多肽类药物

第七章 蛋白质与多肽类药物
第一节 概 述
蛋白质
▪ 蛋白质是构成生物体的基本物质。不管是简单的低 等生物，还是复杂的高等生物，在它们机体内都有 蛋白质存在。病毒、细菌、植物和动物细胞原生质 的物质基础是蛋白质。
▪ 对于人体和动物而言，体内最重要的组成成分是蛋 白质，在新鲜组织中蛋白质的重量约占20%。
蛋白质激素
垂体蛋白质激素
促性腺激素
胰岛素及 其他蛋白质激素
血浆蛋白质
生长素（GH），催乳激素（PRL），促甲状腺素（ TSH），促黄体生成激素（LH），促卵泡激素（FSH ）。
人绒毛膜促性腺激素（HCG），绝经尿促性腺激素 （HMG），血清性促性腺激素（SGH）。
胰岛素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。
二、干扰素(Interferon，IFN)的制备
▪ 1. 结构和性质
干扰素（IFN）是指由干扰素诱生剂诱导 有关生物细胞所产生的一类高活性、多功能 的诱生蛋白质。这类诱生蛋白质从细胞中产 生和释放之后，作用于相应的其它同种生物 细胞，并使其获得抗病毒和抗肿瘤等多方面 的“免疫力”。人干扰素按其抗原性的不同 ，分为α、β、γ三型。同一型别，根据氨基酸 序列的差异，又分为若干亚型。
▪ 蛋白质生化药物除了蛋白质类激素和细胞生 长调节因子外，还有象血浆蛋白质类、粘蛋 白、胶原蛋白及蛋白酶抑制剂等大量的其他 生化药物品种，其作用方式也从生化药物对 机体各系统和细胞生长的调节扩展到被动免 疫、替代疗法、抗凝血剂以及蛋白酶的抑制 物等多种领域。
▪ 主要蛋白质类药物有以下几种：
蛋白质类药物分类
蛋白质（protein）是生命的物质基础，没有蛋白质就没有 生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在 一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋 白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%，即一个60kg重的成年 人其体内约有蛋白质9.8kg。人体内蛋白质的种类很多，性质 、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的， 并在体内不断进行代谢与更新。
胰高血糖素 胰解痉多肽
胃泌素、胆囊收缩素－促胰酶素（CCK-PZ ）、肠泌素、肠血管 活性肽（VIP）、抑胃 素（GIP）、缓激肽、P物质
胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子
多肽类药物分类：
多肽类细胞生长 表皮生长因子（EGF），转移因子（TF）
调节因子
，心钠素（ANP）等。
含有多肽成分的 其它生化药物
骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁 、脑氨肽、蜂毒、蛇毒、胚胎素、 助应 素、神经营养素、胎盘提取物、花粉 提 取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素等
明胶、阿胶等
硫酸鱼精蛋白
胰蛋白酶抑制剂
PHA、ConA
蛋二白、质蛋药白物质提纯的一般方法
原料选择
发酵
沉淀
变性 复性
上清
生物 组织 破碎 提取
蛋白质纯化
纯度 活性鉴定
合格
不合格
精品
原料选择 提取
纯化 根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化。
1.根据蛋白质的pI的不同进行纯化，其方法有：
1）pI沉淀法
多肽与蛋白质
氨基酸彼此以酰胺键（也称肽键）相互连接的 化合物称作肽。一种肽含有的氨基酸少于10个就称 作寡肽，超过的就称为多肽。多肽与蛋白质只有肽 链长短之别，二者间并没有严格的区分。
蛋白质是生命存在的最基本形式。可见多肽是 生命之"桥"，蛋白质工程从某种意义上而言就是研 究多肽。
一、蛋白质类药物分类
⑥纯化
3.作用与用途
由于干扰素的抗病毒、抗细胞分裂及免疫调节作 用，可用于： (1)病毒性疾病 ▪ 普通感冒、疱疹性角膜炎、带状疱疹、水痘、慢性
活动性乙型肝炎。 (2)恶性肿瘤 ▪ 成骨肉瘤、乳腺癌、多发性骨髓瘤、黑色素瘤、淋
巴瘤、白血病、肾细胞癌、鼻咽癌等，可获得部分 缓解。 (3)用于病毒引起的良性肿瘤可控制疾病发展。
白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血浆纤维结合蛋白（FN ）,免疫丙种球蛋白，抗淋巴细胞免疫球蛋白， Veil’s病免疫球蛋白，抗－D免疫球蛋白，抗－ HBs免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纤维蛋白原， 抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，凝血因子Ⅸ。
蛋白质类药物分类
蛋白质类细胞 生长调节因子
粘蛋白 胶原蛋白 碱性蛋白质 蛋白酶抑制剂 凝集素
6.蛋白质在溶剂系统中分配不同进行纯化：萃取法
7.蛋白质的选择性吸附的性质进行纯化：吸附法
8.蛋白质的其他特殊性质进行纯化
纯化方法选择指南
三、多肽类药物分类
活性多肽是生化药物中非常活跃的一个领域，尤其是近年来 更是有突飞猛进之势。生物体内已知的活性多肽主要是从内分 泌腺、组织器官、分泌细胞和体液中产生或获得的。
