第三章多肽与蛋白质类药物
也存在于胃肠道组织中，从而推动了胃肠道激素的研究. 到了70年代，生物技术的发展更开拓了多肽药物的新领域——细胞
生长调节因子。现已发现的细胞生长调节因子已近100种.
概述
许多活性蛋白质和多肽都是由无活性的蛋白质前体，经过 酶的加工剪切转化而来的。它们中间许多有共同的来源， 相似的结构，甚至还保留着若干彼此所特有的生物活性。
1982年第一个基因重组产品--人胰岛素
优点：①可以大量生产过去难以获得的生 理活性蛋白和多肽；②提供足够数量的生 理活性物质，以便对其进行深入研究，扩 大应用范围；③生理活性物质作为药物使 用时存在的不足之处，可以通过基因工程 和蛋白质工程进行改造和去除；④利用基 因工程可获得新型化合物，扩大药物来源。
促皮质素（ACTH），促黑激素（MSH） ② 下丘脑激素：
促甲状腺激素释放激素（TRH），生长素抑制激素 （GRIF） ③ 甲状腺激素：
甲状旁腺激素（PTH），降钙素（CT）。 ④ 胰岛激素：
（一）材料选择
原料来源包括动物、植物及微生物等。选 择原料时应考虑来源丰富、目的物含量高、 成本低且易于提取的材料。
同时应考虑其种属、发育阶段、生物状态、 来源、解剖部位、生物技术产品的宿主菌 或细胞等因素的影响。
㈡提取
是分离纯化的第一步，是将目的物从复杂 的生物体系中转移到特定的人工液相体系 中。提取的总要求是最大限度的把有效成 分提取出来，关键是溶剂的选择。
第四章 多肽与蛋白质类药物
多肽与蛋白质类药物
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物物的生产方法
1.蛋白质类药物的分离纯化
2.多肽与蛋白质的化学合成
3. 基因工程法
第二节 多肽类药物
第三节 蛋白类药物
多肽与蛋白质类药物
研究活性多肽结构与功能的关系及活性多肽之间结构的异 同与其活性的关系 , 将有助于设计和研制新的活性多肽药 物。
临床上有一些确有疗效的组织提取制剂其有效成分有的还 不十分清楚，从活性肽或细胞生长调节因子的角度去研究 它们的物质基础和作用机制，预计可获得成效
主要多肽类药物
1．多肽激素 ① 垂体多肽激素：
多肽在生物体内的浓度很低，在血液中一般 为 1010 ~ 1012,m但ol它/ L们的生理活性很强，在调 节生理功能时起着非常重要的作用。
概述
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。
1953年人工合成了第一个有生物活性的多肽——催产素（OT）。 到了60、70年代神经肽的研究进入高潮。同时，由于很多脑活性肽
多肽类
概述
由氨基酸缩合而成的化合物称为多肽，它 们是通过一个氨基酸分子的-NH与另一分子 氨基酸的-COOH脱去一分子水形成-CONH-键而相互连接起来的。
概述
一般将50或50个以下的氨基酸残基组成的化 合物，列入多肽。多数无特定空间构象，某 些多肽也有一定构象，但其构象的坚固性远 不如蛋白质，其构象的浮动性很大。
选择标准：首先对制备物有最大的溶解度， 并在提取中尽可能减少一些不必要的成分。
㈢蛋白质提纯的一般方法
1．根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质。 2．根据蛋白质分子形状和大小不同来纯化蛋白质。
㈢蛋白质提纯的一般方法
3．根据溶解度的不同来纯化蛋白质。 4．根据电离性质的不同来纯化蛋白质。
对蛋白质的离子交换层析，一般多用离子交换纤维 和以葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等 为骨架的离子交换剂，主要是取其具有较大的蛋白 质吸附容量，较高的流速和分辨率等优点。
多肽与蛋白质的化学合成
多肽合成可以验证一个新的多肽的结构； 设计新的多肽，用于研究结构与功能的关 系；为多肽生物合成反应机制提供重要信 息；也是多肽药物制备的有效方法。
多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程， 合成一般从C端向N端进行。
固相法合成多肽省时、省料、便于计算机 控制、便于普及推广
主要步骤：
（五）纯度检查
确定protein 的纯度标准一般为： 分子大小是否均一，电荷是否均一，是否
具有恒定的氨基酸组成，是否具有单一的N 端和C端残基，能否结晶，进一步纯化时生 物活性是否有所提高等。
（五）纯度检查
常用蛋白质纯度检查的方法有： 1．HPLC或FPLC 2．电泳均一性 3．免疫化学法 4．生物测定法 5. 分光光度法：A280/A260为1.75
㈢蛋白质提纯的一般方法
5．根据蛋白质功能专一性的不同来纯化蛋白质 亲和层析法 固相化金属亲和层析：干扰素、胃肠道多肽
6．根据蛋白质疏水基团与相应的载体基团结合来 纯化蛋白质。
7．根据蛋白质在溶剂系统中分配的不同来纯化蛋 白质
㈢蛋白质提纯的一般方法
8．根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋 白质。
9．根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质。 SOD
（四）溶液中蛋白质浓度的测定
1. UV法 （1）280nm光吸收法 （2）280nm和260nm的吸收差法
蛋白质浓度(mg/ml)=1.45A280-0.74A260 2. 双缩脲法:540nm 3. 福林-酚试剂法:750nm 4. 考马斯亮蓝G-250染色法:595nm
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物
1.概述 2.主要多肽类药物 3.主要多肽类药物制备 第三节 蛋白类药物
多肽与蛋白质类药物
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物 第三节 蛋白类药物
1.概述 2.主要蛋白质类药物的制备
蛋白质类药物的分离与纯化
（一）材料选择 （二）蛋白质提纯的一般方法 （三）蛋白质的分离和纯化 （四）溶液中蛋白质浓度的测定 （五）纯度检查
⑴基团保护：把不应与接肽试剂发生作用 的官能团，加以封闭和保护。肽链形成之 后，再将保护剂去除。
⑵肽的合成：液相合成 固相合成
⑶合成肽链的纯化
基因工程法
基因工程技术就是将重组对象的目的基因 插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构 成工程菌，实现遗传物质的重新组合，并 使目的基因在工程菌内进行复制和表达的 技术。
生长调节因子。现已发现的细胞生长调节因子已近100种.
