重组人胰岛素生产工艺
重组人胰岛素和重和生长激素的生产工艺
由于结构和性质的差异，胰岛素和生长激素的分离纯化过程有所不同，
涉及的步骤和技术也有所区别。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
要点一
酵母表达系统
要点二
低成本、高产出
酵母作为宿主细胞具有高表达、易培养、易发酵等优点， 有助于提高胰岛素的生产效率。
通过大规模发酵和分离纯化，可以实现低成本、高产出， 降低治疗费用。
使用哺乳动物细胞作为宿主细胞，能够实现更接近人体 生理状态的糖基化过程，提高生长激素的生物活性。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
更接近人体天然结构
哺乳动物细胞表达的生长激素更接近 人体天然结构，降低了免疫排斥的风 险。
临床效果更佳
由于结构和性质的优化，重组人生长 激素在治疗某些疾病方面具有更好的 临床效果。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的异同点
01 02
原料与培养基
胰岛素生产主要使用酵母作为宿主细胞，而生长激素则更倾向于使用哺 乳动物细胞作为宿主。此外，培养基的成分也有所不同，以满足不同细 胞的需求。
蛋白质修饰
胰岛素和生长激素在蛋白质修饰方面存在差异，以适应其特定的生理功 能和药理作用。
03
分离纯化过程
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
生产成本高
哺乳动物细胞培养成本较高，导致生长激素的生产成本增加。
生产周期长
哺乳动物细胞生长缓慢，培养周期长，影响了生产效率。
潜在的病毒污染风险
虽然采用了各种病毒消除技术，但仍存在病毒污染的风险。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的发展趋势与展望
基因编辑技术应用
通过控制培养条件，如温度、pH、营养物 质等，优化细胞代谢，提高目标蛋白质的产 量。
重组人胰岛素制备工艺
重组人胰岛素制备工艺引言胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的激素，它参与调节葡萄糖代谢，维持血糖水平稳定。
然而，对于许多糖尿病患者，体内胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗使得血糖控制成为难题。
为了解决这一问题，重组人胰岛素制备工艺应运而生。
本文将详细介绍重组人胰岛素的制备工艺，以及如何通过优化制备工艺提高其产量和质量。
关键词介绍1、重组人胰岛素：是指利用基因工程技术，通过细胞培养或微生物发酵生产的胰岛素。
它具有与天然人胰岛素相同的结构和功能，因此在临床上有广泛的应用。
2、制备：是指通过一系列工艺步骤，从原料中提取或制造出所需物质的过程。
在重组人胰岛素制备中，主要包括基因工程操作、细胞培养、发酵、分离和精制等步骤。
3、工艺：是指实现制备过程的一系列具体方法和操作规程。
工艺的选择和优化直接影响到产品的产量和质量。
重组人胰岛素制备工艺1、酵母菌的筛选：选用适合生产重组人胰岛素的酵母菌种，对其进行筛选和改良，以提高发酵过程中的产量。
2、基因工程操作：将人胰岛素基因插入到酵母菌的染色体或质粒中，确保基因正确表达。
3、发酵：在适宜的营养条件下，利用筛选得到的酵母菌进行发酵生产。
4、分离和精制：通过一系列物理、化学和生物学方法，将重组人胰岛素从发酵液中分离出来，并进行精制和纯化，以得到高纯度的产品。
制备工艺优化1、通过现代实验设计方法和技术，如响应面法和均匀设计法，筛选最佳工艺条件，以提高重组人胰岛素的产量和质量。
2、通过基因工程技术改良酵母菌，增强其生产重组人胰岛素的能力，提高产量。
3、采用先进的分离和精制技术，如高效液相色谱和超滤膜过滤等，进一步提纯产品，提高产品质量。
4、结合计算机模拟技术和实验验证，模拟工艺过程，指导实际生产，优化制备工艺。
重组人胰岛素制备工艺在糖尿病治疗中具有重要意义，本文详细介绍了其制备过程及优化方法。
通过合理选择工艺条件和基因工程改良，可以有效提高重组人胰岛素的产量和质量。
随着科学技术的发展，相信未来制备工艺将进一步优化，为糖尿病患者提供更好的治疗选择。
胰岛素工艺流程说明
胰岛素工艺流程说明-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
重组人胰岛素产品生产工艺流程
时转入发酵罐培养
分两阶段进行控制，第一阶段主要通过控制溶氧和补加
体达到富集的目的，第二阶段通过补加甲醇使菌体进行高密度表
达目的产物，HPLC检测目的产物含量
目的产物存在于发酵液上清中，此步骤主要控制目的产物收率
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的色素和杂蛋白
利用紫外检测仪控制目的产物收率，主要试剂为乙醇与异丙醇
调节PH值，使P1沉淀，再经离心干燥，得中间体I 固体
2
3
控温进行转肽反应，主要试剂为DMSO 与1,4-丁二
醇
再通过柱层析进行提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH 值，使P2沉淀，再经离心干燥，得中间体
