生物技术的发展简史1.传统生物技术阶段主要产品:乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。
生产的特点:过程简单,大多属兼气发酵或表面培养,生产设备要求不高,产品化学结构简单,属初级代谢产物。
2.近代生物技术阶段主要产品:抗生素、维生素、甾体、氨基酸;食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒;化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气;农林业的农药;环境保护业的生物治理污染。
生物技术的特点:(1)产品类型多,初级(氨基酸、酶、有机酸)、次级(抗生素)、生物转化(甾体);(2)生物技术要求高,纯种、无菌、通气,产品质量要求也高;(3)生产设备规模大;(4)技术发展速度快。
3.现代生物技术主要产品:胰岛素、干扰素、生长激素等。
生物技术的内容包括:(1)重组DNA技术及其它转基因技术(基因工程);(2)细胞和原生质体融合技术(细胞工程);(3)酶或细胞的固定化技术(酶工程);(4)植物脱毒和快速繁殖技术;(5)动物细胞大量培养技术;(6)动物胚胎工程技术;(7)现代发酵技术;(8)现代生物反应工程和分离工程技术;(9)蛋白质工程技术;(10)海洋生物技术。
长沙理工大学生物与食品工程学院生物工程专业讲义生物制药技术主编:舒孝顺长沙理工大学教务处长沙理工大学生物与食品工程学院生物工程专业目录前言 (1)第一章制药技术与制药工业 (2)第一章制药技术与制药工业 (2)第二章生物制药技术绪论 (6)第三章生物制药产业分析 (9)第四章生物药物概论 (22)第五章基因工程制药 (31)生物制药技术流星雨工作室荣誉出品- 1 -前言关于生物技术(Biotechnology)也叫做生物工程(Bioengineering)是当代新技术革命主要领域之一,它的兴起是由于70年代中期基因工程的出现,到目前已在各国迅猛发展,不仅提供了不少新的产业,并对人类社会所面临的许多问题起着重要作用。
就学科内容来说,生物技术是以基因工程为主导,以发酵工程为基础,还包括酶工程、细胞工程、生化工程,随着生物科学的发展,有衍生出第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、海洋生物技术等。
就产业来说,它涉及制药工业、化学工业、食品工业、环境保护、农作物育种与病虫害防治、能源开发等。
生物技术既是新兴领域,19世纪以来发展迅速,又有着悠久的历史,公元前几千年,人们就开始酿酒和制醋。
本门课程主要讲述生物技术在制药工业中的应用,重点是基因工程、抗体工程、酶工程以及细胞工程在制药工业中的应用。
编者 2006-10-11长沙理工大学生物与食品工程学院生物工程专业讲义第一章制药技术与制药工业一.天然提取制药技术发展天然提取制药是指直接从天然材料中使用分离纯化等技术制备药物。
现代药物最初来源于植物、动物和微生物,而且以提取分离为先导。
15~17世纪,欧洲有了金鸡纳、愈创木、药喇叭根、古柯果和可可等。
19世纪,掀起了天然提取分离药物的热潮,从植物中分离出纯的有效化学物质。
从金鸡纳树皮分离得到了奎宁,成为最早用于治疗疟疾的药物,从莨菪中提取了阿托品。
在20世纪50年代后开始生产制备高纯度单一特异性组分的生化药物制剂,如猪牛胰岛素、前列腺酶及辅酶、激素、脂类、蛋白质和核酸及其降解产物等。
第一章绪论1、生物技术药物:一般来说,采用DNA重组技术或其他生物技术研制的蛋白质或核酸类药物。
2、生物药物按其功能用途可以分为三类:(1)治疗药物;(2)预防药物;(3)诊断药物。