▪ 胰岛素广泛存在于人和动物的胰脏中，正常人的胰脏约含 200万个胰岛，约占胰脏总重量的1.5%。胰岛由α-、β-、和 δ-三种细胞组成，其中β-细胞制造胰岛素，α-细胞制造胰高 血糖素和胰抗脂肝素，δ-细胞制造生长激素抑制因子。胰岛 素在β-细胞中开始时是以活性很弱的前体胰岛素原存在的， 进而分解为胰岛素进人血液循环。
多肽激素
多肽类药物分类：
垂体多肽激素 促皮质素（ACTH）、促黑激素（MSH）、 脂肪水解激 素（LPH） 催产素（OT），加 压素 （AVP）等
下丘脑激素
促甲状腺激素释放激素（TRH）、生长素抑 制激素（GRIF）、促性腺激素释放激素（ LHRH）
甲状腺激素 胰岛激素 胃肠道激素
胸腺激素
甲状旁腺激素（PTH）、降钙素（CT）
2.生产工艺
▪ 我国已完善了利用血库血大量制备人血细胞干扰素 的方法，基因工程α-干扰素已于1989年转人中试， 1990年获得生产许可证而进入工业化生产阶段。
▪ (1)工艺路线
(2)工艺过程
①分离灰黄层：取献血者血液于含有抗凝剂的塑料袋内，离心分离出血浆， 吸取灰黄层，放置4℃冰箱中过夜。
②氯化铵处理：每份灰黄层加入30ml缓冲盐水，再加总体积9倍量的冷的 0.83%的氯化铵溶液，混匀，40℃放置10min，然后在4℃离心（8000 转/min）20min。重复处理1次，溶解残存的红细胞。取沉淀的白细胞并 悬于培养液中，置于冰浴，取样作活细胞计数，用预温的培养液稀释成 每毫升含107个活细胞。
人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都 离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质，也离不开蛋白质。
在网络语言中，蛋白质代表着 笨蛋、白痴、神经质的意思！！
3. 蛋白质的生理功能
现代的科学实验已经证明，蛋白质是生物体各种重要生命活 动不可缺少的物质。其重要的生理功能可举例如下：
(1)酶活性：在人体新陈代谢的化学变化中，起着催化作用的酶都是蛋白质。 (2)转运和储存：许多小分子和离子是由特殊蛋白质转运的。 (3)协调运动：蛋白质是肌肉的主要成分。 (4)机械支持作用：皮肤和骨骼有高度的抗牵拉强度，这是由于胶元蛋白质所
三、胰岛素(Insulin)的制备
▪ 1922年从胰脏中提取得到一种较纯的降血糖物质，命名为胰 岛素，1923年开始供应临床使用。迄今胰岛素仍为治疗胰岛 素依赖性糖尿病的特效药物。
▪ 我国在1965年完成了牛结晶胰岛素的全合成工作，并具有与 天然牛结晶胰岛素相同的生物活性。胰岛素是世界上第一个 人工合成的蛋白质。
人体很多活性物质都是以肽的形式存在的，没有肽，就没 有活性，就没有生命。
多肽（polypeptide），由多个分子α-氨基酸 的-NH2与-COOH互相缩合失水后形成10个肽键(CONH-)以上的长链化合物。它包括多种在人的机 体中具一定生理活性的化合物，可以从动物组织中 提取，也可能人工合成。
蛋白质→蛋白脉(proteose) →蛋白胨(peptone) →多肽→寡肽(oligopeptide,2～10个肽键的长链肽) →氨基酸。
▪ 植物体内蛋白质的含量相差悬殊，在新鲜组织中一 般只有0.5~3%，在植物种子中达15%，豆类种子含 量最多，例如黄豆中蛋白质几乎高达40%。
1. 蛋白质的组成与性质
蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”。组成蛋白质 的基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链。
蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多 肽链有二十－数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残基按一定 的顺序排列。
2）pI沉淀法与盐析法相结合
3）等电聚焦法
2.蛋白质分子形状和大小的不同进行纯化，其方法有
1）凝胶过滤
2）超滤法
3）离心法
4）透析法
3.蛋白质的溶解度不同进行纯化，其方法有：
a) 盐溶与盐析法
b）结晶法
c) 有机溶剂沉淀法
4.蛋白质电离性质不同进行分离：离子交换法
5.蛋白质功能专一性不同进行纯化：亲和层析法、假亲和层析法
③起动诱生 ：取稀释的细胞悬液加入白细胞干扰素，使其最后浓度为 100μ/ml，置37℃水浴搅拌培养2h。
④正式诱生： 起动后的白细胞加入仙台病毒（在10天龄鸡胚中培养48－ 72h，收获尿囊液），使其最后浓度为100－150血凝单位/ml，在37℃ 搅拌培养过夜。
⑤收获：次日晨将培养物离心(2500r/min)30min，取上清液即得粗制干扰 素
▪ 可溶于水和半饱和的硫酸铵溶液中，一般当硫酸铵 的饱和度为60%以上时析出沉淀。对酸较稳定， 受热后可聚合变性，但仍较其他血浆蛋白质耐热， 蛋白质的浓度大时热稳定性小。在白蛋白溶液中加 入氯化钠或脂肪酸的盐，能提高蛋白的热稳定性， 可利用这种性质，使白蛋白与其他蛋白质分离。
▪ 自人血浆中分离的白蛋白有两种制品：一种是从健 康人血浆中分离制得的，称人血清白蛋白：另一种 是从健康产妇胎盘血中分离制得的，称胎盘血白蛋 白。制剂为淡黄色略粘稠的澄明液体或白色疏松状 （冻干）固体。
干扰素α、β、γ（IFN）,白细胞介素1～7（IL），神 经生长因子（NGF），肝细胞生长因子（HGF）， 血小板衍生的生长因子（PDGF），肿瘤坏死因子 (TNF)，集落刺激因子(CSF)， 组织纤溶酶原激活因 子(tPA)，促红细胞生成素(EPO)，骨发生蛋白（ BMP） 胃膜素、硫酸糖肽、内在因子等。