II 固体
通过控制湿度与温度进行脱帽反应，得到终产物胰岛素
主要试剂为丙酮，产品为半固体
经过两步柱层析对胰岛素进行提纯，试剂为Tris-HCl 和异丙醇
通过超滤对提纯后的胰岛素进行浓缩，通过管道传递
到下工序
通过制备色谱对胰岛素粗品进行精制，主要试剂为色谱乙腈
然后经两步结晶后通过管道过滤除菌到百级区
对胰岛素成品进行一次结晶和水洗
对水洗后的胰岛素进行过滤除菌后冻干，即得胰岛素成品
4
重组人胰岛素生产工艺流程功能间分布
5。
利用重组酵母菌生产人胰岛素
利用重组酵母菌生产人胰岛素摘要：利用重组酵母菌生成人胰岛素为以下流程：获得目的基因→构建重组质粒→构建基因工程菌→工程菌发酵→产物分离纯化→产品检验。
其中前三个流程为产人胰岛素酵母工程菌的构建，根据人胰岛素的氨基酸序列和酵母偏爱的密码子，采用基因半合成技术合成人胰岛素基因。
将合成的胰岛素基因克隆到pPIC9质粒，构建了毕赤(Pichia)酵母重组表达载体pPINS319，用BglII线性化后用电转化法导入毕赤酵母GSll5菌株，经过营养筛选和PCR 复筛，得到含人胰岛素基因的毕赤酵母工程菌株。
后三个流程为胰岛素的大规模发酵生产，通过补料-分批发酵获得发酵液，分离纯化后获得人胰岛素。
纯化后的重组人胰岛素产品经SDS-PAGE检测，氨基酸组成分析及小鼠惊厥实验证明制得产品为有生物活性的人胰岛素。
关键词：重组酵母；人胰岛素；发酵；纯化；鉴定Using recombinant yeast to produce human insulinHuSheng 1142043040Abstract：The proceedings of produce human insulin by recombinant yeast show as follow:get purpose gene→c onstruct the recombinant plasmid→construct the genetic engineering bacteria→fermentation of e ngineering bacterium→separation and purification of the product→identification of the product. The front three processes is building engineering bacteria of human insulin yeasts . Insulin gene was synthesized according to the amino acid sequence of human insulin and yeast preferential codons. The insulin gene was cloned in to pPIC9 vector and expression vector pPINS319 was constructed. The expression vector was digested with BgllI and then used to transform Pichia Pastoris GSll5 by electroporation. The expression analysis showed that the insulin gene w s able to expressed efficiently in Pichia Pastoris. The posterior three processes is large-scale production by fermentation.Through fed - batch fermentation getting fermentation liquor, separation and purification the fermentation liquor getting human insulin.The final products purified by supedrex 75showed one band by SDS-PAGE analysis and were identical with the native human insulin by all critetia employed.(SDS-PAGE analysis,amin acid composition analysis and bioidentity assay) Keywords：recombinant yeast;human insulin; fermentation;purification;identification 胰岛素是FDA批准的第一个用于人类的基因重组药物。
重组人胰岛素的研究历史与生产工艺
四、重组人工胰岛素
通过基因工程酵母菌E．coli发酵生 产hPI，经后加工形成hI。
4.1菌种制备
提取目的基因 提取质粒 基因重组
将质粒送回大肠杆菌 胰岛素的产生
4.2胰岛素的产生和精制（即菌种的 发酵培养）
重组人工胰岛素的工业生产制备和深加工 技术在如今已经是炉火纯青。有近百年 的 发酵工程为基础，结合现在的基因工程技 术的产物，在菌种制备后的发酵培养过程 更是可靠和安全的。
