第五组利用基因工程酵母生产抗疟疾药物前体--青蒿酸.

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青蒿素

青蒿素
青蒿素的合成
青蒿素的结构
青蒿素的提取
青蒿素的研究背景
青蒿素的研究背景
1964年毛泽东主席对越方的求援作出批示，周恩来总理随即下令，以军工项目的名义紧急研制“抗美援越”的抗疟新药。 1967年5月23日周恩来总理再次就研发抗疟新药问题作出批示，并在军事医学科学院内特设了一个“523办公室”，要求要调动全国的力量，大打一场研发抗疟新药的战役。
青蒿素的合成
青蒿素的逆合成分析
以法尼基焦磷酸为起始原料生物合成青蒿素
thanks!
诺贝尔奖
青蒿素的提取
古籍中的提取方法
东晋葛洪《肘后备急方》: ”青蒿一握，水一升渍，绞取汁尽服之” 浸泡、绞汁？为什么不用水煎呢？是否由于水煎的高温或酶的作用破坏了青蒿的疗效？
屠呦呦的做法
60°C的乙醚冷浸法处理青蒿，然后将提取物注入染有鼠疟的小白鼠，发现对鼠疟的抑制率一下子有了明显的提高。证明低温提取是保障青蒿疗效的一大关键。进一步改用低沸点溶剂处理青蒿，得到的提取物疗效更高更稳。
青蒿药材含抗疟活性的部分是在新鲜的叶片里，而非根、茎部位；最佳的采摘时节是青蒿即将开花的时刻。屠呦呦又把青蒿提取物成功分离成中性和酸性两大部分。后者毒性大，而且还没有抗疟的功能，屠呦呦除掉这一部分，由此也解决了中草药含毒的副作用。在证实了中性部分是青蒿抗疟的有效成分后，屠呦呦又做猴疟的实验，同样取得了理想的效果。
抗疟机制：作用方式主要是干扰表膜-线粒体的功能。可能是青蒿素作用于食物泡膜，从而阻断了营养摄取的最早阶段，使疟原虫较快出现氨基酸饥饿，迅速形成自噬泡，并不断排出虫体外，使疟原虫损失大量胞浆而死亡。

中国人的青蒿素

中国人的青蒿素，疟疾患者的福音关键词：2006年11月4日，在中非合作论坛北京峰会开幕式上，中国国家主席胡锦涛说，为推动中非新型战略伙伴关系发展，促进中非在更大范围、更广领域、更高层次上的合作，中国政府将采取８个方面的政策措施，其中提到了“为非洲援助３０所医院，并提供３亿元人民币无偿援款帮助非洲防治疟疾，用于提供青蒿素药品及设立３０个抗疟中心”这样具体的行动方案。

包括这项具体措施刚刚讲完，会场上来自非洲48个国家的元首和政府首脑及与会代表们报以了雷鸣般的掌声。

而就在一年前，2005年10月30日，世界首富美国微软公司创始人盖茨宣布将捐款2.583亿美元用于研制治疗疟疾的药物，包括研发世界上第一例疟疾疫苗。

盖茨当天在宣布这一捐款原因时说，全世界的疟疾死亡人数在过去的20年里竟然翻番，这应该是全世界的耻辱，因为预防疟疾有许多工作可做，而且可以收到成效。

在非洲，因疟疾而死亡的人多达每天2000人。

和以往一样，他的捐款将通过其慈善捐款平台“比尔及梅琳达·盖茨基金会”分三次捐出。

其中的1.076亿美元将捐给美国药业巨头葛兰索史克公司，用于研制一种抗疟疾疫苗Mosquirix，目前，这种疫苗已进入后期临床试验阶段。

在已经进行的临床试验中，这种疫苗已经取得不错的效果，不过，它最早也要在2010年才有可能上市。

1亿美元将用于研制几种抗疟疾新药，还有5070万美元将用来迅速对杀虫剂和灭杀蚊子的手段进行改进。

这还不包括“比尔及梅琳达·盖茨基金会”早在2004年向美国加州大学伯克利分院的Keasling 和Cal教授提供的4260万美元，用于建立一个生化工程实验室，希望通过生物合成与细胞发酵的方法生产出青蒿素，以期大幅度降低疟疾治疗药物的成本，使目前使用的青蒿素药物费用降低90%。

时间回到35年前，1971年10月4日，中国的科学家们从一种在我国作为药材已使用了近两千年的植物中提取出能治疗疟疾的白色晶体，正式命名：青蒿素那么是什么让这些来自世界各地的“大人物”们如此关注呢？这里的关键词就是：青蒿素和疟疾。