概述
许多活性蛋白质和多肽都是由无活性的蛋白质前体，经过 酶的加工剪切转化而来的。它们中间许多有共同的来源， 相似的结构，甚至还保留着若干彼此所特有的生物活性。
1982年第一个基因重组产品--人胰岛素
优点：①可以大量生产过去难以获得的生 理活性蛋白和多肽；②提供足够数量的生 理活性物质，以便对其进行深入研究，扩 大应用范围；③生理活性物质作为药物使 用时存在的不足之处，可以通过基因工程 和蛋白质工程进行改造和去除；④利用基 因工程可获得新型化合物，扩大药物来源。
促皮质素（ACTH），促黑激素（MSH） ② 下丘脑激素：
促甲状腺激素释放激素（TRH），生长素抑制激素 （GRIF） ③ 甲状腺激素：
甲状旁腺激素（PTH），降钙素（CT）。 ④ 胰岛激素：
（一）材料选择
原料来源包括动物、植物及微生物等。选 择原料时应考虑来源丰富、目的物含量高、 成本低且易于提取的材料。
同时应考虑其种属、发育阶段、生物状态、 来源、解剖部位、生物技术产品的宿主菌 或细胞等因素的影响。
㈡提取
是分离纯化的第一步，是将目的物从复杂 的生物体系中转移到特定的人工液相体系 中。提取的总要求是最大限度的把有效成 分提取出来，关键是溶剂的选择。
第四章 多肽与蛋白质类药物
多肽与蛋白质类药物
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物物的生产方法
1.蛋白质类药物的分离纯化
2.多肽与蛋白质的化学合成
3. 基因工程法
第二节 多肽类药物
第三节 蛋白类药物
多肽与蛋白质类药物
研究活性多肽结构与功能的关系及活性多肽之间结构的异 同与其活性的关系 , 将有助于设计和研制新的活性多肽药 物。
临床上有一些确有疗效的组织提取制剂其有效成分有的还 不十分清楚，从活性肽或细胞生长调节因子的角度去研究 它们的物质基础和作用机制，预计可获得成效
主要多肽类药物
1．多肽激素 ① 垂体多肽激素：
多肽在生物体内的浓度很低，在血液中一般 为 1010 ~ 1012,m但ol它/ L们的生理活性很强，在调 节生理功能时起着非常重要的作用。
概述
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。
1953年人工合成了第一个有生物活性的多肽——催产素（OT）。 到了60、70年代神经肽的研究进入高潮。同时，由于很多脑活性肽
多肽类
概述
由氨基酸缩合而成的化合物称为多肽，它 们是通过一个氨基酸分子的-NH与另一分子 氨基酸的-COOH脱去一分子水形成-CONH-键而相互连接起来的。
概述
一般将50或50个以下的氨基酸残基组成的化 合物，列入多肽。多数无特定空间构象，某 些多肽也有一定构象，但其构象的坚固性远 不如蛋白质，其构象的浮动性很大。
选择标准：首先对制备物有最大的溶解度， 并在提取中尽可能减少一些不必要的成分。
㈢蛋白质提纯的一般方法
1．根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质。 2．根据蛋白质分子形状和大小不同来纯化蛋白质。
㈢蛋白质提纯的一般方法
3．根据溶解度的不同来纯化蛋白质。 4．根据电离性质的不同来纯化蛋白质。
对蛋白质的离子交换层析，一般多用离子交换纤维 和以葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等 为骨架的离子交换剂，主要是取其具有较大的蛋白 质吸附容量，较高的流速和分辨率等优点。
多肽与蛋白质的化学合成
多肽合成可以验证一个新的多肽的结构； 设计新的多肽，用于研究结构与功能的关 系；为多肽生物合成反应机制提供重要信 息；也是多肽药物制备的有效方法。
多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程， 合成一般从C端向N端进行。
固相法合成多肽省时、省料、便于计算机 控制、便于普及推广
主要步骤：
（五）纯度检查
确定protein 的纯度标准一般为： 分子大小是否均一，电荷是否均一，是否
具有恒定的氨基酸组成，是否具有单一的N 端和C端残基，能否结晶，进一步纯化时生 物活性是否有所提高等。
（五）纯度检查
常用蛋白质纯度检查的方法有： 1．HPLC或FPLC 2．电泳均一性 3．免疫化学法 4．生物测定法 5. 分光光度法：A280/A260为1.75
㈢蛋白质提纯的一般方法
5．根据蛋白质功能专一性的不同来纯化蛋白质 亲和层析法 固相化金属亲和层析：干扰素、胃肠道多肽
6．根据蛋白质疏水基团与相应的载体基团结合来 纯化蛋白质。
7．根据蛋白质在溶剂系统中分配的不同来纯化蛋 白质
㈢蛋白质提纯的一般方法
8．根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋 白质。
9．根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质。 SOD
（四）溶液中蛋白质浓度的测定
1. UV法 （1）280nm光吸收法 （2）280nm和260nm的吸收差法
蛋白质浓度(mg/ml)=1.45A280-0.74A260 2. 双缩脲法:540nm 3. 福林-酚试剂法:750nm 4. 考马斯亮蓝G-250染色法:595nm
