生物技术制药第8章

一是代谢产物的产生， 一是代谢产物的产生 ， 尽可能发现 新抗及产生菌； 新抗及产生菌； 二是代谢产物的活性检测要有灵敏 的检测方法和手段。 的检测方法和手段。
新 微 生 物 药 物 的 筛 选 过 程
药物的产生菌
细菌； 细菌； 放线菌（ 目前发现的10000 种左右 放线菌 （ 目前发现的 10000种左右 10000 的活性物质种有2 的活性物质种有 2 ／ 3 是由放线菌产 生的） 生的）; 丝状真菌。 丝状真菌。
紫霉素类抗生素， （ 5）紫霉素类抗生素，抗革兰氏阳 性和阴性细菌，结核杆菌， 30s 性和阴性细菌 ， 结核杆菌， 与30s 和 50s亚基结合，抑制蛋白质合成的起 50s 亚基结合， 始反应和肽链延长中肽基tRNA tRNA的转 始反应和肽链延长中肽基 tRNA 的转 如紫霉素、结核放线菌素。 移。如紫霉素、结核放线菌素。 糖肽类抗生素， （ 6）糖肽类抗生素， 抗革兰氏阳性 细菌和金黄色葡萄球菌， 细菌和金黄色葡萄球菌 ， 抑制细胞 壁粘肽的合成。 壁粘肽的合成。如万古霉素。
2、分离培养基 高氏一号，查氏培养基， 高氏一号 ， 查氏培养基 ， 特殊培养 基。 3、抑制剂的应用 目的菌是放线菌， 目的菌是放线菌，培养基中加入抗 真菌的试剂， 真菌的试剂，抗细菌的青霉素或链 霉素。 霉素。
4、分离方法 稀释法、干土喷射法——喷土机 稀释法、干土喷射法 喷土机 5、培养条件 酸度， 温度， 25－ 30度 14天 酸度 ， 温度 ， 25 － 30 度 ， 7 － 14 天 。 6、挑选 单菌落传斜面。 单菌落传斜面。
抗生素在临床应用中面临的问题
细菌耐药性逐年增加， 细菌耐药性 逐年增加， 疗效逐渐下 逐年增加 降甚至无效， 降甚至无效 ， 导致了治疗感染性疾 病中的严重问题， 病中的严重问题 ， 通过新抗筛选来 解决现在面临的情况。 解决现在面临的情况。
在筛选过程中要考虑两方面的问题： 在筛选过程中要考虑两方面的问题：
1、样品的处理 温度：40－100度 高温处理， 温度 ： 40 － 100 度 ， 高温处理 ， 得 到不同种类放线菌。 到不同种类放线菌。 化学试剂：SDS－ 酵母浸膏， 化学试剂 ： SDS － 酵母浸膏 ， 减少 细菌55 90％ 55－ 细菌 55 － 90 ％ ， 将风干土壤与碳 酸钙26 度培养7 26度培养 再分离， 酸钙 26 度培养 7 － 9 天 ， 再分离 ， 放线菌数量增加100 100倍 放线菌数量增加100倍。 物理：离心，16000转 离心20 20分 物理 ： 离心 ， 16000 转 ， 离心 20 分 ， 上清液主要是放线菌的孢子， 上清液主要是放线菌的孢子 ， 沉 淀为细菌、真菌孢子。 淀为细菌、真菌孢子。
（二）、次级代谢产物生物合成 ）、次级代谢产物生物合成 的基本特征
微生物药物是指由微生物在其生命 活动中产生的具有生理活性的次级 产物及其衍生物。 包括： 产物及其衍生物 。 包括 ： 抗微生物 感染和抗肿瘤的抗生素；酶抑制剂、 感染和抗肿瘤的抗生素 ； 酶抑制剂 、 免疫调节剂、 受体拮抗剂、 免疫调节剂 、 受体拮抗剂 、 抗氧化 剂。
三、土壤微生物的分离
