生物技术制药重点剖析(DOC 16页).doc

1、重点（单选10个，名词解释4个，简单3个，论述2个。）1.生物技术制药飞速发展的30年20世纪70年代中期 生物时代（重组DNA、DNA的合成、DNA和蛋白质的微量测序技术 、重组蛋白、单克隆抗体 人胰岛素）20世纪80年代中期 技术平台时代（新平台：高通量筛选、组合化学、胚胎干细胞技术，药物的探索性研究、治疗的新模式：反义药物、基因治疗以及在治疗中添加使用重组蛋白、胰岛素、干扰素、EPO、细胞集落刺激因子（CSF）、人生长激素等）20世纪90年代中期 基因组时代（新技术：基因组、高通量的测序、基因芯片、生物信息、生物能源、生物光电、生物传感器、蛋白质组学和功能基因组学等 制药工程，新药研发）

2、2006年 后基因组时代2.质粒三要素、基因工程制药流程、蛋白质纯化技术质粒载体的三个要素 （1）复制子: 又称复制起始区 （2）选择标记：用于筛选鉴定 (3) 多克隆位点: 限制性内切酶识别序列基因工程制药流程:1. 目的基因的制备 2. 载体 3. 载体与目的基因的连接 4. 重组DNA导入宿主细胞 5. 重组子的筛选和鉴定 6. 细胞表达系统的选择 7. 基因重组蛋白的分离和纯化 基因重组蛋白的主要纯化技术1. 离子交换层析 利用蛋白质等电点的差异，通过带电的溶质分子与离子交换剂中可以交换的离子进行交换离子交换剂 阴离子交换剂、阳离子交换剂、两性离子交换剂、选择性离子交换剂 影响因素 盐

3、离子浓度、离子大小、洗脱梯度与流速 2. 亲和层析 利用固定化配基于目的蛋白之间特异的生物亲和力进行吸附 酶与激活剂/受体/底物 抗体与抗原 受体与激素/配体 蛋白质与DNA/RNA结合域亲和层析步骤： 配基固定化 亲和吸附 洗涤 洗脱解离 再生3.凝胶过滤4. 反相层析和疏水层析 反相层析：有机溶液洗脱，蛋白质可能变性 疏水层析：盐溶液洗脱3.动物细胞培养常用溶液、培养基、生产用动物细胞动物细胞培养基是维持动物组织及细胞在体外生存、生长的基本的营养物质。 1天然培养基：直接采用取自动物体液或组织中提取的成分作培养液，如乳蛋白水解物、酪蛋白水解物、血清、血浆及胚胎浸出液等(维持液：含低浓度或不

4、含小牛血清 /生长液：含520小牛血清 )2合成培养基：化学成分主要为氨基酸、碳水化合物、蛋白质、核酸类物质、维生素、辅酶、激素、生长因子、微量元素及缓冲剂等。 (Eagle培养基含有13种氨基酸、9种维生素、6种无机盐及葡萄糖； 199培养基含21种氨基酸、17种维生素、7种无机盐、4种嘌呤、2种嘧啶、谷胱甘肽、ATP、胆固醇、吐温-80、脱氧核糖、核糖、葡萄糖及醋酸钠。 )3血清培养基：不需要添加血清就可以维持细胞在体外较长时间生长繁殖的合成培养基无血清培养基:在培养基中增加某些适于细胞生长的成分，如纤连蛋白、转铁蛋白、胰岛素、表皮生长因子等3无血清培养基(serumfree medium

5、)第一代 不含有血清，但含有大量的动物或植物蛋白 第二代 完全不用动物来源的蛋白质，蛋白质含量很低 (少于100g/ml)，使重组蛋白的纯化简单 第三代 完全不含有蛋白质或含量极低，没有任何动物、 人类蛋白或多肽 新一代 无血清、无蛋白质、无动物来源、成分确定动物细胞培养常用的其他溶液1平衡盐溶液 2培养基pH调整液 3细胞消化液 4抗生素溶液 1平衡盐溶液 生理盐水 葡萄糖 维持细胞渗透压、调控培养液酸碱度平衡 酚红指示剂 pH 黄/紫红 Hanks液 缓冲能力弱 Earle液 缓冲能力强 2培养基pH调整液 合成培养液微酸性，需调整pH单独配制，单独灭菌，待灭菌后的培养基使用前再加入 3.

