药物生物技术(绪论)课件.ppt

1、药物生物技术药物生物技术（Pharmaceutical Biotechnology）内 容考核第一章 绪 论Chapter 1 Introduction生物技术的研究与开发现状销售额(十亿美元)新药数量年份全球生物技术药物的市场发展美国FDA历年批准的生物技术药物数目Pharmaceutical Industries生物技术的发展和广泛应用，产生物技术的发展和广泛应用，产业化水平不断提高业化水平不断提高1.1 生物技术的发展史生物技术的发展简史1、传统生物技术阶段 特点:16168 80 0年荷兰微生物学家安东年荷兰微生物学家安东.列文虎发明显微镜发列文虎发明显微镜发现了自然界存在微生物。现了

2、自然界存在微生物。Made by A.van Leeuwenhoek(1632-1723).Magnification ranges at 50-275x.Eduard Buchner(gest.1917),Nobelpreis fr Chemie 19071897年，年，eduard Buchner和和Hans Buchner两兄弟发现两兄弟发现一种离体酵母提取物一种离体酵母提取物可以使酒精发酵，即可以使酒精发酵，即酵母细胞产生一种酶，酵母细胞产生一种酶，这种酶引起发酵。这种酶引起发酵。开创了工业微生物的新世纪。开创了工业微生物的新世纪。产品：乳酸、柠檬酸、丙酮等产品：乳酸、柠檬酸、丙酮等缺

3、陷：缺陷：嫌气发酵或表面培养，嫌气发酵或表面培养，微生物的初级代谢产物。微生物的初级代谢产物。2、近代生物技术阶段 产品类型多，生物技术要求高，生产设备规模巨大，技术发展速度快1945年诺贝尔奖得主年诺贝尔奖得主3、现代生物技术阶段J.D.Watson F H C.Crick1953美国的美国的Watson Watson 和英国的和英国的CrickCrick共同共同提出了生命基本物质提出了生命基本物质DNADNA双螺旋结构型。双螺旋结构型。1973 Boyer和和Cohen用限用限制性内切酶和连接酶第一次制性内切酶和连接酶第一次完成完成DNA的切割和连接的切割和连接,揭开揭开了基因重组的序幕。

4、了基因重组的序幕。T4DNA连接酶连接酶将质粒转入大肠杆菌EcoR酶解EcoR酶解EcoREcoREcoRpSC101转化细胞1975 杂交瘤技术创立杂交瘤技术创立,揭开了抗体工程的序幕揭开了抗体工程的序幕u 现代生物技术的内容1、重组DNA技术及其它转基因技术；2、细胞和原生质体融合技术；3、酶或细胞的固定化技术；4、植物脱毒和快速繁殖技术；5、动、植物细胞的大量培养技术；6、动物胚胎工程技术；7、现代微生物发酵技术（高密度、连续和其它新 型发酵技术）；8、现代生物反应工程和分离工程技术；9、蛋白质工程技术；10、海洋生物技术，等等。现代生物技术的发展趋势一、生物技术（Biotechnolo

5、gy）（二）生物技术的范畴（三）生物技术相关学科 生物学（微生物、分子生物、遗传）化学（生物化学、蛋白质化学）工程学：（化学工程、电子工程）医学 药学 农学生物技术的基础学科与分支分子生物学 医药生物技术 微生物学 生物技术疫苗 生物化学 现代生物技术 生物技术诊断 遗传学 农业生物技术细胞生物学 家畜生物技术 化学工程 海洋生物技术二、生物技术进展与新药研究人类基因组计划于1985年提出，1989年多国开始先后参与，计划于1990年正式启动。多国合作小组,“Celera Genomics”的竞争遗传生物学家Craig Venter博士Proteomics includes not only