（一）、采集样品 不同来源的土壤中， 不同来源的土壤中 ， 微生物的种类和 数量有很大的差异， 数量有很大的差异 ， 含有机氮较多的 中性土中，放线菌和细菌较多。 中性土中，放线菌和细菌较多。 含有机氮较少的酸性土中，真菌较多。 含有机氮较少的酸性土中 ，真菌较多 。 40厘米深处土壤中微生物的垂直 0 － 40 厘米深处土壤中微生物的垂直 分布： 分布： 真菌，地表0 放线菌和细菌， 真菌 ， 地表 0 － 0.3 米 ； 放线菌和细菌 ， 80％ 10厘米 厘米。 0－1米，80％在0－10厘米。
（三）、新微生物药物的筛选 ）、新微生物药物的筛选
初筛： 初筛： 合适培养基及条件利于产生次级代 谢产物。 谢产物。 培养方式：固体， 培养方式 ： 固体 ， 琼脂块转到活性 测定平皿中； 液体， 发酵液， 测定平皿中 ； 液体 ， 发酵液 ， 测抗 菌活性。 菌活性。
筛选模型的要求： 高专一性， 筛选模型的要求 ： 高专一性 ， 高选 择性， 高敏感性， 快速反应性， 择性 ， 高敏感性 ， 快速反应性 ， 高 稳定性。 稳定性。 1 、 常利用敏感菌作检定菌的琼脂 扩散法； 扩散法； 抗生素耐药突变株。 2、抗生素耐药突变株。 找到有某种活性的出发菌株。 找到有某种活性的出发菌株。
新药产生菌的分离
采集样品——分离微生物 分离微生物——发酵 发酵— 采集样品 分离微生物 发酵 —活性物质筛选 活性物质筛选——活性物质的分离 活性物质筛选 活性物质的分离 纯化和鉴别——临床前药理、 临床试 临床前药理、 纯化和鉴别 临床前药理 验——开发研究 开发研究
第二节
微生物药物产生菌的获得
杂交育种： 3 、 杂交育种 ： 优良性状的集中体 原生质体融合——遗传物质的 现 ， 原生质体融合 遗传物质的 交换重组，再生后得到正常菌株。 交换重组，再生后得到正常菌株。 基因工程改良菌种： 目的基因， 4 、 基因工程改良菌种 ： 目的基因 ， 载体，重组体，产量增加。 载体，重组体，产量增加。
多烯类抗生素,作用于真菌， （ 7 ） 多烯类抗生素 , 作用于真菌 ， 与细胞膜中的固醇结合， 膜受损， 与细胞膜中的固醇结合 ， 膜受损 ， 胞内的一些物质钾离子、 胞内的一些物质钾离子 、 氨基酸和 核苷酸外漏， 影响正常代谢， 核苷酸外漏 ， 影响正常代谢 ， 细胞 死亡。两性霉素、制霉菌素。 死亡。两性霉素、制霉菌素。 其他—利福霉素 抑制RNA 利福霉素（ RNA聚 （8）其他 利福霉素（抑制RNA聚 合酶从而抑制转录）、氯霉素（ ）、氯霉素 合酶从而抑制转录）、氯霉素（抑 制蛋白质的合成）、磷霉素（ ）、磷霉素 制蛋白质的合成）、磷霉素（抑制 肽聚糖前体的形成）。 肽聚糖前体的形成）。
细菌， 细菌 ， 临床应用的由细菌产生的有 价值的抗生素并不多， 价值的抗生素并不多 ， 多为多肽类 药物。 杆菌肽、粘菌素、多粘菌素。 药物 。 杆菌肽 、 粘菌素 、 多粘菌素 。
青霉素、头孢菌素、灰黄霉素。 青霉素、头孢菌素、灰黄霉素。 青霉素， 内酰胺类抗生素， 青霉素 ， β － 内酰胺类抗生素 ， 抑 制细胞壁的合成， 制细胞壁的合成 ， 作用于转肽酶和 羧肽酶。 羧肽酶。 灰黄霉素抑制真菌的生长， 灰黄霉素抑制真菌的生长 ， 使细胞 停止分裂。 停止分裂。
放线菌产生的药物主要是抗菌药， 放线菌产生的药物主要是抗菌药， 其次是抗肿瘤药
（ 1 ） β － 内酰胺类抗生素： 抑制 内酰胺类抗生素 ： 细胞壁的合成。 细胞壁的合成。 氨基糖苷类抗生素， （ 2 ） 氨基糖苷类抗生素 ， 临床应 用较多广谱抗细菌， 用较多广谱抗细菌 ， 作用机制是抑 制细菌蛋白质的合成。 链霉素、卡 制细菌蛋白质的合成。 链霉素、 那霉素、庆大霉素。 那霉素、庆大霉素。