1996 胰岛素类似物
从动物胰岛素到人胰岛素是 胰岛素历史的极大进步，之 后动物胰岛素时代终结。
1987 人胰岛素 1973 单组分胰岛素
1953 长效胰岛素
1946 NPH 胰岛素 1923 动物胰岛素
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
胰岛素的生产
从猪和牛的胰腺中提取，两者药效相同，但与人胰岛素相比，猪胰岛素中有1个 氨基酸不同，牛胰岛素中有3个氨基酸不同，因而易产生抗体
半合成胰岛素 ----将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰岛素相同的苏氨酸，即为
半合成人胰岛素
重组DNA技术生产人胰岛素
※AB链合成：分别表达AB链，化学方法连接 ※逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素（广泛）
4.3药物检测
这种重组人工胰岛素的检测重点应该是 ① 测定生物活性 ② 效价测定 ③ 控制产品中杂质潜在有害物质 ④ 保证产品安全性和有效性
五、问题与展望
胰岛素在糖尿病治疗中具有无可替代的作用和地位， 但因注射给药让许多患者产 生畏惧心理，使其作 用发挥受到限制。
研究方向： 1.新的给药方式，例如:口服、吸入; 2.改变药物代谢机制; 3.改进注射手段，让使用者无痛; 这是国际国内胰岛素类药物研究发展的前沿和趋势。
大肠杆菌生产制备重组人胰岛素工艺
1.提取目的基因:既从人的DNA中提取胰岛素基因,可使用限制性内切酶将目的基因从原DNA中分离.2.提取质粒:使用细胞工程,培养大肠杆菌,从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状DNA.3.基因重组:取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内切酶将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的基因与质粒"缝合",形成一个能表达出胰岛素的DNA质粒.4.将质粒送回大肠杆菌:再大肠杆菌的培养液中加入含有Ca+的物质,如CaCl2,这使细胞会吸收外源基因.此时将重组的质粒也放入培养液中,大肠杆菌便会将重组质粒吸收.5.胰岛素的产生:再大肠杆菌内,质粒通过表达转录与翻译后,便产生出胰岛素蛋白质.通过大肠杆菌的大量繁衍,便可大量生产出胰岛素!〖学习要求〗知道DNA的粗提取与鉴定的原理；掌握并能分析DNA粗提取的技术方法和要求；学会DNA分子的鉴定方法【预习指导】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。
一、基础知识【活动1】阅读教材P54“基础知识”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）提取生物大分子的基本思路是利用它们的理化性质的不同进行分离。
2．（记忆）DNA的溶解性特点：DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精而蛋白质溶于酒精。
【思考1】据图5－1分析：DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？在0.14mol/L时溶解度最小；要使DNA溶解，需要使用什么浓度？较高浓度，可使DNA溶解；要使DNA析出，又需要使用什么浓度？0.14mol/L可使DNA析出。
【思考2】利用DNA不溶于酒精的原理，可以达到将DNA和蛋白质进一步分离目的。
3．（记忆）DNA的耐受性特点：蛋白酶能分解蛋白质而不能分解DNA；在60～80℃时蛋白质变性沉淀而DNA 分子不变性。
洗涤剂能与蛋白质结合瓦解细胞膜而不破坏DNA分子。
4．（记忆）DNA的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用二苯胺（甲基绿）进行鉴定。
利用重组酵母菌生产人胰岛素
利用重组酵母菌生产人胰岛素摘要：利用重组酵母菌生成人胰岛素为以下流程：获得目的基因→构建重组质粒→构建基因工程菌→工程菌发酵→产物分离纯化→产品检验。
其中前三个流程为产人胰岛素酵母工程菌的构建，根据人胰岛素的氨基酸序列和酵母偏爱的密码子，采用基因半合成技术合成人胰岛素基因。
将合成的胰岛素基因克隆到pPIC9质粒，构建了毕赤(Pichia)酵母重组表达载体pPINS319，用BglII线性化后用电转化法导入毕赤酵母GSll5菌株，经过营养筛选和PCR 复筛，得到含人胰岛素基因的毕赤酵母工程菌株。
后三个流程为胰岛素的大规模发酵生产，通过补料-分批发酵获得发酵液，分离纯化后获得人胰岛素。
纯化后的重组人胰岛素产品经SDS-PAGE检测，氨基酸组成分析及小鼠惊厥实验证明制得产品为有生物活性的人胰岛素。