6、7、5.6、7.4NaHCO3溶液、羟乙基哌嗪乙磺酸液 3细胞消化液 (1)胰蛋白酶溶液： 分离自牛、猪等动物胰脏的胰蛋白酶(trypsin)呈黄白色粉末状，极易潮解，注意冷藏干燥保存.常用1:125和1:250两种浓度 (2)EDTA溶液： 一种化学螯合剂，其溶液又称Versen液，对细胞具一定的非酶性解离作用。 常用浓度0.02(个别细胞系要求浓度较高)使用完，需用Hanks液冲洗净(血清对其无终止作用) 4抗生素溶液 防止发生微生物污染 青霉素、链霉素、卡那霉素、制霉菌素 生产用动物细胞的种类1原代细胞：直接将动物组织或器官经过粉碎、消化而制得的悬浮细胞 (需要大量的动物组织原料、不能直

7、接从细胞库获得 、生长分裂不旺盛)2传代细胞系：原代细胞经过传代、筛选、克隆等步骤，从多种细胞中纯化得到的某种具有一定特征的细胞系 (在生物学特性上与肿瘤细胞有许多相似之处/有时是从肿瘤细胞衍生而来/从动物胚胎组织中获取，有明显的贴壁和接触抑制特性，有正常细胞的核型，一般可传代培养50代，且无致瘤性 /广泛用于人用治疗性药物的生产，不够理想 )3转化细胞系：正常细胞经过某个转化过程，失去正常细胞的特点而获得无限增殖的能力得到的细胞系(大规模工业化生产)(无限的生命力 /较短的倍增时间 /较低的培养条件要求 Vero(正常成年非洲绿猴肾细胞)、CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)、Namalwa细胞(

8、淋巴瘤细胞)和BHK-21细胞(幼鼠肾细胞) )4工程细胞系：采用细胞融合技术或基因工程技术对宿主细胞的遗传物质进行修饰改造或重组，获得具有稳定遗传的独特性状的细胞系 (1)融合细胞系：通过动物细胞融合技术构建 (2)基因工程细胞系：通过表达载体的构建、表达载体的导入以及表达细胞株的筛选而构建 4.抗体的结构、抗体的种类、嵌合抗体、人源化抗体基本结构：抗体单体由4条多肽链（2条相同的重链和2条相同的轻链）通过二硫键（-S-S-）链接而成，为“Y”字形结构。1.轻链（L链） 2.重链（H链） 3.可变区（V区）:识别并特异性结合抗原： 与毒素结合可以中和其毒性 /与病原体结合，可以组织其对机体细

9、胞的黏附和感染 恒定区（C区）:1.激活补体系统 抗体（IgM、IgG）与抗原结合形成复合物可通过启动C1q激活补体经典途径；IgG4、IgA和IgE的聚合物可以激活补体旁路途径。 2.介导免疫细胞活性 抗体的调理作用；ADCC作用；介导超敏反应 3.穿过胎盘与黏膜 IgG是唯一能够从母体通过胎盘屏障转运到胎儿体内的抗体（胎儿抗感染） 分泌型IgA合成和主要作用部位在黏膜（黏膜局部抗感染）4.超变区（HVR），又可称为互补决定区（CDR） 骨架区（FR） 5.铰链区6. 抗原特异性结合部位 7.补体结合位点 8.巨噬细胞等的结合位抗体的种类：Fab和Fv、单链抗体、双链抗体、抗体融合蛋白、嵌合

10、抗体、人源化抗体、超变区多肽、特殊抗嵌合抗体:是利用DNA重组技术，将异源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中，转化哺乳动物细胞表达的抗体，表达的抗体轻重链V区是异源，而C区是人源的，即整个抗体分子60%-70%是人源的。人源化抗体：把鼠抗体的CDR序列一直到人抗体的可变区内，所得的抗体。5.疫苗的种类、各种亚单位疫苗1.灭活疫苗 2.减毒活疫苗 3.亚单位疫苗 4.联合疫苗 5.核酸疫苗 6.治疗性疫苗灭活疫苗又称死疫苗，是指利用加热或甲醛等理化方法将人工大量培养的完整的病原微生物杀死，使其丧失感染性和毒性而保持其免疫原性，并结合相应的佐剂而制成的疫苗。 疫苗液中除含有灭