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物
1.概述 2.主要多肽类药物 3.主要多肽类药物制备 第三节 蛋白类药物
多肽与蛋白质类药物
第一节 多肽及蛋白质类药物的生产方法 第二节 多肽类药物 第三节 蛋白类药物
1.概述 2.主要蛋白质类药物的制备
蛋白质类药物的分离与纯化
（一）材料选择 （二）蛋白质提纯的一般方法 （三）蛋白质的分离和纯化 （四）溶液中蛋白质浓度的测定 （五）纯度检查
⑴基团保护：把不应与接肽试剂发生作用 的官能团，加以封闭和保护。肽链形成之 后，再将保护剂去除。
⑵肽的合成：液相合成 固相合成
⑶合成肽链的纯化
基因工程法
基因工程技术就是将重组对象的目的基因 插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构 成工程菌，实现遗传物质的重新组合，并 使目的基因在工程菌内进行复制和表达的 技术。
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生物制药多肽与蛋白质类药物
• b．种子培养基 1％蛋白胨、0.5％酵母提取 物、0.5％NaCl。
• c．种子摇瓶培养 在4个1000mL三角瓶中， 分别装入250mL种子培养基，分别接种人干 扰素αⅡb基因工程菌，30℃摇床培养10h，
第28页/共46页
• d．发酵培养基 1％蛋白胨、0.5％酵母提取物、 0.01％NH4Cl、0.05％NaCl，0.6％ Na2HPO4、0.001％CaCl2、0.3％KH2PO4、 0.01％MgSO4、0.4％葡萄糖、50mg/ml氨 苄西林、少量消泡剂。
第9页/共46页
• 沉淀4加原体积l/25000量pH=8.0的 0.1mol/L PBS溶解，调至pH=7~7.5，对 PBS(pH=7.3)透析，过夜，离心，收集上清液， 检测，得IFN-B。上清液3中加盐酸使pH值降 至3.0，离心，得沉淀5。沉淀5加入原体积 1/5000量的pH=8、0.1mol/L PBS溶解，加 NaOH调节pH=7~7.5，对PBS(pH=7.3)透 析过夜，离心收集上清液，检测，得IFN-A。 每份灰黄层约能制备100万单价的纯化干扰素。
第10页/共46页
• 此法特点是一次纯化量大，回收率高于60％； 经济，简便，易于普及。效价可达1.2×108 U/ml，比活2.2×106 U/mg(蛋白)。IFNA中干扰素含量占回收干扰素的82％，比活 也比较高。IFN1的比活较低[5×104 U/mg (蛋白)]，一般可作外用滴鼻剂或点眼剂等。
第14页/共46页
• 将0.5µg平头末端cDNA用末端转移酶加15 个dC，并将2µg质粒pBB322在PstⅠ位点 线性化，用末端转移酶加15个dG，再将两者 连接，利用这种方法可产生新的PstⅠ位点， 利于从载体上再次切下cDNA。将产生的质 粒转化大肠杆菌HB101后，用微量板培养。 合成引物5′-CCTTCTGGAACTG- 3′，该序 列是IFN-α、β最长的不间断保守序列，用其 作引物可同时调出IFN-α、β。
• c．种子摇瓶培养 在4个1000mL三角瓶中， 分别装入250mL种子培养基，分别接种人干 扰素αⅡb基因工程菌，30℃摇床培养10h，
第28页/共46页
• d．发酵培养基 1％蛋白胨、0.5％酵母提取物、 0.01％NH4Cl、0.05％NaCl，0.6％ Na2HPO4、0.001％CaCl2、0.3％KH2PO4、 0.01％MgSO4、0.4％葡萄糖、50mg/ml氨 苄西林、少量消泡剂。
第9页/共46页
• 沉淀4加原体积l/25000量pH=8.0的 0.1mol/L PBS溶解，调至pH=7~7.5，对 PBS(pH=7.3)透析，过夜，离心，收集上清液， 检测，得IFN-B。上清液3中加盐酸使pH值降 至3.0，离心，得沉淀5。沉淀5加入原体积 1/5000量的pH=8、0.1mol/L PBS溶解，加 NaOH调节pH=7~7.5，对PBS(pH=7.3)透 析过夜，离心收集上清液，检测，得IFN-A。 每份灰黄层约能制备100万单价的纯化干扰素。
第10页/共46页
• 此法特点是一次纯化量大，回收率高于60％； 经济，简便，易于普及。效价可达1.2×108 U/ml，比活2.2×106 U/mg(蛋白)。IFNA中干扰素含量占回收干扰素的82％，比活 也比较高。IFN1的比活较低[5×104 U/mg (蛋白)]，一般可作外用滴鼻剂或点眼剂等。
第14页/共46页
• 将0.5µg平头末端cDNA用末端转移酶加15 个dC，并将2µg质粒pBB322在PstⅠ位点 线性化，用末端转移酶加15个dG，再将两者 连接，利用这种方法可产生新的PstⅠ位点， 利于从载体上再次切下cDNA。将产生的质 粒转化大肠杆菌HB101后，用微量板培养。 合成引物5′-CCTTCTGGAACTG- 3′，该序 列是IFN-α、β最长的不间断保守序列，用其 作引物可同时调出IFN-α、β。
多肽与蛋白质类药物
A. 许多活性蛋白质、多肽都是由无活性的蛋白质前体，经 过酶的加工剪切转化而来的有共同的来源，相似的结构 ，保留着若干彼此所特有的生物活性。研究活性多肽结 构与功能的关系及活性多肽之间结构的异同与其活性的 关系，将有助于设计和研制新的活性多肽药物。
