核酸的生产
核酸类药物的生产

DNA的作用
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➢ 利用补救合成途径为人体提 供脱氧核苷酸,参与人体核 酸代谢,从而具有促进细胞 生长、修复受损细胞及改变 机体代谢的作用。
用于急﹑慢性肝炎白细胞减 少症,血小板减少症及再生 障碍性贫血等的辅助治疗。
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DNA的粗提取 1、准备材料
将新鲜菜花和体积分数为95%的酒精溶液放入冰箱冷冻室,至少24 h。
NaCl
C、种子罐培养 ➢ (32 ±1)℃,培养12-15h ➢ 种子罐培养基:同摇瓶种子培养基
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(3) 发酵
50L发酵罐, (32 ±1)℃, 93h 500L发酵罐, (32 ±1)℃, 75h 20000L发酵罐,(35 ±1)℃, 83h ➢ 发酵培养基:淀粉水解糖、干酵母水解液、豆饼水解液、尿素、 硫酸铵、硫酸镁、氯化钾、磷酸氢二钠、有机硅油
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肌苷的背景知识
【质量标准】:收载于《中华人民 共和国药典》2005年版二部205页
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肌苷的背景知识
【药理作用】 本品能使处于低能缺氧状态
下的细胞继续顺利进行代谢,并 参与人体能量代谢与蛋白质的合 成。 【适应症】
临床用于白细胞或血小板减 少症,各种急慢性肝脏疾病、心 脏疾病、洋地黄中毒症等疾病。
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肌苷的背景知识
洋 地 黄
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肌苷的背景知识 肌苷是由次黄嘌呤与核糖结合而成。 次黄嘌呤可由腺嘌呤(A)脱氨形成,是嘌呤衍生物。
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1、肌苷生产的工艺流程
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2、肌苷生产的控制要点
控制要点
精制
提取 吸附 洗脱
菌种
肌苷
发酵
13(2)核酸、酶类药物

加5%S DS 溶液至1/1 0体积
粗品DNA加水溶解 搅拌1h,离心1h
Na Cl 至1M 冷乙醇
DNA沉淀
上清液
二.核苷酸的制备
• 酶解法:从DAN,RNA经酶或化学降解的方 法制备
• 发酵法:选育某种特定遗传性状的菌种经 发酵法生产
• 半合成法:核苷经化学方法磷酸化生产核苷酸
(一 )酶解法及碱水解法制备核苷酸
• GMP不被分解(分解能力微弱) • GMP合成酶活力要强(抗生素激动剂抗狭霉素或德夸菌
素强化其活性) • 增加细胞通透性(在Mn2+过量的培养基中需添加表面活
性剂改变通透性) • 供给NH4+维持培养基PH7.5-8.0
(三)半合成法制备核苷酸
发酵法生产核苷成本低,产率高,工业生 产的呈味核苷酸一半左右是由发酵法生产核苷后 经提取精制后,直接在5’-羟基上磷酸化
1.酶解法制备脱氧核苷酸
酶解法: DNA或RNA为原料制备5′-核苷酸
常用的酶:橘青霉产生的5′-磷酸二酯酶
橘青霉 压滤 培养液 除菌体
酶液
DNA溶液【酶解】酶解液