2019下半年教师资格证考试《思想政治学科知识与教学能力》(高级中学)真题及答案

2019下半年教师资格证考试《思想政治学科知识与教学能力》（高级中学）真题及答案1.【单项选择题】某教师针对“政府的权力：依法行使”一课的教学目标，结合热点时事设置了一组体现了教学重难点的问题，录制微视频（江南博哥）供学生课前学习，学生在课堂上自由发表学习体会，积极参与有关观点的思辨和辩论过程。

这种教学( )。

①体现了教、学、评的差异性②增强了课程实施的开放性③忽视了学生的认知规律④注重生活主题与学科知识的有机结合A. ①③B. ②④C. ①③④D. ②③④正确答案：B参考解析：本题考查高中思想政治课程基本理念与教学建议。

基本理念强调课程实施的实践性和开放性，倡导开放互动的教学方式与合作探究的学习方式；使学生在充满教学民主的过程中，提高主动学习和发展的能力。

题干中，“学生在课堂上自由发表学习体会，积极参与有关观点的思辨与辩论过程”体现了增强课程实施的开放性，②项与题意相符；“结合热点时事设置了一组体现了教学重难点的问题”体现了课标的教学建议要求的注重学科知识与生活主题相结合，④项与题意相符。

B项正确。

①项：题干中没有体现评价的内容，也没有体现教、学、评的差异性。

与题干不符，排除。

③项：该教师针对教学重难点录制微视频供学生课前学习体现了教师的教学遵循了学生认知规律与发展规律。

与题干不符，排除。

故正确答案为B。

2.【单项选择题】某教师在教学“民族区域自治制度：适合国情的基本政治制度”时，一名学生产生了疑问：“民族区域自治制度是我国的基本政治制度，为什么不能说它是我国的根本政治制度？”教师肯定了学生的思考，并引导学生对基本政治制度与根本政治制度的关系进行了深入的探讨。

教师的做法( )。

A. 强化社会实践环节B. 增强学生的情感体验C. 全面提高学生社会参与能力D. 引导学生在比较鉴别中学习正确答案：D参考解析：本题考查高中思想政治课程标准的教学建议。

教学建议强调坚持正确的价值导向，采用灵活的教学策略。

青蒿素在合成生物学中的研究进展-补充资料

进一步研究成果
青蒿素联合疗法（ACTs）
起始于Keasling实验室发现将苦艾（wormwood）和酵母的基因植入到细菌中，可使细菌生成一种可化学转换为青蒿素的化合物。研究证实，其在化学上更接近于现实药物。利用Keasling实验室的合成生物学技术，赛诺菲将这一基因与其他的植物基因添加到工程菌中，促使生成了青蒿酸。
在青蒿素联合疗法（ACTs）中通常是将青蒿素与另一种抗疟药结合使用。赛诺菲表示它致力于利用一种非营利性的、无亏损的生产模型，来生成半合成青蒿素，这将有助于让发展中国家的药物维持在低价位。 Keasling说，尽管ACTs的价格因产品而异，除了植物来源供应，获得其关键的成分的新资源，应该可以确保稳定的成本和供应。
Ro D K, Paradise E M, Ouellet M, etal. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid inengineered yeast. Nature, 2006, 440(7086): 940-943.
进一步研究成果青蒿素联合疗法acts甲羟戊酸合成模块顶部模块topmodulefpp合成模块底部模块bottommodule紫穗槐411二烯合成模块这3个模块都由一些可拆卸的即插即用的元件构成因此既可以方便地对模块中的元件进行优化也能便捷地将这些模块用于其他代谢途径的构建将众多复杂的生物合成途径演变成了可随时拆卸用的工程化生物系统
众多复杂的生物合成途径
紫穗槐-4，11-二烯合成模块演变成了可随时拆卸用的
工程化生物系统。
加拿大Covello小组的研究成果
关于提高产量的研究加拿大Covello小组于2008年将新克隆的青蒿DBR2基因连同 ADS，CYP71AV1和CPR基因一同导入酿酒酵母，率先培育出合成双氢青蒿酸的酵母工程菌，其中双氢青蒿酸产率为 15.7 mg/L，青蒿酸产率11.8 mg/L。通过添加植物激素、营养成分、光照、非生物胁迫刺激剂等试图提高青蒿培养细胞的青蒿素含量。

