生物制药学——第十三章 生化药物制造工艺.ppt

次生氨基酸：以初生氨基酸为前体转化成的其他氨 基酸。
P394， 图13-1
发酵的基本过程
菌
种
种
诱

子
变
培
选
养
育
产
发
物
酵
分
培
离
养
纯
化
25
碳源：淀粉水解糖、糖蜜、干薯粉、甲醇、乙醇等。 氮源：硫酸铵、尿素或豆饼水解液等。 菌种：细菌、酵母菌（野生型或人工诱变营养缺陷性）
*绝大部分氨基酸可通过发酵法生产 • 缺点
碱水解法： 方法： 6 mol/L 氢氧化钠或4 mol/L氢氧化钡，100 ℃
水解6 h。 产物：多种氨基酸混合物。 优点：水解迅速而彻底，色氨酸不被破坏； 缺点：含羟基或巯基的氨基酸全被破坏，且产生消旋，
工业上多不采用。
酶水解法： 方法：在一定pH和温度条件下，经蛋白水解酶作用 产物：氨基酸和小肽 优点：反应条件温和，无需特殊设备；氨基酸不被
破坏，无消旋作用； 缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含有多
肽。工业上主要用于生产蛋白及蛋白胨。
（2）氨基酸分离
溶解度法：溶解度的差异 特殊试剂法：
邻二甲苯 4 磺酸 亮氨酸 盐 氨水 游离的亮氨酸 HgCl2 组氨酸 汞盐 处理 游离的组氨酸 苯甲醛 精氨酸 苯亚甲基精氨酸 HCl 游离的精氨酸
3.衍生氨基酸：活性基团经化学修饰 谷氨酰胺、5-羟色胺酸、硫酸甘氨酸、磷葡精
氨酸等 4.必需氨基酸和非必需氨基酸：
8种必需AA（人）: 亮、异亮、赖、苯丙、甲硫、 苏、色、缬。 半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸 非必需氨基酸：能自身合成
（二）氨基酸及其衍生物在医药中的应用
1. 氨基酸的营养价值及其与疾病的关系 2. 治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物 3. 治疗肝病的氨基酸及其衍生物 4. 治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及衍生物 5. 用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物 6. 其他氨基酸类药物的临床应用
第三篇
重要生物药物制造工艺
第十三章 生化药物制造工艺
生物药物的类别
（一）天然生物药物 1.微生物药物 microbiol medicine 2.天然生化药物 Biochemical medicine 3. 海洋生物药物 marine medicine
（二）生物技术药物（新生物制品） 1.DNA重组药物（DNA recombinant medicine）——基因工程与蛋白质工程药物 2. 基因药物
生化药物发展概况
有机溶剂分级分离、等电点沉淀等 --------粗提物
离子交换层析、凝胶层析、超滤等技术 --------提高了产品的纯度和收率
多种层析技术、超速离心等 --------高纯度的生化药物
分类
氨基酸类药物 多肽类药物 蛋白质类药物 核苷酸与核酸类药物 酶类药物 多糖类药物 脂类药物
2005版中国药典收载的氨基酸原料药
二、氨基酸类药物的制造方法
（一）蛋白质水解法 L-胱氨酸、L-半胱氨酸
（二）发酵法 苏、异亮、缬、精、组、脯、鸟、瓜、赖、亮
（三）酶转化法 丙、天冬、色
（四）化学合成法 甘、蛋、丙、丝
（一）水解法
1、基本原理与过程
以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料， 通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物， 经分离纯化获得各种药用氨基酸的方法称 为水解法。
产物浓度低，设备投资大，工艺管 理要求严格，生产周期长，成本高。
L-赖氨酸的制备（发酵法）
赖氨酸的性质： pI 10.56，不溶于乙醇、乙醚，可易溶于水。
作用与用途： L-Lys为必需氨基酸，也是复方氨基酸输液的重
要成份之一。近来有关研究发现赖氨酸对人的脑 部神经中枢细胞有很好的修复作用，还可以治疗 癫痫病、老年性痴呆、脑出血等。
1．药理学特性：
1 药理活性高，针对性强
2 毒副作用少，营养价值高
3 生理副作用常有发生
免疫原反应，过敏反应
2．理化特性：
1
有效物质含量低，杂质多，工艺
复杂，收率低，技术要求高。
2
结构复杂，生物活性受空间结构
严格限制，稳定性差。
3
生物材料易染菌，腐败。
3．天然生物药物是新型药物的先导物
通过合理的药物设计，可以创造 出疗效更高，作用更专一，更易为机 体接受，副作用与不良反应更小的新 药。
（三）合成或半合成生物药物
生化药物的定义、特点、分类
定义：具体运用生物化学研究方法，从
生物体中经提取、分离、纯化等手段获得 的天然存在的生化活性物质或将上述这些 物质加以结构改造或人工合成创造出的自 然界没有的新的活性物质，通称生化药物 （Biochemical medicine）。
生化药物的特性
吸附法： 离子交换法：
（3）氨基酸的精制
结晶、重结晶、溶解度与重结晶结合
2、用水解法生产氨基酸的品种及工艺
L-胱氨酸的制备 HOOC CH CH2 S S CH2 CH COOH
NH2
NH2
L-Cys2的特点：pI 5.05，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，可溶于
无机酸或无机碱。
工艺路线：
毛或发 酸水解 水解液 NaOH中和（pH 4.8） 粗品Ⅰ 粗制：HCl、活性炭 滤液 NaOH中和（pH 4.8） 粗品Ⅱ 精制：HCl、活性炭 滤液 氨水中和（pH3.5～4.0） L 胱氨酸
* 主要过程：水解、分离和结晶精制。
（1）蛋白质水解
酸水解法：
方法：6~10 mol/L 盐酸或8 mol/L 硫酸，110~120℃ 水解12~24 h。
产物：多种氨基酸混合物。 优点：水解迅速而彻底；无消旋作用； 缺点：色氨酸全部被破坏；丝氨酸、络氨酸部分破
坏；天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基；产生大量废 液污染环境。
含量测定：滴定法 作用与用途：p393
（二）发酵法
发酵的基本原理：
利用微生物酶的作用，将培养基中有机物转化 为细胞或其他有机物的过程。
初生氨基酸：微生物利用固氮作用、硝酸还原及自 外界吸收氨使酮酸氨基化成相应的氨基酸。或微生 物通过转氨酶作用，将一种氨基酸的氨基转移至另 一种α-酮酸上，生成新的氨基酸。
维生素与辅酶类药物
第一节 氨基酸类药物
本节内容
一、氨基酸类药物概述及分类 二、氨基酸类药物的制造方法 三、氨基酸输液
3
一、氨基酸类药物概述及分类
（一）氨基酸的分类
1.蛋白质氨基酸：编码氨基酸（20种）
脂肪族、芳香族、杂环族； 酸性、中性、碱性
2.非蛋白氨基酸：不是蛋白质组分（450种以上）
D型氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等 （瓜氨酸、鸟氨酸→精氨酸 ）