加热、调pH9.0 过滤
DNA降解液
【离子交换】 分部洗脱 脱氧核苷酸
吸附于氯型阴离子树脂
(dCMP、dAMP、dTMP、dGMP)
RNA 降解 进一步分离 戊糖核苷酸
取RNA配成3%~3.5%的水溶液,加氢氧化 钠达0.3mol/L浓度,升温38℃,保温16-20 小时,用6mol/L盐酸中和至pH7.0,从RNA 水解成2’,3’-核苷酸,降解率达95%以上
发酵法生产核苷酸
产氨短杆菌发酵生产肌苷酸(IMP) 腺嘌呤营养缺陷型嘌呤核苷酸生物合成途径和代谢调控
脱氧核糖核酸的发酵过程

脱氧核糖核酸的发酵过程脱氧核糖核酸(DNA)的发酵过程是指通过使用微生物进行DNA生产的一种生物技术方法。
这是一种先进的DNA制备技术,可以大量生产高质量的DNA,被广泛应用于基因工程、医学诊断、法医学及许多其他科学研究领域。
DNA发酵的过程主要分为菌种培养、发酵、提取纯化和质量检测四个步骤。
首先,菌种培养是DNA发酵过程的第一步。
通过选择合适的微生物菌种,如大肠杆菌或酵母菌,进行培养。
菌种需要在适当的培养基中进行培养,提供足够的养分和适宜的环境条件(如温度、pH值和氧气)来促进菌种繁殖。
在培养过程中,通过检测生物量、菌株稳定性和菌株纯度等参数,选择最佳的菌株用于后续的发酵过程。
接下来,是DNA发酵过程的核心步骤——发酵。
在发酵过程中,选择适当的发酵罐和发酵条件,如温度、pH值、搅拌速度和氧气供应等,提供良好的生长环境。
菌株被引入到发酵罐中,充分利用培养基提供的营养物质进行增殖。
微生物菌株通过代谢过程产生生长所需的能量和物质,同时合成和分泌DNA。
发酵时间通常需要几个小时到几天不等,时间长短根据目标产量和菌株特性来决定。
发酵过程完成后,下一步是提取和纯化DNA。
发酵液经过离心或其他分离技术,将微生物菌株分离出来。
获得的菌体经过裂解处理,将DNA释放出来。
通过使用化学和物理方法,如酶解、重沉淀、洗涤和过滤等,去除杂质,纯化目标DNA。
纯化后的DNA通常具有较高的纯度和质量,可以被用于各种实验和生产应用。
最后,DNA的质量检测是DNA发酵过程的最后一步。
通过使用分子生物学技术,如聚合酶链式反应(PCR)、电泳和分光光度法等,对提取和纯化的DNA进行质量检测。
质量检测可以确定DNA的质量、浓度、长度和纯度,以确保所获得的DNA符合预期的要求。
根据检测结果,可以鉴定和评估DNA 的适用性和可行性。
总结起来,脱氧核糖核酸的发酵过程是一系列复杂的操作,涉及到菌种培养、发酵、提取纯化和质量检测。
这一过程是基因工程和生物技术领域的重要手段,通过利用微生物菌株进行发酵,可以大量生产高质量的DNA,为科学研究和实际应用提供了可靠的物质基础。
核酸类生物技术药物的生产

项目三 空运出口货代单证 任务四 航空出口报关报检(报检单、出境货物通关单、报关单)
步骤三:填制报关单 李芳芳通过查阅相关资料,了解到出口货物报关单各 项内容含义如下:
在整理完上述信息后,李芳芳完成的报关单如下: 任务执行
▪ ☆素质目标 具有严谨求实的科学态度和勤于思考、刻苦
钻研、认真细致的工作作风;具备良好的职业道德 和社会责任感;诚信、刻苦,严守操作规程;具有发 现问题、分析问题和解决问题的能力和较强的创 新意识和创新能力;具有正确的世界观、人生观、 价值观和劳动观。
任务执行
Байду номын сангаас
项目三 空运出口货代单证 任务四 航空出口报关报检(报检单、出境货物通关单、报关单)