11、活的病毒颗粒外，还含有细胞成分和培养病毒时加入的牛血清等蛋白类物质，多次接种疫苗容易发生过敏反应。灭活疫苗的优点 制造工艺简单 免疫原性的稳定性高 易于制备多价疫苗灭活疫苗的缺点 需要严格的灭活操作，保证疫苗中不含有灭活不完全的颗粒。 需要进行多次接种，由于机体反复接受疫苗中的异性蛋白质的刺激，而可能出现不良的过敏反应。 接种灭活疫苗产生的抗体滴度随时间而下降 灭活疫苗需要量大减毒活疫苗又称弱毒疫苗，是指将微生物的自然强毒株通过物理、化学和生物学的方法，连续传代，使其对原宿主丧失致病力，或只引起亚临床感染，但仍保持良好的免疫原性、遗传特性，用这种毒株制备的疫苗就叫减毒活疫苗。 减毒活疫苗的作用

12、机制最类似自然感染免疫，因而具有类似自然感染的优越性。 当前使用的病毒疫苗多数是减毒活疫苗。 常用的减毒方法： 体外减毒 :即体外连续传代减毒。在异源宿主中连续传代；在单一宿主中反复连续传代。 冷适应筛选 温度可以改变病毒的特性，得到冷适应株。 病毒冷适应株常伴有毒力减弱和各种特征性标志。 冷适应筛选稳定的减毒突变株是在传统疫苗设计中较早采用的方法，而且也是最为行之有效的思路。 减毒活疫苗的优点1）可以诱导更全面的免疫应答 2）可诱导较强的免疫反应，理论上只需要接种一次 3）可能引起水平传播，扩大免疫效果 4）生产工艺简单，价格低廉。 减毒活疫苗的缺点 1）有可能出现毒力回复 2）可能造成环境

13、污染而引发交叉感染等，并可能滞留在环境中形成传染源 3）产品的分析评估较为困难 4）保存、运输条件要求较高 亚单位疫苗是指提取或合成细菌、病毒外壳的特殊蛋白结构，即抗原决定簇制成的疫苗，这类疫苗不是完整的病毒，是病毒的一部分物质，故称亚单位疫苗。 亚单位疫苗仅有几种主要表面蛋白，因而能消除病毒（或细菌）的许多无关抗原决定簇和粗制或半提纯的病毒（或细菌）制剂诱发的不良反应。亚单位疫苗： 纯化亚单位疫苗 合成肽亚单位疫苗 基因工程亚单位疫苗 合成肽亚单位疫苗（Synthetic peptide subunit vaccine） 合成肽疫苗是指使用化学方法合成能够诱发机体产生免疫保护的多肽制成的疫苗

14、。 优点：纯度和安全性高；副作用小；可长期在常温下保存； 缺点：其抗原性单一；免疫原性弱。 因此须用几种合成肽抗原联合使用，还须用多种方法提高合成肽的免疫原性。灭活疫苗减毒活疫苗亚单位疫苗制备方法通过化学或物理方法使病原体失活通过非正常培养选择减毒株或无毒株以化学方法获得病原体的某些具有免疫原性的成分免疫机理病原体失去毒力但保持免疫原性，接种后产生特异抗体或致敏淋巴细胞接种后病原体在体内有一定生长繁殖能力，类似隐性感染，产生细胞、体液和局部免疫接种后能刺激机体产生特异性免疫疫苗稳定性相对稳定相对不稳定稳定毒力回升不可能有可能不可能免疫接种多次免疫接种一般为一次性多次免疫接种安全性较安全对免疫缺