B. 对蛋白质类药物进行结构修饰
多肽、蛋白质类药物分类
3.3.1 反相高效液相色谱
3.3.1 反相高效液相色谱
分离机理：
①用C4～C8烷基作配基，将配基键合在固定基质上作为固定相 ，以水溶性有机溶剂（如甲醇、乙腈、异丙醇）加强酸作流 动相（流动相极性大于固定相）。
②蛋白质分子中既有亲水性基团（-OH，-NH、-COOH、SH 等），也有疏水性基团（如苯环、-CH3、-CH2和-CH等）。
理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利 用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种 名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物 。
据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。 如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高 产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生 产出“红花子来源人胰岛素”，
该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药 代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表 述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。
多肽和蛋白质的物化性质
4. 变性 ➢ 天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，
其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生 物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性， 称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。 ➢ 变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低
B. 对蛋白质类药物进行结构修饰
多肽、蛋白质类药物分类
3.3.1 反相高效液相色谱
3.3.1 反相高效液相色谱
分离机理：
①用C4～C8烷基作配基，将配基键合在固定基质上作为固定相 ，以水溶性有机溶剂（如甲醇、乙腈、异丙醇）加强酸作流 动相（流动相极性大于固定相）。
②蛋白质分子中既有亲水性基团（-OH，-NH、-COOH、SH 等），也有疏水性基团（如苯环、-CH3、-CH2和-CH等）。
理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利 用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种 名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物 。
据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。 如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高 产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生 产出“红花子来源人胰岛素”，
该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药 代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表 述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。
多肽和蛋白质的物化性质
4. 变性 ➢ 天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，
其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生 物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性， 称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。 ➢ 变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低
多肤与蛋白质类药物
• 下面对分离纯化各阶段对各种方法的选择的一般原则作简单的 讨论:
• (1).分离纯化早期使用方法的选择 • 分离纯化的早期，提取液中物质十分复杂，制备物质浓度较稀、
物理性质上与被制备物相似的杂质数量较多。因此早期分离纯化 用萃取、沉淀、吸附等一些分辨力低的方法比较有利。这些方法 可以出去大部分理化性质相差较大的杂质，同时萃取、沉淀、吸 附分离方法还起着浓缩的作用，可为以后进一步分离纯化创造良 好的基础。