6、the identification and quantification of proteins,but also the determination of their localization,modifications,interactions,activities,and,ultimately,their function.二、二、蛋白质研究的简要史蛋白质研究的简要史三、蛋白质组学的研究内容三、蛋白质组学的研究内容3.蛋白质组在药物开发中的应蛋白质组在药物开发中的应用用 药物靶点的发现药物靶点的发现靶点的评价、认定与筛选的靶点的评价、认定与筛选的优化优化 药物毒理学分析与临床前安药物毒

7、理学分析与临床前安全性评价全性评价 生物信息学与新药开发生物信息学研究需要什么？需要什么？Bioinformatics a Definition-Oxford English DictionaryBioinformatics:科技界一颗耀科技界一颗耀眼的新星眼的新星 美国电脑执照-高薪阶层后基因组时代 后基因组时代的挑战:1.蛋白组学:序列-结构-功能 2.研究生物的生长代谢的过程和疾病的机制 3.基因组药物生物信息学离不开高性能计算机。并需要信息学家的参与。急需有自主知识产权的生物信息处理软件平台和大量高效的快速的新算法的开发及改进。Major Application I:Designing

8、 DrugsMajor Application II:Finding HomologsMajor Application III:Overall Genome Characterizationproteomics dataProteomics tools 生物信息数据库种类生物信息数据库种类我国生物信息学现状及问题1.我国已有强大的DNA测序中心:华大,北方,南方,.但我们需要运算速度远比现在计算速度快的机器或方法.2.生物信息学处理系统处于初级规模.有一些Genbank,EMBL,GCG的镜象.(1).没有自己的完善的系统 (2).没有大量新算法的开发3.后基因组：科研单位及制药工业并未完全

9、吸收利用生物信息学的工具.现有各种生物信息学网站（公共免费的，如NCBI,EMBL）建立自主知识产权的生物信息学处理软件平台我们能做什么Genbank HTGHTG 是GenBank、DDJB及EMBL为使生物学家更好地进行同源性对比搜寻高通量基因组序列而作的特殊分类。占所有DNA序列的70%以上。HTG部分包括那些通过高通量测序中心测序产生的尚未完成的DNA序列,有或没有注释。芯片技术和新药开发1.2 生物技术药物Biotechnological drugs一、概念1、生物药物（biological drugs）指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生

10、物体用作诊断和治疗疾病的医药品。2、生物技术药物（biotechnological drugs）采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物。二、生物技术药物的分类三、生物技术药物的来源四、生物技术药物的特性 1、分子结构复杂 2、具有种属特异性 3、治疗针对性强，疗效高 4、稳定性差 5、基因稳定性 6、免疫原性 7、体内半衰期短 8、受体效应 1.3 生物技术制药Biotechnological pharmaceutics一、定义生物技术制药 （biotechnological pharmaceutics）采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所

11、需的医药品。二、生物技术制药的特征1、高技术2、高投入3、长周期4、高风险5、高效益u 医药生物技术是整个生物技术领域中最 为活跃的部分，将成为世界经济的支柱 产业之一。1、基因工程药物；2、基因治疗；3、诊断试剂、酶制剂；4、动、植物医药产品；5、核酸类药物；6、利用现代生物技术改造传统生物药物。三、生物技术在制药中的应用u 基因工程制药u 细胞工程制药u 酶工程制药u 发酵工程制药u 途 径1、用克隆的基因表达生产有用的肽类和 蛋白质类药物或疫苗；2、利用基因工程技术改造传统的制药工业基因工程制药u 内 容1、基因工程药物品种的开发2、基因工程疫苗3、基因工程抗体4、基因诊断与基因治疗5、应用基因工程技术建立新药筛选模型6、应用基因工程技术改良菌种产生新的微 生物药物7、应用基因工程技术改进药物生产工艺8、利用转基因动、植物生产蛋白质类药物基因工程制药u 单克隆抗体技术u 动物细胞培养u 植物细胞培养生产次生代谢产物细胞工程制药酶工程制药工艺改进新药研制菌种改造发酵工程制药怎样发现新药Phase 1 Clinical StudiesPhase 2 Clinical StudiesSponsor/FDA Meeting(End of Phase 2)