15、陷者有危险安全性好常用疫苗乙脑、脊髓灰质炎灭活疫苗麻疹、脊髓灰质炎减毒活疫苗白喉、破伤风类毒素，A群脑膜炎球菌多糖疫苗基因工程亚单位疫苗：是指在分离出病原体特异抗原编码基因的基础上，将外源基因转入另一个非致病性的微生物内表达基因产物，然后通过分离和纯化而获得特异性的蛋白质。基因工程亚单位疫苗的优点：产量高；纯度高；安全性高 ；用于病原体难于培养或有潜在致癌性，或有免疫病理作用的疫苗研究。基因工程亚单位疫苗的缺点：与传统亚单位疫苗相比 ，免疫效果较差。增强其免疫原性的方法：调整基因组合使之表达成颗粒性结构 在体外加以聚团化，包入脂质体或胶囊微球 加入有免疫增强作用的化合物作为佐剂（adjuvan

16、t）。 6.固定化酶的性质和指标、有机相的酶反应固定化酶性质的改变：1.酶活力的改变：固定话酶活力小于天然酶，专一性也会发生改变2.酶稳定性的提高：热稳定性3.酶最适合PH改变：负电荷载体制备的固定化酶，最适pH提高；反之亦然 4.酶最适温度提高5.米氏常数KM变化指标：1.固定化酶（细胞）的活力酶催化某特定化学反应的能力，可表示为一定条件下它所催化的某一反应的反应初速度。 单位：每毫克干重固定化酶（细胞）每分钟转化底物（或生产产物）的量，表示为mol/(min.mg) 2.偶联率及相对活力的测定：用以表示影响酶固有性质诸因素的综合效应及固定化期间引起的酶失活 固定化酶的活力回收是指固定化以后

17、固定化酶（或细胞）所显示的活力占被固定的等量游离酶（细胞）总活力的百分数3.固定化酶（细胞）的半衰期 在连续测定条件下，固定化酶（细胞）的活力下降为最初活力一半所经历的连续工作时间，以t1/2表示 是衡量操作稳定型的指标，而操作稳定性是影响实用的关键因素。 4.固定化酶的热稳定性 将固定化酶在不同温度下温育1h之后，在最适温度下测定酶活力，固定化酶的活力一般应保持在60%以上。为什么采用有机相进行酶反应？ 对于大多数有机化合物来说，水并不是一种适宜的溶剂。因为许多有机化合物(底物)在水介质中难溶或不溶。 水的存在往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反应的发生。 有机相中酶反应的优点减少水引

18、起的副反应 有利于疏水性底物的反应 热力学平衡向产物方向移动 提高酶的稳定性 酶不溶于有机介质，利于回收利用 从低沸点的溶剂中易分离纯化产物 无微生物污染 规模生产水解反应（脂肪酶、蛋白酶） 腈水解反应（腈水解酶、水合酶） 腈合成反应（羟腈化酶） 酯化/酰化反应（脂肪酶、蛋白酶） 羰基还原反应（酮还原酶、醇脱氢酶）有机相酶反应的溶剂体系水-水溶性溶剂均相体系 水-水不溶性溶剂两相体系 反相胶团（束）体系 单向有机溶剂体系影响有机相酶反应的主要因素:水含量 /有机溶剂 /酶 /固定化载体 /pH 7.发酵过程的影响因素及控制、优良菌种的选育发酵过程的影响因素及控制有一个好的菌种以后要有一个配合菌

19、种生长的最佳条件，使菌种的潜能发挥出来目标是得到最高的产品收率。发挥菌种的最大生产潜力考虑之点 菌种本身的代谢特点 生长速率、呼吸强度、营养要求（酶系统）、代谢速率 菌代谢与环境的相关性 温度、pH、渗透压、离子强度、溶氧浓度、剪切力等（一）菌体浓度的影响及控制 菌体浓度：是指单位体积培养液中菌体的含量。菌体浓度不仅反映菌体细胞的多少，而且反映菌体细胞生理特性的不同阶段。 菌体浓度大小主要取决于：菌体的生长速率以及营养物质和环境条件（温度、pH、渗透压和水）。(二) 菌体浓度与产物产率的关系 在适当的生长速率下，发酵产物的产率与菌体浓度成正比关系。 但是，菌体浓度过高，往往也会产生其他的影响，

