1 氨基酸、多肽及蛋白质类药物
山东药品食品职业学院 张慧婧
第一部分 氨基酸、多肽及蛋白质基本知识
一、蛋白质基本知识
蛋白质是一切生命的物质基础，是生物体的重要组成成分之一。无论是病毒、细菌、寄生虫等简单的低等生物，还是植物、动物等复杂的高等生物，均含有蛋白质。蛋白质占人体重量的16%～20%，约达人体固体总量的45%，肌肉、血液、毛发、韧带和内脏等都以蛋白质为主要成分的形式存在；植物体内蛋白质含量较动物偏低，但在植物细胞的原生质和种子中蛋白质含量较高，如大豆中蛋白含量约为38%，而黄豆中高达40%；微生物中蛋白质含量也很高，细菌中的蛋白质含量一般为50%～80%，干酵母中蛋白质含量也高达46．6%，病毒除少量核酸外几乎都由蛋白质组成，疯牛病的病原体——朊病毒仅由蛋白质组成。
这些不同种类的蛋白质，具有独特的生物学功能，几乎参与了所有的生命现象和生理过程，可以说一切生命现象都是蛋白质功能的体现。
1．生物催化作用
作为生命体新陈代谢的催化剂——酶，是被认识最早和研究最多的一大类蛋白质，它的特点是催化生物体内的几乎所有的化学反应。生物催化作用是蛋白质最重要的生物功能之一。正是这些酶类决定了生物的代谢类型，从而才有可能表现出不同的各种生命现象。
2．结构功能
第二大类蛋白质是结构蛋白，它们构成动、植物机体的组织和细胞。在高等动物中，纤维状胶原蛋白是结缔组织及骨骼的结构蛋白，α-角蛋白是组成毛发、羽毛、角质、皮肤的结构蛋白。丝心蛋白是蚕丝纤维和蜘蛛网的主要组成成分。膜蛋白是细胞各种生物膜的重要成分，它与带极性的脂类组成膜结构。
3.运动收缩功能
另一类蛋白质在生物的运动和收缩系统中执行重要功能。肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩系统的两种主要成分。细菌的鞭毛或纤毛蛋白同样可以驱动细胞作相应的运动。
4.运输功能
有些蛋白质具有运输功能，属于运载蛋白，它们能够结合并且运输特殊的分子。如脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物的血蓝蛋白起运输氧的功能，血液中的血清蛋白运输脂肪酸，β-脂蛋白运输脂类。许多营养物质（如葡萄糖、氨基酸等）的跨膜输送需要载体蛋白的协助，细胞色素类蛋白在线粒体和叶绿体中担负传递电子的功能。
药学教育２０１４年第３０卷第３期
・学科与课程建设・
多肽蛋白类药物递送的研究生课程设计
魏刚谢操刘瑜陆伟跃
复旦大学药学院（上海２０１２０３）
摘要多肽蛋白类药物在疾病治疗领域扮演着日益重要的角色，加强对药学专业研究生进行此类药物制剂知识 的普及已势在必行。探讨多肽蛋白类药物递送课程的讲授内容和教学模式，促进研究生拓宽学术视野，提升完成 相关科学研究和适应医药产业发展新形势的能力。 关键词 多肽蛋白类药物；药物递送；教学内容；教学模式；研究生
生物技术的突破和发展，正在使人类疾病的预 防、诊断和治疗发生革命性的变化，特别是ＤＮＡ重
组技术的出现，使多肽和蛋白质类药物大规模应用 于临床成为可能。１９８２年美国ＬｉＬｙ公司将重组胰
岛素投放市场，第一个重组蛋白质药物由此诞生，也 标志着生物技术向临床应用转化取得成功。在随后
的３０年时间里，多肽蛋白类药物产业迅猛增长， ２０１０年世界前２０位畅销药品中有７个为多肽或蛋
白质类的生物技术药物，预计到２０２０年，此类药物 占全部药品销售收入的比重将超过三分之一。我国 《医药工业“十二五”发展规划》中也明确提出将单
克隆抗体药物、疫苗、基因工程蛋白质及多肽药物作 为大力发展的重点领域 Ｊ。在这样的背景下，加强
对药学专业研究生进行此类药物知识的普及和传授
尤为重要。笔者结合教学实践，就多肽蛋白类药物 递送的课程设置与建设作一探讨。
１开设多肽蛋白类药物递送课程的必要性
新型多肽蛋白类药物的研究与开发对医药产业 的发展具有引领作用，但若要真正实现其临床治疗
效能的最大化，则必须针对此类药物的特性设计患
者容易接受的合理剂型，这将是需要未来几代药学 工作者共同解决的问题。然而，国内高等院校药学 专业课程设置与多肽蛋白类药物蓬勃发展的态势并
不相符，似乎尚未做好迎接此类药物浪潮到来的前 期准备。
多肽蛋白类药物是以氨基酸为基本结构单元的 生物大分子。与传统化学合成药物相比，多肽和蛋 白质类药物具有药理作用机制明确、给药剂量少、治
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。