3、生物技术药物的特性:(1)分子结构复杂;(2)具有种属特异性;(3)治疗针对性强,疗效高;(4)稳定性差;(5)基因稳定性;(6)免疫原性;(7)体内的半衰期短;(8)受体效应;(9)多效性和网络效应;(10)检的特异性4、生物技术制药的特性:高技术;高投入;长周期;高风险;高收益。
第二章基因工程制药1、基因工程制药的药物都是用传统方法很难生产的珍贵稀有的药品,主要是医用活性蛋白和多肽类,包括:(1)免疫性蛋白,各种抗原和单克隆抗体。
(2)细胞因子,如各种干扰素,白细胞介素,集落刺激生长因子,表皮生长因子及凝血因子。
(3)激素,如胰岛素,生长激素,心钠素。
(4)酶类,如尿激酶,链激酶,葡激酶,组织型纤维蛋白溶酶原激活剂及超氧化物歧化酶等。
2、我国科学家经过8年刻苦攻关,成功地研制出世界上第一个采用中国健康人白细胞中克隆的A1B型干扰素基因,组建杂交质粒,传染大肠杆菌使之高效表达的人A1B干扰素。
3、基因工程技术是将所要重组对象的目的基因插入载体,拼接,转入新的宿主细胞,构建成工程菌,实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。
4、基因工程药物制造的主要步骤:获得目的基因—组建重组质粒—构建基因工程菌—培养工程菌—产物分离纯化—除菌过滤—半成品检定—成品检定—包装。
5、简单叙事反转录法克隆基因的主要步骤:mRNA的纯化;CDNA第一链的合成;CDNA第二链的合成;CDNA克隆;将重组体导入宿主细胞;CDNA文库的鉴定;目的CDNA 的分离和鉴定。
6、目前克隆真核基因常用的方法:化学合成和反转录法。
7、基因表达的微生物宿主细胞分为两类:原核生物,目前常用的有大肠杆菌,枯草芽孢杆菌,链霉菌。
真核生物,常用的有酵母,丝状真菌。
8、目前使用最广泛的宿主菌是大肠杆菌和酿酒酵母。
9、影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素:(1)外源基因的剂量;(2)外源基因的表达效率:启动子的强弱;核糖体结合位点的有效性;SD序列和起始密码的间距;密码子组成。
(3)表达产物的稳定性;(4)细胞的代谢负荷;(5)工程菌的培养条件。
10、融合蛋白:融合蛋白的氨基端是原核序列,羧基端是真核序列,这样的蛋白质是由一条短的原核多肽和真核蛋白结合在一起的。
11、非融合蛋白:是指在大肠杆菌中表达的蛋白以真核的mRNA的AUG为起始,在其氨基端不含任何细菌多肽序列。
12、质粒的不稳定分为分裂不稳定和结构不稳定。
13、质粒的分裂不稳定:是指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒的子代菌的现象,它主要与两个因素有关,一是含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率,质粒丢失率与宿主菌,质粒特性和培养条件有关;二是这两种菌比生长速率差异的大小。
14、提高质粒稳定性的方法:选择合适的宿主菌;选择合适的载体;选择压力;分阶段控制培养;控制培养条件;固定化。
15、接种量:是指移入的种子液体积和培养液的体积的比例。
16、基因工程药物的分裂纯化特点:(1)目的产物在初始物料中含量低;(2)含目的产物的初始物料组成复杂;(3)目的产物的稳定性差;(4)种类繁多;(5)应用面广。
17、分离纯化的基本过程的5个步骤:包括细胞破碎,固液分离,浓缩与初步纯化,高度纯化直至得到纯品,成品加工。
18、产品的保存:(1)液态保存:低温保存;在稳定PH条件下保存;高浓度保存;加保护剂保存。
(2)固态保存:干粉或结晶。
19、叙述干扰素的生理功能及基因工程干扰素的制备工艺流程?干扰素是人体细胞分泌的一种活性蛋白质,具有广泛的抗病毒,抗肿瘤和免疫调节活性,是人体防御系统的重要组成部分。