肽链的氨基和羧基的方法来完成。因活化氨基的反应激烈， 而且常常产生消旋化，所以，总是采用羧基活化的方法，也 就是说，合成肽的常规方法是从C-端向N-端进行。 • 肽的合成法可分为阶梯伸长法（stepwise elongation）和片断 缩合法（fragment condensation）。
• (1) 阶梯伸长法 • 常用于活化羧基的方法是混合酸酐和活化酯化。 • DOC法（N,N-二环己基碳二亚胺）得到广泛应用。使用碳二亚胺
• 2.提取
• 提取是分离纯化的第一步，它是将目的物（制备物）从复 杂的生物体系中转移到特定的人工液相体系中（通常是水、 缓冲液、稀盐溶液或有机溶液）。提取的总要求是最大限 度地把有效成分提取出来，关键是溶剂的选择。提取所用 溶剂的选择标准，首先对被制备物具有最大溶解度，并在 提取中尽可能减少一些不必要的成分。为了更好地达到以 上目的，常用的手段是调节溶剂的pH、离子强度、溶剂成 分分配比和温度范围等。
• 6.纯度检查
• 蛋白质的纯度是化学和物理学的概念，它和蛋白质所具有的生物 活性有着更复杂的关系，蛋白质的聚合状态、辅基的存在、蛋白 质的变性作用等极大地影响其生物活性，而这些因素的影响有些 往往是用一般纯度检查的方法所查不出来的，这是值得注意的一
种情况。常用蛋白质纯度检查的方法有：HPLC或FPLC、电 泳法、免疫化学法、生物测定法、分光光度法等。
• (1).分离纯化早期使用方法的选择 • 分离纯化的早期，提取液中物质十分复杂，制备物质浓度较稀、
物理性质上与被制备物相似的杂质数量较多。因此早期分离纯化 用萃取、沉淀、吸附等一些分辨力低的方法比较有利。这些方法 可以出去大部分理化性质相差较大的杂质，同时萃取、沉淀、吸 附分离方法还起着浓缩的作用，可为以后进一步分离纯化创造良 好的基础。
肽链的氨基和羧基的方法来完成。因活化氨基的反应激烈， 而且常常产生消旋化，所以，总是采用羧基活化的方法，也 就是说，合成肽的常规方法是从C-端向N-端进行。 • 肽的合成法可分为阶梯伸长法（stepwise elongation）和片断 缩合法（fragment condensation）。
• (1) 阶梯伸长法 • 常用于活化羧基的方法是混合酸酐和活化酯化。 • DOC法（N,N-二环己基碳二亚胺）得到广泛应用。使用碳二亚胺
• 2.提取
• 提取是分离纯化的第一步，它是将目的物（制备物）从复 杂的生物体系中转移到特定的人工液相体系中（通常是水、 缓冲液、稀盐溶液或有机溶液）。提取的总要求是最大限 度地把有效成分提取出来，关键是溶剂的选择。提取所用 溶剂的选择标准，首先对被制备物具有最大溶解度，并在 提取中尽可能减少一些不必要的成分。为了更好地达到以 上目的，常用的手段是调节溶剂的pH、离子强度、溶剂成 分分配比和温度范围等。
• 6.纯度检查
• 蛋白质的纯度是化学和物理学的概念，它和蛋白质所具有的生物 活性有着更复杂的关系，蛋白质的聚合状态、辅基的存在、蛋白 质的变性作用等极大地影响其生物活性，而这些因素的影响有些 往往是用一般纯度检查的方法所查不出来的，这是值得注意的一
种情况。常用蛋白质纯度检查的方法有：HPLC或FPLC、电 泳法、免疫化学法、生物测定法、分光光度法等。
多肽和蛋白质药物的设计和合成
多肽和蛋白质药物的设计和合成在现代医学中，蛋白质和多肽药物的应用越来越广泛。
这类药物具有高效、高选择性和高亲和力等优点，可以准确地治疗众多疾病。
因此，对蛋白质和多肽药物的设计和合成研究变得愈加重要。
一、多肽药物的设计多肽是由多个氨基酸残基连接而成的高分子物质，具有天然低毒性、良好的生物相容性和对靶标的选择性等独特优点。
多肽药物的设计主要涉及到两个方面：亲和性和稳定性。
1、亲和性亲和性是多肽药物治疗效果的关键之一。
它决定了药物与靶标之间的相互作用程度，进而影响到药效的强弱。
对于亲和性的研究，目前主要采用构象法和肽分子对接法。
构象法是通过计算机辅助模拟多肽分子的空间构象，预测分子与靶标之间键合的可能性。
这种方法可以快速有效地筛选出具有较高亲和性的多肽结构，避免大量动物实验和临床试验。
另外，肽分子对接法通过计算机辅助模拟多肽分子与靶标分子之间的互作过程，预测肽分子与靶标蛋白之间的相互作用位点及能量大小。
这种方法通过大量模拟来筛选出最优的肽分子结构，增强对肽分子结构的认识。
2、稳定性稳定性是多肽药物研究中的另一大难题。
多肽药物在体内容易被酶解，因此要想提高多肽药物在体内的半衰期，就需要加强多肽菌株的稳定性。
对于稳定性的研究，主要采用例如N-α-取代和二硫键连接的方法等等。
N-α-取代是将天然氨基酸中的α-氢原子取代为其他官能团，如氟、氨基、甲基等。
这样的处理不但可以增加多肽分子的抗酸碱性、抗氧化性和稳定性，而且能够影响分子构象，增加多肽分子的体内稳定性。
二、蛋白质药物的设计蛋白质是一种复杂的生物大分子，对于蛋白质药物的设计就需要考虑到分子构象、稳定性和生产成本等诸多方面。
1、构象对蛋白质药物的影响蛋白质的构象对药效具有关键的影响，因为只有具有正确的构象才能够与生物分子发生作用。
而一旦蛋白质失去其构象，就难以恢复其天然状态。
因此，如何有效地保持蛋白质的构象成为蛋白质药物研究中的重要问题。
2、稳定性对蛋白质药物的影响蛋白质具有复杂的结构和功能，但是，在体内会遭受到酶解、氧化、脱水等多种反应的侵袭，从而影响到药效。