20、如营养物质消耗过快，培养液的营养成分发生明显的改变，有毒物质的累积，有可能改变菌体的代谢途径，特别是对培养液中的溶解氧影响尤为明显，影响产物产率。 菌体浓度过低，同样使产物的产率下降。控制: 在发酵过程中必须设法使菌体浓度控制在合适的范围内。 通过调节培养基中营养基质的浓度来控制。首先要有适当的配比，然后通过中间补料来调整。(二）营养物质对发酵的合成和控制各种营养物质对微生物生长繁殖和代谢产物的合成都很重要。 1. 碳源的影响及控制 2. 氮源的影响及控制 3. 磷酸盐的影响及控制 4. 补料的控制1.碳源的影响及控制 碳源可以分为速效碳源和迟效碳源。 速效碳源能被微生物快速利用，合成菌体和产

21、生能量，因此有利于菌体的生长，但过多的分解代谢产物有时会对目标产物的合成产生分解代谢阻遏作用，不利于产物的合成。 迟效碳源为菌体缓慢利用，有利于延长代谢产物的合成，特别有利于延长抗生素的分泌期。 工业上，采用速效和迟效碳源的混合培养基来控制菌体的生长和产物的合成。 举例：青霉素乳糖或缓慢滴加葡萄糖2.氮源的影响与控制 氮源分为速效氮源和迟效氮源。 氨基（或铵）态氮（氨基酸、硫酸铵）和玉米浆属速效氮源，能被菌体快速利用，促进菌体生长，但对某些代谢产物的合成，如抗生素的合成产生调节作用，影响产量。 迟效氮源如黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉等，对延长次级代谢产物的分泌期，提高产量十分重要。 发酵过程，

22、要选择合适的氮源和含量。一般选用含速效和迟效的混合氮源。3.磷酸盐的影响和控制 磷是微生物分解代谢和合成代谢所必须的成分，保证微生物正常生长所必需的磷酸盐浓度一般为0.32300mmol，而对次级代谢产物而言所允许的最高平均浓度为1.0mmol，超过10mmol就明显抑制产物合成，因此控制磷酸盐浓度对微生物药物，特别是次级代谢产物的发酵生产是非常重要的。4.补料的控制 补料对发酵起到了重要作用：丰富了培养基，避免了菌体过早衰老，使产物合成期延长；控制pH和代谢方向；改善通气效果；补足因发酵过程中减少的发酵液体积。 补料的物质包括碳源、氮源、水和其他物质（磷酸盐、前体等）。 补料在菌体生长旺盛后

23、期，发酵液泡沫液位下降后开始。 补料的关键：控制补料的时间、速率和料配比。（三）温度的影响及控制 不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类：嗜冷菌适应于0260C生长，嗜温菌适应于15430C生长，嗜热菌适应于37650C生长，嗜高温菌适应于650C以上生长 （四）pH的影响和控制 每一类菌都有其最适的和能耐受的pH范围，大多数细菌生长的最适pH范围在6.37.5，霉菌和酵母菌生长的最适pH范围为36，放线菌生长的最适pH范围为78。 微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH往往不一样，这与菌种的特性和产物的化学性质有关。引起发酵液pH下降的因素：培养基中碳、氮比例不

24、当，碳源过多，特别是葡萄糖过量，或中间补糖过多，加之溶解氧不足，致使有机酸大量积累而使pH下降；消沫剂加的过多，生理酸性物质的存在及氮被利用等。 引起发酵液pH上升的因素：培养基中碳、氮比例不当，氮源过多，氨基酸释放等；生理碱性物质存在，中间补料中氨水或尿素等碱性物质加入过多等。（五）溶氧的影响和控制 溶氧是需氧微生物生长所必需的。 发酵过程中需要不断通气和搅拌，才能满足溶氧要求。 发酵过程中应保持氧浓度在临界氧浓度以上。 一般发酵前期，由于产生菌大量繁殖，需氧量大幅度增加，如果此时需氧超过了供养，会使溶解氧明显下降，溶解氧曲线出现一个低峰。（七）泡沫的影响与控制 发酵过程起泡的利弊：气体分散