干扰素工艺流程:启开种子—制备种子液—发酵培养—粗提—精提—半成品制备—半成品检定—分装—冻干—成品检定—成品包装。
第二章动物细胞工程制药1、细胞工程:是以细胞为单位,应用细胞生物学,分子生物学等理论和技术,有目的地进行精心设计,精心操作,使细胞的某些遗传性发生改变,从而达到改良或产生新品种的目的,以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力,从而在离体条件下进行大量培养,增值,并提出对人类有用的产品。
2、贴壁细胞:这类细胞的生长必须有可以贴附的支持物表面,细胞依靠自身分泌的或培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长,增值。
(分为两种形态,即成纤维样细胞型或上皮样细胞型。
3、悬浮细胞:这类细胞的生长不依赖支持物表面,可在培养液中呈悬浮状态生长。
44、兼性贴壁细胞:有些细胞并不严格地依赖支持物,它们既可以贴附于支持物表面生长,但在一定的条件下,它们还可以在培养基中呈悬浮状态良好地生长。
5、动物细胞的生理和生长特点?答:(1)细胞的分裂周期长;(2)细胞生长需贴附于基质,并有接触抑制现象;(3)正常二倍体细胞的生长寿命是有限的;(4)动物细胞对周围环境十分敏感;(5)动物细胞对培养基的要求高;(6)动物细胞对蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同。
6、DNA导入动物细胞的常用方法?答:(1)融合法:细胞融合法;脂质体介导法;原生质体融合法;微细胞介导法;(2)化学法:DNA—磷酸钙沉淀法;DEAE—葡聚糖法;染色体介导法;(3)物理法:电穿孔法;显微注射法;基因枪法;(4)病毒法:重组反转录病毒介导法;重组DNA病毒介导法。
7、原代细胞:是直接取自动物细胞组织,器官,经过粉碎,消化而获得的细胞悬液。
8、二倍体细胞系:原代细胞经过传代,筛选,克隆,从而从多种细胞成分的组织中挑选并纯化出某种具有一定特征的细胞株。
9、载体有两类:(1)病毒载体;(2)质粒载体,穿梭质粒载体。
10、无血清培养基的优点?答:(1)提高了细胞培养的可重复性,避免了由于血清批次之间差异的影响;(2)减小了由血清带来病毒,真菌和支原体等微生物污染的危险;(3)供应充足,稳定。
(4)细胞产品易于纯化;(5)避免了血清中某些因素对有些细胞的毒性。
(6)减小了血清中蛋白对某些生物测定的干扰,便于对实验结果的分析。
11、悬浮培养:即让细胞自由地悬浮于培养基内生长增值。
它适用于一切种类的非贴壁依赖细胞,也适用于兼性贴壁细胞。
12、贴壁培养:是必须让细胞贴附在某种基质上繁殖的培养方法。
绝大部分是贴壁细胞,它适用于一切贴附依赖性细胞,也适用于兼性贴壁细胞。
13、动物细胞培养的操作方式:分批式操作,流加式操作,半连续式操作连续式操作,灌流式操作。
14、组织工程:即通过对细胞的大量培养,并用细胞直接作为一种治疗手段用于临床,或用培养的细胞进一步加工构成一种组织,人造皮肤,人造肝脏,人造姨腺,人造骨和人造血管,并用于临床治疗。
、第四章抗体制药1、多克隆抗体:针对多种抗原决定簇的抗体,称为多克隆抗体。
2、单克隆抗体:针对一个抗原决定簇的抗体,又是单一的B淋巴细胞克隆产生的,称为单克隆抗体。
3、叙述单克隆抗体主要步骤,并说出大量单克隆抗体的两种方法?答:单克隆抗体的大量制备方法:体外培养法、动物体内诱生法4、筛选阳性克隆的方法有哪些?答:免疫酶技术、免疫荧光技术和放射免疫技术。
5、HA T培养液配方:6、克隆化:是指单个细胞通过无性繁殖而获得细胞集团的整个培养过程。