步骤二:认识并填制出境货物通关单 11.申报总值:填写货物的总值及币种,应与出口贸易合同及发票上 的货物总值保持一致。本任务中货物总值为352000.00美元,此栏应填 352000.00美元。 12.数/重量、包装数量及种类:填写货物实际运输包装的数量或重 量及包装种类。任务给出货物是100箱,重量为600千克,包装方式为纸 箱。所以此栏应填100件/600千克/100纸箱。
任务执行
项目三 空运出口货代单证 任务四 航空出口报关报检(报检单、出境货物通关单、报关单)
步骤二:认识并填制出境货物通关单 8.集装箱规格、数量及号码:填写装载本批货物的集装箱规格(如 40英尺、20英尺等)以及分别对应的数量。本任务未提及集装箱相关信 息,所以此栏不填。 9.货物名称及规格:按贸易合同或发票所列货物名称及各种规格填 写。本任务货物为维生素D3,所以此栏应填维生素D3。 10.H.S.编码:指货物对应的海关商品代码,填写8位数或10位 数。任务给出H.S.编码为2936290090,所以此栏应填2936290090。
酵母核糖核酸的提取及测定

酵母核糖核酸的提取及测定酵母核糖核酸的提取及测定⼀、实验背景及⽬的核糖核酸(RNA)和它的降解物核苷酸、核苷及其衍⽣物在⽣物化学、医药、⾷品添加剂、农业等领域有着⼴泛的应⽤。
⽐如能够促进作物的⽣长,在⽔稻、⼩麦、柑橘及多种蔬菜⽣产中应⽤,取得了明显的增产效果。
像鸟苷酸(GMP)和肌苷酸(IMP)还是强⼒助鲜剂,胞苷酸(CMP)和尿苷酸(UMP)可作为⽣产治疗癌症、肝炎及冠⼼病等药物的原料。
⽽利⽤微⽣物资源提取氨基酸、核苷酸等⽣物⼩分⼦,具有成本低、⾮化学合成、⽆毒、⽆害的特点。
[1] 随着啤酒等发酵⾏业的快速发展,产⽣了相应的⼤量发酵副产物,如何利⽤这些副产物,既做到不污染环境,还能产⽣良好的经济效益,⼀直是研究的热点。
⽽啤酒废酵母中RNA 含量达6%~8%,是⽣产RNA的较好原料,此外,抽提后的菌体蛋⽩质(占⼲菌体的50%)还具有很⾼的利⽤价值。
所以利⽤啤酒废酵母⽣产RNA形成了⾮常有益的产业链。
[2] 本实验⽬的就是学习从酵母中提取RNA的⽅法并掌握其测定⼿段。
⼆、实验原理微⽣物是⼯.业上⼤量⽣产核酸的原料,其中以酵母最为理想,酵母核酸中主要是RMA (2.67~10.0%),DNA很少(0.03~0.516%),菌体容易收集,RMA也易于分离。
RMA提制过程是先使RNA从细胞中释放,并使它和蛋⽩质分离,然后将菌体除去,再根据RNA等电点在pH2. 0~2.5的特点,将体系pH调⾄其等电点,使之沉淀,进⾏离⼼收集。
提取RNA的⽅法很多,在⼯业⽣产上常⽤的是稀碱法和浓盐法。
稀碱法利⽤碱使细菌细胞壁⽔解,使RNA释放出来,浓盐法是在加热条件下,利⽤⾼浓度的盐改变细胞膜的通透性,使RNA释放出来,RNA 钠盐易溶于⽔,在含盐的菌体溶液中,RVA 有较⾼的溶解度。
⼆者均通过控制温度使蛋⽩质变性沉淀,通过离⼼将RNA及蛋⽩质和酵母菌体分离,进⽽在等电点沉淀RNA,从⽽达到提取⽬的。
本实验采⽤浓盐法(10% NaCl),是⾷品医药卫⽣领域制备RNA 制剂的经典⽅案。
核酸类药物的生产

主要内容
1、 核酸药物的分类 2、核酸类药物的生产方法 3、核酸类药物的生产实例 4、核酸类药物的检测
5、核酸药物的应用
核酸药物的分类
具有天然结构的核酸类物质
天然碱基、核苷、核苷酸 的类似物或聚合物
如:DNA、RNA、肌苷、ATP、 辅酶A、脱氧核苷酸、肌苷酸等。 获得:微生物发酵或从生物资源 中提取生产。 药理功能:有助于改善机体的物 质代谢和能量代谢平衡,加速受 损组织的修复,促使机体恢复 正常生理功能。
核酸类药物的生产实例
核酸类药物的生产实例
RNA的生产
1、来源:微生物——酵母 2、RNA的提取——等电沉淀法 3、工艺过程