25、、增加气液接触面积，但过多的泡沫是有害的 泡沫的定义：一般来说：泡沫是气体在液体中的粗分散体，属于气液非均相体系 美国道康宁公司对泡沫这样定义：体积密度接近气体，而不接近液体的“气/液”分散体。优良菌种的选育1.遗传性转稳定2.生长速度快,不易污染3.目标产物产量尽可能接近理论转化率4.目标产物最好分泌到胞外5.尽可能减少类似物的产量6.其所利用生长的培养基简单,价格低廉8.羟化反应、脱氢反应、甾体边链降解1. 甾体的微生物转化：羟化反应微生物对甾体羟化的位点众多，其中以c9、c11，c11、c14, c15, c16, c16、c17、c19角甲基和边链c26位上的羟化较为重要。 微生物转化

26、甾体的羟化酶多是细胞色素P450依赖型，P450作为末端氧化酶，需要利用分子氧以及与NADPH-依赖的脱氢酶相连接的电子转移系统。羟化酶所转化的羟基由空气中的氧直接取代甾体上的氢形成，因此工业上利用黑根霉菌 转化甾体时需要充分供氧 1）C9羟化：C9位导入羟基后，容易在C9-C10之间引入双键，并可进一步导入C11- 羟基或导入氟原子，因此C9羟化属于甾体药物合成中的一个关键中间步骤。 另一方面，C9羟化还涉及甾体边链选择性降解， 在微生物降解甾体边链过程中，防止甾体母核破裂的关键是抑制9-羟化酶对9的羟化。 2）C11羟化：微生物所特有的C11羟化反应是最早应用于工业生产的微生物转化反应，它

27、的成功应用替代了困难的化学合成，而其在皮质激素类药物的合成中所得产物具有强抗炎活性，促进了皮质激素类药物的合成。 3）C11羟化：C11羟化同样可以应用于甾体激素生产。其中研究较广泛的有新月弯孢霉，该霉菌对底物结构的变化有较广的耐受性，能对许多结构不同的甾体进行11-羟化。 4）C15 羟化:研究人员将雷斯青霉固定在海藻酸钙凝胶上制成固定化细胞进行生产， 生产后15羟化活性可恢复。 应用-环糊精无论使用游离细胞还是固定化细胞都能提高转化率。 5）C16羟化：除C11位点的羟化外，皮质甾体类药物合成中的另一个重要反应是甾体母核的C16羟化。目前C16羟化常采用放线菌进行生物转化，导入C16-羟基

28、后，使其对电解质影响减小，同时抗炎和糖代谢作用不变。 6）C17羟化：在甾体母核上引入C17-羟基后能增加皮质甾体药物的抗炎和糖代谢作用。绿色木霉能对黄体酮的C17羟化，树枝状孢囊菌和小瓶瘤孢菌也能对甾体母核进行C17羟化。7）C19羟化:C19羟化产物是制备19-失碳甾体化合物的重要中间体。19-失碳甾体较原甾体具有更显著的生理活性，如19失碳孕甾酮的疗效较孕甾酮活性高48倍。 8）双羟基化：目前，甾体母核常见的双羟基化反应一般发生在C7 与C15位置。 并头状菌属的某些菌株能将黄体酮转化为7, 15-双羟基黄体酮。 1. 甾体的微生物转化：脱氢反应在皮质甾体类药物的母核C1,2位置导入双键

29、后，能成倍地增加其抗炎 活性。但由于在动物体内缺乏相应的酶，甾体激素类化合物的C1,2脱氢反应不能进行， 而通过体外进行c1,2脱氢，即可得到更高效的甾体药物，这也是人工改造获得高效药物 的典型例子。 采用化学脱氢的方法，一般用二氧化硒脱除法，产品中带有少量难以除尽的对人体有毒害的硒。 微生物脱氢高效无毒，目前己经成为甾体抗炎激素药物合成中不可缺少的一步。 一般情况下，细菌的脱氢能力比真菌强，如棒状杆菌中的节杆菌和分枝杆菌脱氢活力较强。 3-酮基甾体-1-脱氢酶 （KS1DH）是微生物体内最常见的脱氢酶。(该反应被广泛应用于制药工业)KS1DH 可催化4-3-酮甾体的脱氢，其作用是在3-酮基甾