关键词：重组酵母；人胰岛素；发酵；纯化；鉴定Using recombinant yeast to produce human insulinHuSheng 1142043040Abstract：The proceedings of produce human insulin by recombinant yeast show as follow:get purpose gene→c onstruct the recombinant plasmid→construct the genetic engineering bacteria→fermentation of e ngineering bacterium→separation and purification of the product→identification of the product. The front three processes is building engineering bacteria of human insulin yeasts . Insulin gene was synthesized according to the amino acid sequence of human insulin and yeast preferential codons. The insulin gene was cloned in to pPIC9 vector and expression vector pPINS319 was constructed. The expression vector was digested with BgllI and then used to transform Pichia Pastoris GSll5 by electroporation. The expression analysis showed that the insulin gene w s able to expressed efficiently in Pichia Pastoris. The posterior three processes is large-scale production by fermentation.Through fed - batch fermentation getting fermentation liquor, separation and purification the fermentation liquor getting human insulin.The final products purified by supedrex 75showed one band by SDS-PAGE analysis and were identical with the native human insulin by all critetia employed.(SDS-PAGE analysis,amin acid composition analysis and bioidentity assay) Keywords：recombinant yeast;human insulin; fermentation;purification;identification 胰岛素是FDA批准的第一个用于人类的基因重组药物。
重组人胰岛素生产工艺
生产企业
NOVO NORDISK INC
LILLY
INSULIN INSULIN INSULATARD NPH NORDISK INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK) LENTARD
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
速效胰岛素
特点： • 起效快，皮下注射后15分钟起效。 • 达峰快，注射后15分钟起效，30～60分钟达到药效高峰。 • 药效维持时间短，大约在3小时左右（2～4小时）。 药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似， 能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。
起效时间
常规皮下Ins: 30-90min 生理Ins： 0-20min
动物来源的胰岛素（28种）
药品名称
ILETIN I
ILETIN II
生产企业LILLYLILFra bibliotekY药品名称
NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN
PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK) PROTAMINE ZINC AND ILETIN II PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PORK) PROTAMINE ZINC INSULIN REGULAR ILETIN II
苏泌啉-- 常规重组人胰岛素注射液 苏泌啉恩-- 低精蛋白重组人胰岛素注射液
3. 徐州万邦
万邦林-- 常规重组人胰岛素注射液 万苏林—猪胰岛素制剂
其他（持有药品注册证）
---南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生化 制药厂、武汉生化制药厂 等