(1)预处理:压榨、除水 (2)提取:0.13%NaOH,使细胞壁变性,使核酸从细胞内释放 出来 (3)中和、除菌体 (4)分离:等电点法,调pH2.5,使RNA沉淀下来 洗涤、干燥
核酸类药物的生产实例
4.发酵法生产 高含量RNA酵 母及其RNA提 取工艺流程
核酸类药物的生产实例
ATP制备
基本工艺路线:
核酸类药物的生产实例
辅酶A的生产
核酸类药物的检测
1、DNA含量测定
DNA是磷酸和戊糖通过磷酸二酯键形成的长链,所以磷酸或戊糖 的量正比例于DNA的量,可通过测定磷酸或戊糖的量来测定DNA 的量,前者称为定磷法,后者称为定糖法。 (1)定磷法 磷酸与钼酸反应生成磷钼酸,再转变为钼蓝,吸收峰在660nm。 (2)定糖法——二苯胺法 670nm
核酸类药物的生产方法
核苷酸、核苷及碱基类似物的生产方法
1、酶解法
核酸类药物的生产方法
核苷酸、核苷及碱基类似物的生产方法
2、半合成法
微生物发酵与化学合成并用。 由于发酵法生产核苷的产率很高,因此可由发酵法生产 核苷后经提取,精制再经磷酸化制取核苷酸。 方法:将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中,在冷 却条件下加入氯化氧磷,进行磷酸化。从核苷生成5‘核苷酸收率可达90%。
生化药物的生产

生化药物的生产实训报告学院:常州工程职业技术学院系部:制药与生物工程系班级:生物技术1111指导老师:韦平和小组成员:钱龙朱凯许祥博林志豪制作人:钱龙学号:2011425119实验方案A背景DNA和RNA是存在于细胞中的正常成分。
DNA主要存在于细胞核中,少量(2%)存在于线粒体和叶绿体中;RNA主要存在于细胞质中,少量(10%)存在于核仁、核浆和染色体中。
核酸的含量与细胞大小无关,以生长旺盛的组织细胞中含量较多,如动物胰脏、脾脏、胸腺,植物的茎尖、根尖及各种分生组织等。
1核酸类药物特性又称核苷酸类药物。
由某些动物、微生物的细胞中提取出的核酸(包括核苷酸和脱氧核苷酸),或者用人工合成法制备的具有核酸结构(包括核苷酸和脱氧核苷酸结构)同时又具有一定药理作用的物质,称为核酸药物或核酸类生化药物。
广义的核酸药物可包括核苷酸药物、核苷药物及含有不同碱基化合物的药物。
核酸药物具有多种药理作用,按其作用特点可分为:(1)抗病毒剂,代表药物有三氮唑核苷、无环鸟苷和6可糖腺苷等,临床上用于抗肝炎病毒、疱疹病毒及其他病毒;(2)抗肿瘤剂,代表药物有用于治疗消化道癌的氟尿嘧啶以及用于治疗各类急性白血病的阿糖胞苷(3)干扰素诱导剂,代表药物为聚肌胞,临床上用于抗肝炎病毒、疱疹病毒等;(4)免疫增强剂,主要用于抗病毒及抗肿瘤的辅助治疗;(5)供能剂,用于肝炎、心脏病等多种疾病的辅助治疗。
药用腺苷三磷酸(ATP)原粉可从酵母RNA为原料制备,也可通过人工合成及发酵生产。
2在食品方面的应用食品工业是核酸的另一消费大户,核酸经酶转化可得到5一肌着酸二钠(STMP)和5-鸟苷酸二钠(5-GMP),二者均为无色至白色结晶或白色结晶性粉末。
可分别用于午餐肉、火腿、咸肉等腌制肉类,最高允许用量一般为500mg /kg(以5-GMP计),也可按照我国GB2760-88规定,将二者用于混合味精,用量视正常生产需要,但其中味精含量不得低于80%,其鲜味比一般味精高出40-100倍,而且风味更好。
核酸与核苷类药物概述与合成工艺

例二:鸟苷2/L悬浮于5磷酸三甲酯中,温度控制 0℃,添加氯化氧磷6/L,水2,反应6h,5'摩尔产
四、核苷的制备
核苷是多种核苷类药物的原料,在核酸类药物中占 主导地位。 (1)以核苷及其结构类似物、衍生物为主药物多达几 十种; (2)核苷类药物在抗病毒、抗肿瘤、增强免疫方面占 重要地位; (3)核苷的发酵水平大大高于核苷酸,所以常做后者 的前体物质。 1、化学水解法制备核苷:
发酵法生产核苷酸
1、发酵法生产肌苷酸() 肌苷酸钠是一种高效增鲜剂,在谷氨酸钠(味精)中
加2%,鲜度可增加3倍。因此,在味精中添加肌苷酸钠(或 鸟苷酸钠)后成为第二代特鲜味精。
产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径、代谢调控和肌 苷酸发酵机制:
积累的主要前提:
(1)阻断合成酶: 即选育缺该酶的菌株(嘌呤缺陷型),发
发酵法生产肌酐的工艺流程
• 发酵法生产鸟苷和黄苷
•
鸟苷产生菌的特征:
• (1)嘌呤核苷酸分解酶活力强;
• (2)合成酶,还原酶缺失;
• (3)解除、对转酰胺酶,肌苷酸脱氢酶和 合成酶的反馈抑制;
• 发酵法生产腺苷
•
以肌苷生产菌(枯草杆菌)为诱变基础菌
株。
•
诱变结果:
• (1)腺嘌呤回复,腺嘌呤酶缺失;
核酸类物质药物一般可分为两大类:
一类具天然结构的核酸类物质,
另一类是自然结构碱基、核苷、核苷酸的结 构类似物或聚合物。
前者是生物体合成原料或蛋白质、脂肪、糖生物合成
与降解以及能量代谢的辅酶,这一类药物有助于改善机体 的物质代谢和能量平衡,加速受损组织的修复,促使缺氧 组织恢复正常生理机能,临床上已广泛使用于放射病、血 小板减少症、白细胞减少症、急慢性肝炎、心血管疾病、 肌肉萎缩等病症的治疗,包括肌苷、辅酶A、、、、、腺 苷、辅酶I、辅酶Ⅱ等,多数是生物体自身能够合成的物 质,具有一定临床功能,毒副作用小,基本都可经微生物 发酵或从生物资源中提取。
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• 第二类为自然结构碱基,核苷,核苷酸类似物 或聚合物。这类核苷酸药物是当今治疗病毒, 肿瘤,艾滋病的重要药物,也是产生干扰素, 免疫抑制剂的临床药物。
• 这类药物大部分由自然结构的核酸类物质通过 半合成生产。
• 临床用于抗病毒的这类药物有:三氯代胸苷, 氮杂鸟嘌呤,氟胞嘧啶肌酐二醛,阿糖胞苷等。
• 核酸的丰富资源是微生物,通常RNA在细 菌中,占5%~25%,在酵母中占2.7~15%, 在霉菌中占0.7%~28%,所以从微生物中 提取RNA工业上最实际有效地方法。工业 生产主要是培养酵母菌体,提取RNA。
• 取100g压榨啤酒酵母(含水70%),加入 0.13%NaOH230mL,20度缓慢搅拌30min。 • 用6mol/L HCl调至pH=7,搅拌15min, 离心,得清夜255mL。 • 冷至10度以下,6mol/L HCl调PH=2.5, 冷置过夜,离心得 RNA 1.8g。
• 这类物质多数生物体能自身合成,作为 核酸类药物基本上是经微生物发酵或从 生物材料中提取生产的。
药物作用
• 有助于改善机体的物质代谢和能量代谢 平衡,加速受损组织的修复,促使机体 恢复正常生理机能。
• 临床已广泛使用于血小板减少症,白细 胞减少症,急慢性肝炎,心血管疾病, 肌肉萎缩等代谢障碍性疾病。
DNA的提取
• 动物内脏(肝、脾等)加4倍量生理盐水经组织捣碎机 捣碎1min,匀浆,2500r/min离心30min; • 沉淀用同样体积生理盐水洗涤3次,每次洗涤后离心, 将沉淀物悬浮于20倍量的冷生理盐水中,再捣碎3min; • 加入2倍量的5%的十二烷基磺酸钠,用45%乙醇作溶剂, 搅拌2-3h。 • 在0°C,2500r/min离心,收集上清液并加入等体积的 冷95%乙醇,离心即可得到纤维状DNA,再用冷乙醇和 丙酮洗涤,减压低温干燥得粗品DNA.