30、体的A环上引入1, 2位双键。 KS1DH 同时也是甾体母核降解的关键酶，因为甾体母核降解时也需要甾体A环上1,2位双键的引入。 KS1DH可催化脱氢反应的逆反应即C1,2-氢化反应，该酶的氢化活性对底物 的特异性类似于3-酮-4-烯甾体的脱氢反应。 1. 甾体的微生物转化：甾体边链降解各类具有生理活性的甾体药物的基本母核目前都是从高等植物和动物中的天然甾体化合物经过边链降解、除去厄长的边链得到基本甾体母核 研究发现，许多微生物都能够将固醇类化合物作为碳源利用，最终将甾体母核环戊烷多氢菲和边链完全氧化为CO2和水。 固醇边链降解的机制与脂肪酸的氧化途径相似。胆固醇的边链降解途径始于C27羟基化

31、，再通过氧化形成C27酸，然后-氧化后先失去丙酸、醋酸，最后脱去丙酸，形成C17酮化合物9-羟化酶 C1,2-脱氢酶(KS1DH) 如何避免甾体母核的降解 (1)对固醇进行结构改造达到选择性降解甾体边链的目的。 在甾体的A 环形成芳香核后不再会发生母核的破裂。 或当C6-19氧桥存在时会阻碍C1,2 双键导入，从而保护甾体母核不被微生物进一步降解。 (2)在酶抑制剂存在下对甾体进行选择性边链降解。对甾体母核的选择性边链降 解不但方便甾体药物的改造，而且可以防止甾体母核的破裂。在微生物转化过程中抑制甾体母核降解的关键酶9-羟化酶或C1,2-脱氢酶的活性，从而达到选择性降解固醇边链 的目的。 几类

32、对甾体母核降解有抑制作用的化合物 作用机制化合物Fe3+络合剂2，2-双联吡啶、1, 10-二氮杂菲羟基喹琳、5-硝基-1，10- 二氮杂菲 ,二苯基硫卡巴腙 二乙基硫氨基甲酸酯、异菸酰肼 邻苯二胺、4-异丙基-芳庚酚酮取代Fe的金属离子Ni2+、Co2+、Pb2+ 阻碍巯基功能Se032-、AS02- 氧化还原染料次甲蓝、刀天青(3)应用诱变或分子生物学技术筛选或构建选择性降解甾体边链的菌株。 采用紫外线、AT-甲基亚硝基胍等 诱变剂，通过诱变技术筛选可以得到生化阻断突变株，由于生化阻断突变株中酶的缺损，可选择性降解甾体边链而不导致甾体母核的降解，且可以大量积累所需要的中间体。 随着基因工程

33、的发展，人们已大量釆用基因工程的手段如基因同源重组技术改造菌株使之稳定高效地积累所需化合物甾体药物中间体。 9.蛋白质化学修饰、蛋白质药物化学修饰、修饰的作用（意义）、修饰策略蛋白质的化学修饰:通过基团的引入或去除而使蛋白质的一级结构发生改变的过程 蛋白质的药物化学修饰:主要是指在分子水平上对蛋白质药物进行化学改造，通过对主链的切割、剪接及化学基团的引入，实现对蛋白质药物理化性质和生物活性的改变，属于蛋白质改性的范畴蛋白质虎穴修饰的意义: 循环半衰期延长 免疫原性降低或消失，毒副作用减小 物理、化学、生物稳定性增强 修饰策略 :随机修饰 定点修饰随机修饰：游离氨基多，同时发生在多个游离-NH2

34、定点修饰：PEG-醛对-NH2进行定点修饰 蛋白质分子表面游离赖氨酸残基的-NH2和N-末端氨基酸残基的-NH2,两者具有较高的亲核反应活性，是蛋白质化学修饰中最常用的被修饰基团。 巯基修饰 多为定点修饰。 由于蛋白质分子中巯基含量较少，利用巯基的高亲和性，选取能够特异性与巯基偶联的化学修饰剂，可以对蛋白质分子进行定点修饰。 定点引入巯基：糖蛋白的糖基化位点、蛋白质的抗原决定簇、蛋白质末端等 羧基修饰的位点包括天冬氨酸、谷氨酸及末端羧基。首先把修饰剂(如PEG)分子中的羟基转化为氨基，再在碳二亚胺存在下与蛋白质的羧基缩合，得到修饰的蛋白质。 10.RNA干扰、基因治疗、肿瘤的基因治疗（新型技术