第三节
微生物药物的生物合成
（一）、微生物的代谢 ）、微生物的代谢 微生物代谢是指微生物体内的化学 反应（包括合成和分解代谢） 反应（包括合成和分解代谢）。 根据微生物在体内代谢过程中产生 的代谢产物在机体的不同作用， 的代谢产物在机体的不同作用 ， 可 分为初级和次级代谢物。 分为初级和次级代谢物。
3 、 一种底物可合成多种结构上完 全不同的次级产物， 全不同的次级产物 ， 不同微生物可 合成相同的产物； 合成相同的产物； 4 、 合成次级产物的酶系对底物的 特异性不强， 特异性不强 ， 进行次级代谢的产生 菌往往同时合成多种结构相似的次 级产物； 级产物； 5 、 次级合成过程中， 有时控制次 次级合成过程中 ， 级产物合成的基因不仅位于染色体 也可位于质粒上，质粒易缺失， 上 ， 也可位于质粒上 ， 质粒易缺失 ， 次级产物合成不稳定。 次级产物合成不稳定。
四环类抗生素，广谱抗细菌， （3）四环类抗生素，广谱抗细菌， 抑制蛋白质的合成， 30s 抑制蛋白质的合成，与30s小亚基 结合，抑制氨酰tRNA与核糖体A tRNA与核糖体 结合，抑制氨酰tRNA与核糖体A的 结合， 阻断肽链延长。 四环素、 结合 ， 阻断肽链延长 。 四环素 、 金霉素、土霉素。 金霉素、土霉素。 大环内酯类抗生素， （4）大环内酯类抗生素，抗革兰 氏阳性细菌， 支原体和衣原体。 氏阳性细菌 ， 支原体和衣原体 。 50s大亚基结合，抑制转肽反应， 与50s大亚基结合，抑制转肽反应， 阻断蛋白质的合成。 红霉素、 阻断蛋白质的合成 。 红霉素 、 螺 旋霉素。 旋霉素。
初级代谢物——使营养物转变为机 使营养物转变为机 初级代谢物 体的结构物质和对机体具有生理活 性作用的物质。 性作用的物质 。 包括供机体进行生 物合成的各种小分子单体， 物合成的各种小分子单体 ， 前体和 多聚物。如酶、氨基酸等。 多聚物。如酶、氨基酸等。
次级代谢物——存在于某些生物中 次级代谢物 存在于某些生物中 植物和微生物） （ 植物和微生物 ） ， 并在一定的生 长期内出现的一类代谢类型， 长期内出现的一类代谢类型 ， 对基 本生命活动几乎无作用，产量较低， 本生命活动几乎无作用 ， 产量较低 ， 但他们在抵抗恶劣环境，伪装躲避， 但他们在抵抗恶劣环境 ， 伪装躲避 ， 消除自身毒素等方面发挥作用， 消除自身毒素等方面发挥作用 ， 次 级产物的合成途径和产物的结构通 常使错综复杂、 各不相同的， 常使错综复杂 、 各不相同的 ， 如抗 生素、 酶抑制剂、 免疫调节剂、 生素 、 酶抑制剂 、 免疫调节剂 、 生 长调节剂等。 长调节剂等。
第八章 微生物制药
第一节
微生物药物的产生菌
微生物产生的药物以抗生素为主， 微生物产生的药物以抗生素为主， 以抗生素为主 还有氨基酸、 还有氨基酸 、 酶类和维生素类等多 种药物。 种药物 。 自从抗生素应用于临床以 来 ， 已报道的抗生素已有一万种左 每年以百计增加， 右 ， 每年以百计增加 ， 已应用于临 床的抗生素有一百多种， 床的抗生素有一百多种 ， 在人类治 疗和预防疾病方面作出了巨大的贡 献 。 主要应用于抗炎、 抗肿瘤、 抗 主要应用于抗炎、 抗肿瘤、 病毒、 病毒 、 抗原虫和抗动植物病毒等方 面。