多肽和蛋白质药物及核酸类药物的生产
化学合成
利用化学合成方法，合成多肽 或蛋白质。
分离纯化
通过各种分离纯化技术，如色 谱、电泳等，将目的多肽或蛋 白质从其他杂质中分离出来。
核酸类药物的生产工艺流程
基因克隆
将目的基因克隆到载体上，构建重组DNA分子。
转录与翻译
将重组DNA分子导入细胞或微生物中，转录并翻 译成目的核酸。
提取与纯化
通过各种提取和纯化技术，如离心、沉淀、色谱 等，将目的核酸从其他杂质中分离出来。
液相合成
直接在液相中合成核酸类药物，但操作较为繁 琐。
修饰与改造
对合成的核酸进行修饰和改造，以提高其稳定性和生物活性。
03 生产工艺流程与质量控制
多肽和蛋白质药物的生产工艺流程
01
02
03
04
基因工程
利用基因工程技术，将目的基 因导入细胞或微生物中，表达
并产生多肽或蛋白质。
细胞培养
通过培养细胞，使细胞大量增 殖并产生多肽或蛋白质。
基因工程方法生产多肽和蛋白质药物通常用于生产具有高生物活性、低免疫原性 和低毒性的蛋白质或多肽药物。这些药物可用于治疗各种疾病，如糖尿病、肝炎 、癌症等。
化学合成法生产多肽和蛋白质药物
化学合成法生产多肽和蛋白质药物是 通过化学反应将氨基酸或其他有机分 子连接在一起形成多肽或蛋白质的过 程。这种方法通常需要多个化学反应 步骤，并且需要精确控制反应条件和 纯化过程。
质量控制成本
为了确保核酸类药物的质量和安全性，需要进行严格的质量控制和检 测，这些质量控制和检测的成本也是生产成本的一部分。
市场前景与竞争格局分析
市场前景
随着生物技术的不断发展，多肽和蛋白质药物及核酸类药物的应用领域不断扩大，市场需求也在不断增长。未来， 随着新药研发的加速和新治疗方法的出现，多肽和蛋白质药物及核酸类药物的市场前景将更加广阔。
《多肽、蛋白质药物》课件
多肽、蛋白质药物
目录
• 多肽、蛋白质药物的概述 • 多肽、蛋白质药物的合成与制备 • 多肽、蛋白质药物的特性与优势 • 多肽、蛋白质药物的应用领域 • 多肽、蛋白质药物的研发与审批 • 多肽、蛋白质药物的挑战与前景
01
多肽、蛋白质药物的概述
定义与分类
定义
多肽和蛋白质药物是指利用基因工程 技术、蛋白质工程技术或化学合成等 方法制备的，具有治疗、预防或诊断 疾病作用的大分子化合物。
感谢观看
研究与开发阶段
确定药物靶点
首先需要确定药物作用的生物靶点，即药物作用的生物分子，如蛋 白质或基因。
多肽、蛋白质设计
基于靶点的结构和功能，设计能够与靶点相互作用的多肽或蛋白质 药物。
合成与优化
通过化学或生物方法合成多肽或蛋白质药物，并进行药效和药代动力 学优化。
临床试验阶段
Ⅰ期临床试验
评估药物的安全性和耐受性，确定药物剂量和给药方案。
神经性疾病治疗
神经保护剂
01
多肽、蛋白质药物可以保护神经元免受损伤，用于治疗帕金森
病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
镇痛剂
02
一些多肽、蛋白质药物具有镇痛作用，可以用于治疗疼痛性疾
病，如偏头痛、神经痛等。
促进神经再生
03
多肽、蛋白质药物可以促进神经细胞的再生和修复，用于治疗
脑外伤、脊髓损伤等。
心血管疾病治疗
药物作用机制
01
02
03
靶点识别与结合
多肽和蛋白质药物通过与 靶点分子结合，发挥其治 疗作用。
信号转导调控
一些多肽和蛋白质药物可 以调控细胞内的信号转导 通路，从而达到治疗目的 。
免疫调节
多肽和蛋白质药物还可以 调节机体的免疫反应，用 于治疗免疫相关疾病。
目录
• 多肽、蛋白质药物的概述 • 多肽、蛋白质药物的合成与制备 • 多肽、蛋白质药物的特性与优势 • 多肽、蛋白质药物的应用领域 • 多肽、蛋白质药物的研发与审批 • 多肽、蛋白质药物的挑战与前景
01
多肽、蛋白质药物的概述
定义与分类
定义
多肽和蛋白质药物是指利用基因工程 技术、蛋白质工程技术或化学合成等 方法制备的，具有治疗、预防或诊断 疾病作用的大分子化合物。
感谢观看
研究与开发阶段
确定药物靶点
首先需要确定药物作用的生物靶点，即药物作用的生物分子，如蛋 白质或基因。
多肽、蛋白质设计
基于靶点的结构和功能，设计能够与靶点相互作用的多肽或蛋白质 药物。
合成与优化
通过化学或生物方法合成多肽或蛋白质药物，并进行药效和药代动力 学优化。
临床试验阶段
Ⅰ期临床试验
评估药物的安全性和耐受性，确定药物剂量和给药方案。
神经性疾病治疗
神经保护剂
01
多肽、蛋白质药物可以保护神经元免受损伤，用于治疗帕金森
病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
镇痛剂
02
一些多肽、蛋白质药物具有镇痛作用，可以用于治疗疼痛性疾
病，如偏头痛、神经痛等。
促进神经再生
03
多肽、蛋白质药物可以促进神经细胞的再生和修复，用于治疗
脑外伤、脊髓损伤等。
心血管疾病治疗
药物作用机制
01
02
03
靶点识别与结合
多肽和蛋白质药物通过与 靶点分子结合，发挥其治 疗作用。
信号转导调控
一些多肽和蛋白质药物可 以调控细胞内的信号转导 通路，从而达到治疗目的 。
免疫调节
多肽和蛋白质药物还可以 调节机体的免疫反应，用 于治疗免疫相关疾病。
多肽与蛋白质类药物-氨基酸多肽蛋白质
二.多肽与蛋白质类药物的制造方法
3.分离纯化