多肽蛋白药物
蛋白质药物可分为多肽和基因工程药物、单克隆抗体和基因工程抗体、重组疫苗；与以往的小分子药物相比，蛋白质药物具有高活性、特异性强、低毒性、生物功能明确、有利于临床应用的特点。由于其成本低、成功率高、安全可靠，已成为医药产品中的重要组成部分。1982年美国Likky公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着第一个重组蛋白质药物的诞生
随着生物技术的高速发展，多肽、蛋白质类药物不断涌现。目前已有35种重要治疗药物上市，生物技术与生物制药企业的发展也日益全球化。生物技术药物研究的重点是应用DNA重组技术开发可应用于临床的多肽、蛋白、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等。据Parexl＇s Pharmaceutical R&D Statistical Source Book报道，目前已有723种生物技术药物正在接受FDA审评(包括Ⅰ～Ⅲ期临床及FDA评估)，700种药物处于早期研究阶段(研究与临床前)，还有200种以上药物已进入最后批准阶段(Ⅲ期临床与FDA评估)
阿胶的化学成分主要为胶原蛋白（明胶原、骨胶原）、氨基酸、肽类、硫酸皮肤素、生物酸及27种微量元素，另外含多种微量元素，其占干重的85％。胶原蛋白是蛋白质的一种。人体所有蛋白质中约有30％～40％是胶原蛋白，它是一种纤维状蛋白质。几乎存在于所有器官中，尤其在皮肤、韧带、血管、软骨、骨骼、牙齿、肌肉、指甲和毛发中含量丰富，为人体含量最多的单一蛋白，也是身体不可缺少的物质。阿胶的主要成分是胶原蛋白及其水解产物。胶原蛋白具有：a营养性：可以提供给皮肤层所必需的养分,滋润皮肤、延缓老化、美容、除皱、养发；b修复性：胶原蛋白和周围组织的亲合性好，具有修复组织的能力；c保湿性：由于胶原蛋白分子中含有大量的亲水基，具有良好的保湿功效能够保持肌肤润泽；d亲和性：皮肤对胶原蛋白有很好的吸收作用；e补钙胶原蛋白还能使骨骼强壮，预防骨质疏松症；防止肌肤的老化；防止各种眼病的恶化消除黑眼圈、眼袋，改善关节的疼痛预防动脉硬化和高血压；预防癌症，防治白发、脱发。 经常服用阿胶可以解除疲劳，保持精力充沛和活力，消除女性周期各种不适症状，调整更年期；提高皮肤的免疫力，改善皮肤的通透性，使皮肤变得有光泽、红润、细腻。阿胶水解可得明胶、蛋白质及18种氨基酸，现代医学认为，组成蛋白质的多肽和氨基酸是造血物质，有助于血细胞增殖、分化、成熟和释放，可增强机体代谢，促进血细胞生成。阿胶的氨基酸含量高于人参、西洋参、冬虫夏草等，各种必需氨基酸的比例也较为合理，易于人体吸收。阿胶所含的蛋白质、氨基酸总量可达85％左右。其含有18种氨基酸，赖氨酸2.63％，组氨酸O.59％，精氨酸4.42％，苏氨酸3.21％，丝氨酸lI 86％，谷氨酸O.59％，脯氨酸6.52％，甘氨酸13.36％，丙氨酸O.12％，缬氨酸O.84％，蛋氨酸O.20％，亮氨酸1.92％，异亮氨酸O.91％，酪氨酸O.29％，苯丙氨酸1.59％等。人体必需氨基酸占总氨基酸含量的15.98％～20.22％，尤其是赖氨酸和精氨酸。微量元素：钾、钠、钙、镁、铁、铜、铝、锰、锌、铬、铂、锡、银、溴、钼、锶、钡、钛、锆等27种微量元素（Fe、Zn为最高）阿胶当中的Fe元素是其他元素的10倍多，Fe本身就是组成血红蛋白、肌红蛋白的成分，还参与细胞色素及细胞色素酶的合成。阿胶中的Zn元素仅次于Fe，中医认为的脾气虚弱证的病人血液中的Zn含量明显低于正常，且阿胶还可调整血液中的 Zn／Cu比例，对治疗虚证有益。阿胶在化皮过程中产生了硫酸皮肤素，是一种血管保护剂，有抗血栓作用。肽类：组成蛋白质的多肽和氨基酸是造血物质，有助于血细胞增殖、分化、成熟和释放，可增强机体代谢，促进血细胞生成。阿胶含氮16.43-16.54%，基本上是蛋白质。水解产生多种氨基酸，其中有赖氨酸10%、精氨酸7%、组氨酸2%等。从产生的氨基酸看，阿胶与明胶相似，但前者之赖氨酸较多，且含胱氨酸，而缺乏色氨酸。用犬实验表明，在给基本饲料的基础上，若每日加服阿胶30g，与不加者对比，可增加食物中钙的吸收率。认为阿胶所含甘氨酸能促进钙的吸收。服阿胶者血钙浓度轻度增高，而凝血时间没有明显变化，认为阿胶有钙平衡作用。用阿胶血钙平对骨质疏松的大鼠治疗试验，证明该药能提高实验性骨质疏松大鼠血清钙、磷含量；降低碱性磷酸酶(ALP)活力。 X线显示病变骨质有明显改善