35、制药PPT）有一条论述大题在这里! RNA干扰（RNA interference，RNAi）:是一种由双链RNA诱导的基因表达调控和基因沉默的过程 ，其广泛存在于从植物、无脊椎动物到哺乳动物的各种生物。RNAi的作用原理 双链RNA诱导诱导RNAi的过程主要分为两个阶段： 启动阶段 执行阶段 启动阶段 当细胞中由于感染等原因出现双链RNA分子时，细胞中一种称为Dicer的核酸酶就会识别这些双链RNA，并将其降解成21-23bp长的小干扰RNA（siRNA），单链siRNA与一些蛋白形成复合体，构成“RNA诱导的沉默小体”（RISC） 执行阶段 当目标mRNA与RISC中的siRNA完全配对时，

36、 RISC就会切割目标RNA，并由细胞中的核酸酶将其进一步降解，从而抑制目标基因的表达 长链的RNA会诱导细胞合成并分泌干扰素，干扰素又会抑制细胞的蛋白质合成，造成一定的副作用。如果直接用21-23bp的小双链RNA即siRNA，则不会诱导干扰素反应，却能在细胞中激活RISC，发挥抑制基因表达的作用。 siRNA的作用 体外实验和动物模型研究证明siRNA药物可以成功抑制HIV、乙肝病毒、流感病毒、SARS冠状病毒、口蹄疫病毒等的感染。 siRNA还可以治疗一些非感染性疾病：美国正在开发一种治疗老年性黄斑变性的siRNA药物 优点：与反义RNA相似，siRNA作为药物具有目标基因专一性强 与反

37、义RNA相比，siRNA药物的作用机制更加明确，效果更加肯定 缺点：siRNA的作用需要与目标RNA间发生完全的配对，因此对于目标RNA的突变很敏感。个别位点的突变会使效果大打折扣 在用于抗病毒治疗时，病毒可能出现抗药突变株 siRNA的设计 应选取对于疾病发生具有至关重要作用，而对细胞的其他功能影响不大的保守基因作为目标基因，再根据目标基因的序列设计siRNA Tom Tuschl根据实验提出了一个设计siRNA的原则： 选择转译起始密码子后50-100碱基的范围，以AA作为正义链的第1，2个核苷酸，GC比为50左右，同时在正义链和反义链的3-都有TT两个核苷酸的突变u 基因治疗（gene

38、therapy）是向靶细胞导入外源基因，以纠正或补偿基因缺陷，达到治疗遗传病目的。基因治疗的关键是将正确的基因导入人体 基因导入的方式有两种方式：离体基因导入和体内基因导入非生物法导入基因 常用的方法是用脂质体包裹DNA分子，此外也将基因连接到一些高分子材料上。生物法导入基因 生物法导入基因主要利用病毒作为基因载体将基因导入目标细胞，但近年也有利用细胞内寄生菌进行基因导入的实验研究。 常用的病毒载体有： 腺病毒/腺相关病毒/反转录病毒基因治疗的条件:对导入的基因及其产物有详尽了解；外源基因有效导入受体细胞、稳定整合、适量表达；不影响受治细胞基因组及表达调控；导入基因方法安全，载体对靶细胞无害基

39、因疗法的步骤 目的（治疗）基因的选择 根据基因治疗类型选择相应目的基因（增补、替换、添加） 基因载体的构建 使目的基因在受体细胞内高效、可控、稳定地表达 受体细胞选择 易分离获取，体外增殖存活，大量扩增。如成纤维细胞、淋巴细胞、骨髓造血干细胞 肿瘤的基因治疗 肿瘤的基因治疗与遗传病的基因治疗不同，不强调基因长期表达和持续发挥作用，而是要求快速杀伤肿瘤细胞，抑制肿瘤的生长和转移。因此对肿瘤基因载体的要求也就不同，不强调基因整合，而是强调通过基因治疗调动多种途径杀伤肿瘤细胞。这些途径包括： 1. 通过治疗基因抑制肿瘤细胞生长、诱导细胞凋亡2. 选用在肿瘤细胞可复制的病毒载体，通过病毒感染杀伤肿瘤细胞3. 通过诱导免疫系统识别并杀伤肿瘤细胞4. 通过病毒载体表达药物前体的转化酶基因