多肽及蛋白质的分离纯化是将提取液中的目的蛋 白质与其他非蛋白质杂质及各种不同蛋白质分离 开来的过程. 常用的分离纯化方法有: (1) 根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质 在等电点时蛋白质性质比较稳定,其物理性质如 导电性,溶解度,黏度,渗透压等皆最小,因此可利用 蛋白质等电点时溶解度最小的性质来制备蛋白质.
不十分清楚，从活性肽或细胞生长调节因子的角度去研究 它们的物质基础和作用机制，预计可获得成效
主要多肽类药物
1．多肽激素 ① 垂体多肽激素： 促皮质素(ACTH),促黑激素(MSH),催产素(OT) ② 下丘脑激素： 促甲状腺激素释放激素（TRH），生长素抑制激素（GRIF） ③ 甲状腺激素： 甲状旁腺激素（PTH），降钙素（CT）。 ④ 胰岛激素： 胰高血糖素γ，胰解痉多肽γ。 ⑤胃肠胃道激素： 胃泌素，胆囊收缩素一促胰激素（CCK-PZ）,缓激肽 ⑥ 胸腺激素： 胸腺素、胸腺肽, 胸腺血清因子
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（一）蛋白类药物的分类
6．碱性蛋白质
硫酸鱼精蛋白，存在于鱼类成熟的精子中，强碱
性。
7．蛋白酶抑制剂 胰蛋白酶抑制剂，亦称抑肽酶。
8．植物凝集素 PHA、ConA。
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（二）蛋白类药物作用方式
已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
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（三）应用基因工程技术制备重要的 蛋白类药物
已实现产品工业化的有几十种，并正从微生物 和动物细胞的表达转向基因动植物的表达。
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（四）蛋白质工程技术的应用
氨基酸多肽和蛋白质类药物课件
氨基酸药物 二、氨基酸药物生产
水解法 发酵法
以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物的 发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系， 加入前体物质合成特定氨基酸的方法。
菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分离纯化
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
氨基酸药物 二、氨基酸药物生产
半必需氨基酸 精氨酸和组氨酸
基本知识
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
二、氨基酸基本知识
氨基酸 功能
合成蛋白质
氮平衡作用
转变为糖或脂肪
参与酶、激素及部分维 生素的组成
基本知识
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三、多肽基本知识
氨酸对肝细胞内三羧酸循环代谢过程的间接促 进作用，促进了肝细胞的能量生成，使得被损 伤的肝细胞的各项功能得以迅速恢复。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
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个
中国药科大学生物制药专业
人
山东大学制药工程硕士
山东药品食品职业学院制药工程
简 系生物制药教研室主任 副教授
介 生物制药技术专业负责人
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
目 录
01 / 氨基酸、多肽及 蛋白质基本知识
水解法 发酵法 化学合成法
化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的 技术生产氨基酸的方法。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
氨基酸药物 二、氨基酸药物生产
水解法 发酵法
以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物的 发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系， 加入前体物质合成特定氨基酸的方法。
菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分离纯化
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氨基酸药物 二、氨基酸药物生产
半必需氨基酸 精氨酸和组氨酸
基本知识
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二、氨基酸基本知识
氨基酸 功能
合成蛋白质
氮平衡作用
转变为糖或脂肪
参与酶、激素及部分维 生素的组成
基本知识
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三、多肽基本知识