7、基因工程抗体的目的:一是降低鼠源性单克隆抗体分子的免疫原性;二是降低抗体的相对分子质量,一增加组织的透过性。
8、抗体研究领域的进展大致可分为3个阶段:1、以1890年Behring发现白喉抗毒素为代表,起特点是用抗原免疫动物来获得多克隆抗体;2、以1975年Kohler创建杂交瘤技术制备单克隆抗体为代表;3、以1994年Winter以基因工程方法制备为代表。
9、噬菌体抗体库技术的特点:1、模拟天然全套抗体库;2、避开了人工免疫和杂交瘤技术;3、可获得高亲和力的人源化抗体。
10、血清学鉴定用的抗体试剂:诊断血清、分群血清、分型血清、因子血清等。
11、凝集反应:在细菌、红细胞等颗粒性抗原中加入相应抗体,在有适量的电解质存在下,能形成肉眼可见的凝集块。
12、抗体治疗药物分为那些:1、放射性同位素标记的抗体治疗药物;2、抗癌药物偶联的抗体药物;3、毒素偶联的抗体药物。
第五章植物细胞工程制药1、植物的分化:高等植物的分化可以分为胚胎发生和器官发生两个阶段。
前者是从精子一卵细胞结合开始,分化为幼胚,进而发育为成熟胚胎和种子。
种子在适宜的条件下萌发,通过器官分化过程,形成根、茎、叶、花和果实。
2、脱分化:已经分为的细胞、组织和器官在人工培养的条件下又变成未分化的细胞和组织的过程。
3、再分化:通过脱分化诱导形成的愈伤组织在适宜的培养条件下再分化成为胚状体或直接分化出器官。
愈伤组织形成胚状体一般有两个途径:1、由体细胞或性细胞,通过脱分化形成胚状体。
2、通过愈伤组织直接形成胚状体。
4、外植体:外植体是指用于植物组织(细胞)培养的器官或组织(的切段),植物的各部位如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花药和花粉等均可作为外植体进行组织培养。
5、无性繁殖系:在植物细胞工程中是指使用母体培养物反复进行继代培养时,通过同一外植体而获得越来越多的无性繁殖后代而言,如根无性系、组织无性系、悬浮培养物无性系等。
6、突变体:经过确证已发生遗传变异或新的培养物至少是通过一种诱变处理而发生变异所得的新细胞,即为突变体。
7、生理活性物质:是一类对细胞内的生化反应和生理活动起调节作用的物质的总称,包括酶、维生素、植物激素和抗生素等。
8、植物激素:是植物细胞原生质体产生的一类复杂的调节代谢的有机物质,对生理过程(如细胞分裂和繁殖)产生作用,其量虽微,但作用甚大。
9、抗生素和植物杀菌素:是由微生物(如某些菌类植物)产生的能杀死或抑制某些微生物生长的物质。
高等植物如葱、蒜、辣椒、萝卜等也能产生杀菌的物质,称为植物杀菌素。
10、简述植物组织和细胞培养成分有那些?答:无机盐、碳源、植物生长调节剂、有机氮源和维生素。
11、影响植物次级代谢产物累积的因素?答:1、生物条件,如外植体、季节、休眠、分化等;2、物理条件,如温度、光、通气、pH值和渗透压等;3、化学条件,如无机盐、氮源、植物生长调节剂、维生素、氨基酸、核酸、抗生素、天然物质、前体等;4、工业培养条件,如培养罐类型、通气、搅拌和培养方法等。
12、植物细胞的固定化培养有那些有点?答:1、可以保护细胞免受剪切;2、细胞可长时间重复使用;3、易于实现细胞的高密度培养;4、细胞间接触良好,易于分化,有利于次级代谢产物的合成;5、减少细胞的遗传不稳定性;6、易于实现连续化操作。
13、什么叫生物转化?与生物合成、生物降解有什么区别?答:生物转化是指生物离体培养或器官及细胞器等对外源化合物进行结构修饰而获得有价值产物的生理反应,其本质是利用生物体系本生所产生的酶对外源化合物进行酶催化反应,它具有反应选择性强、反应条件温和、副产物少、不造成环境污染和后处理简单等优点,并可以进行传统有机合成不能或艰难进行的化学反应。