• 核酸的含量与细胞的大小无关,故制备核酸时 采用生长较旺盛的组织,如胰、脾、胸腺等。 这类组织核酸含量较高。 • 由于DNA是遗传物质,所以对同一种生物而言, 每个细胞(生殖细胞除外)中的DNA含量是恒 定的;而RNA的含量则与细胞的活跃程度有关, 在蛋白质合成旺盛的细胞中,其RNA的含量也 相应的较高。
DNA的提纯
• 粗品DNA溶于适量蒸馏水,加入5%的十二 烷基磺酸钠,用45%乙醇作溶剂,按1/ 10体积,搅拌1h,经5000r/min离心1h, 上清液中加入Nacl按1mol/L,在缓慢加 入冷95%乙醇,DNA析出,经乙醇、丙酮 洗涤,真空干燥得具有生物活性的DNA。 (0-3度)
RNA的提取
核酸类药物的生产
任务一:核酸的提取
概念: 核酸(DNA、RNA)是由许多核苷酸以3′,5′-磷 酸二酯键链接而成的大分子化合物。在生物的 遗传、变异、生长发育以及蛋白质合成等方面 起着重要作用。
核苷酸是核酸的基本结构
核苷酸
碱基 戊糖 磷酸
核苷
因而核酸类药物包括:核酸、核苷酸、核苷、碱 基及其衍生物
• 核算由于酸性较强,能与钠,钾,镁等 金属离子结合成盐,也易与碱性化合物 结合成复合物,如能和甲苯胺蓝,派罗 红,甲基绿等碱性染料结合,其中甲苯 胺蓝能使RNA和DNA均染上蓝色,派罗红 专染RNA成红色,甲基绿专染DNA成绿色。
• 核酸和蛋白质一样有变性现象,在一定 条件下受到某些理化因素的作用,会发 生变性,如二级结构改变,氢键断裂, 碱基的规律堆积破坏,双螺旋松散成为2 条缠绕的无定形多核苷酸连,从螺旋向 无规则卷曲转变。
核酸性质
理化性质:RNA和核苷酸的纯品都呈白色 粉末或结晶,DNA则为白色类似石棉样 的纤维状物。除肌酐酸,鸟甘酸具有鲜 味外,核酸和核苷酸大都呈酸味。 RNA,DNA,和核苷酸都是极性化合物,一 般都溶于水,不溶于乙醇,氯仿等有机 溶剂,。
• RNA,DNA和核苷酸既有磷酸基又有碱性 基,故为两性电解质,在一定的pH条 件下,可以解离而带有电荷,因此, 都有一定的等电点,能进溶剂等)
• 变性后的核酸生物活性丧失,物化形状 改变,如粘度下降,沉降系数增加,比 旋度值降低以及紫外光吸收能力显著增 加。
核酸类药物分类
• 第一类为具有天然结构的核酸类物质。 属于这一类的核酸类药物有:肌酐,ATP, 辅酶A,脱氧核苷酸,肌酐酸,GTP,CTP, 腺嘌呤等。
• 材料:动物内脏(肝,脾),酵母细胞, • 器材:捣碎机,离心机,
• 试剂:NaOH,HCl,95%乙醇,十二烷基酸 钠,生理盐水,丙酮,
• DNA主要存在于细胞中,占总DNA的98%,另2% 存在于线粒体和叶绿体; • RNA主要存在于细胞质中,约占总RNA的90%, 另10%存在于细胞核里的核仁、核浆和染色体 中。