氨酸对肝细胞内三羧酸循环代谢过程的间接促 进作用，促进了肝细胞的能量生成，使得被损 伤的肝细胞的各项功能得以迅速恢复。
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个
中国药科大学生物制药专业
人
山东大学制药工程硕士
山东药品食品职业学院制药工程
简 系生物制药教研室主任 副教授
介 生物制药技术专业负责人
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目 录
01 / 氨基酸、多肽及 蛋白质基本知识
水解法 发酵法 化学合成法
化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的 技术生产氨基酸的方法。
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氨基酸药物 二、氨基酸药物生产
多肽及蛋白质类药物
结业论文多肽及蛋白质类药物学院环境工程学院专业生物工程班级生物11001班目录摘要一、前言二、多肽类药物和蛋白质类药物（一）多肽类药物（二）蛋白质类药物（三）多肽和蛋白类药物的主要生产方法三、重要多肽类药物（一）胸腺激素（二）促皮质素（三）降钙素四、重要蛋白类药物（一）白蛋白（二）干扰素（三）胰岛素（四）生长素（五）免疫球蛋白多肽及蛋白质类药物摘要随着蛋白组学计划的逐步深入，蛋白质结构与功能关系逐渐被破解，近年来越来越多的多肽及蛋白质类物质在诊断、治疗或作为疫苗预防各种疾病方面发挥着重要作用。
多肽和蛋白质类药物主要以20种天然氨基酸为基本结构单元依序连接而得,代谢物氨基酸为人体生长的基本营养成分,可通过农产品发酵而制备，药效高、副作用小、不积累中毒，作为人体内源性物质参与人体新陈代谢的调控，与人体高度契合。
多肽和蛋白类药物是目前医药研发领域中最有前景、进展最快的部分。
关键字：氨基酸多肽蛋白质一、前言多肽和蛋白质类药物指用于预防、治疗和诊断的多肽和蛋白质类物质生物药物。
多肽是α-氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物，它也是蛋白质水解的中间产物。
N条多肽链按一定的空间结构缠绕纠结就构成了蛋白质。
大分子蛋白质水解会生成多肽。
多肽和蛋白质类生物药物按药物的结构分类可分为：氨基酸及其衍生物类药物、多肽和蛋白质类药物、酶和辅酶类药物、核酸及其降解物和衍生物类药物、糖类药物、脂类药物、细胞生长因子和生物制品类药物。
随着生物工程技术的迅速发展，生物技术活性物质不断面世，已有不少生物技术药物应用于临床，国内外已批准上市的约40多种，1995年开发数为234种，目前正在研究的则成倍增加，在这些品种中，大量的均为多肽和蛋白质类药物。
由于多肽和蛋白质药物的体内外不稳定性，临床主要剂型是溶液型注射剂和冻干粉针。
为解决长期用药的问题，克服注射剂的不便和缺点，发展适宜给药途径的非注射传输系统是药剂学面对的挑战。
二、多肽类药物和蛋白质类药物（一）多肽类药物多肽类药物主要包括多肽疫苗、抗肿瘤多肽、多肽导向药物、细胞因子模拟肽、抗菌性活性肽、诊断用多肽及其它药用小肽等7大类。
蛋白多肽类药物
神经胶质细胞源性神经营养因 子(GDNF) 表皮生长因子(EGF)
血小板生成素(TPO)
大多数细胞因子作用于或产生于构成免 疫与炎症系统的白细胞。 白细胞包括所有的有核血细胞，是免疫 细胞的基本构成。通过灭活或者破坏异源物 质而发挥保护机体的功能。某些白细胞也具 有识别和破坏自身变异细胞的能力。
白细胞
干扰素具有广谱的生物效应： • 诱导细胞对病毒攻击的抗性； • 调节多种免疫功能； • 调节许多细胞类型的生长和分化； • 在某些动物种属中支持早期妊娠。
干扰素以基因工程的方法制备。
肿瘤坏死因子（ TNF）是一种能使
肿瘤发生出血坏死的物质。肿瘤坏死因
子分为TNF-α和TNF-β两种，前者主要由
活化的单核 -巨噬细胞产生，又称恶液毒
基因工程药物
激素类及神经递质类药物：人生长激素释放抑制因 子，人胰岛素，人生长激素 细胞因子类药物：人干扰素，人白细胞介素，集落
刺激因子，促红细胞生成素
酶类及凝血因子类药物：单克隆抗体、疫苗、基因 治疗药物、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、 人生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。
一 多肽类生化药物
干扰素（IFN）是最先发现的细胞因子，因
其具有干扰病毒感染和复制的能力故称干扰素。
根据来源和理化性质，可将干扰素分为α、β和
γ三种类型。IFN-α/βቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要由白细胞、成纤维细
胞和病毒感染的组织细胞产生，也称为Ⅰ型干
扰素 / 酸稳定干扰素。 IFN-γ 主要由活化 T 细胞
和NK细胞产生，也称为Ⅱ型干扰素。
多肽类药物（多肽类激素）是机体的特定腺体 合成并释放的一种物质，通过与远程敏感细胞内或 细胞表面的受体相互作用而使靶细胞发生变化。 主要包括垂体多肽激素、下丘脑多肽激素、甲 状腺多肽激素、胰岛多肽激素、肠胃道多肽激素和 胸腺多肽激素等。