工程酵母生产青蒿素的原理

工程酵母生产青蒿素的原理
工程酵母生产青蒿素的原理主要包括以下几个步骤：
1. 提取青蒿素的基因：从青蒿植物中提取出负责合成青蒿素的基因。

青蒿素是一种有效的抗疟疾药物，其合成主要依赖于青蒿素的合成酶基因。

2. 克隆基因至工程酵母：将提取的青蒿素合成酶基因克隆到工程酵母的基因组中。

工程酵母是通过基因工程技术改造的酵母菌，具有较高的表达能力和稳定性。

3. 调控基因表达：利用基因调控技术，使工程酵母在适当的条件下高效表达青蒿素的合成酶基因。

这可以通过调控转录因子等方式实现。

4. 合成青蒿素：在适宜的发酵条件下，工程酵母通过合成酶基因表达合成青蒿素的合成酶。

这些合成酶可以将酵母菌中的代谢产物转化为青蒿素。

5. 提取和纯化青蒿素：将发酵产生的青蒿素提取出来，并进行纯化和精制，以得到纯度较高的青蒿素产品。

通过工程酵母生产青蒿素可以大量生产这一重要抗疟疾药物，提高生产效率和降低生产成本，有助于满足世界范围内对于青蒿素的需求。

生物合成青蒿酸课件

综上，我们认为有5种酶 (CYP71AV1、CPR1、 CYB1、ADH1和ALDH1) 参与了amorphadiene 氧化为青蒿酸的过程，并将其重新在酵母中构建形成生物合成amorphadiene的完整路径。
7
生物合成青蒿酸
菌株改造：
Y337 (原始菌株， PMET3-ERG9 )
导入表达CYP71AV1 和CPR1 基因的高拷贝质粒
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结果
添加10%的IPM，使得所有菌株的生存能力显著加强。同时，对Y285 、Y301、Y657和 Y692菌株(缺乏ALDH1和ADH1基因)而言，添加IPM会导致中间产物的析出。而对有 ALDH1和ADH1基因的菌株，添加IPM会提高青蒿酸的产量
15
化学途径
1.the reduction of the D11(13) double bond. 2. the esterification of the carboxylic acid. 3. an ‘ene-type’ reaction of the C4 –C5 double bond with singlet oxygen. 4. the allylic hydroperoxide undergoes an acid-catalysed Hock fragmentation and rearrangement to afford a ringopened ketoaldehyde enol
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添加IMP
表达ALDH1基因的菌株以胞外晶体沉淀的形式生产青蒿酸，沉淀在初期发酵时便能观察到，这对使得多相发酵样品中产品的精确测量变得复杂。为了克服由青蒿酸结晶沉淀带来的困难，我们利用萃取发酵溶解沉淀的现象，在十四酸异丙酯(IMP)环境中培养菌体。

中国人发现抗疟新药青蒿素的经过

中国人发现抗疟新药青蒿素的经过知情者*始于1964年的越南战争，由于疟原虫对一些常用抗疟药已产生抗药性，战争双方死于恶性疟的士兵，在数量上大大超过战争中的伤亡人数。

当时的越南领导人为此向中国方面求援。

中方于1967年5月23日，授权中国人民解放军总后勤部、中国国家科学技术委员会、中华人民共和国卫生部、中华人民共和国化工部、国防科委、中国科学院和医药工业总公司共同组成“五二三领导小组”，负责组织其下属机构进行研究，立项名称为“五二三项目”，周恩来总理亲自过问。

尽管当时正值文化大革命，正常工作受到严重干扰，但是“五二三领导小组”仍然动员了全国六十余个单位约五百名各种专业的科研人员，组成各个专业协作组，充分利用国内的仪器设备，形成一个多学科紧密联系、团结互助和工作有序的科研团队。

“五二三项目” 的主要任务是“寻找用于预防和治疗热带地区抗药性恶性疟的抗疟新药”。

“全国五二三办公室”建议从两方面筛选新药，一是化学合成新的抗疟药，一是从调查传统的中药和民间草药常用的抗疟药着手，并分别成立了两个协作组，“中医中药专业组”就是其中之一，试图通过传统中药或民间草药寻找符合要求的抗疟新药。

这就是中国人从中药青蒿中发现抗疟新药青蒿素的历史背景及其科研团队的组织情况[张剑方，《迟到的报告—五二三项目与青蒿素研发纪实》，羊城晚报出版（2006）（以下简称“张剑方《迟到的报告》”），5－11页]。

发现青蒿素不同于发现一般的天然化合物，因为青蒿素的价值是在它的化学结构的新颖性和由此而具有独特的抗疟特性和无抗药性的优点。

上世纪七十年代初期，中国和当时的南斯拉夫科学家不约而同地在进行黄花蒿（Artemisia annuaL.）天然化合物的研究，都得到了相同分子式C15H22O5和分子量的化合物，但是南斯拉夫科学家定错了其化学结构[Jeremic, D., Jokic, A. and Stefanovic, M., New Type of Sesquiterpenen Lactone isolated from Artemisia annua L.– Ozonide of Dihydroarteannuin, presented at the 8th Int. Symp on Chemistry of Natural Products, New Delhi (1972) 222 (Posted by Gong Wai Lihm 江威廉on / at the time of May 3, 2008)]。

代谢工程生产青蒿素

再次，再次，在酵母染色体更远处在转进一个tHMGR 远处在转进一个tHMGR 拷贝可以将将其合成量再增加50%达到149mg/L 50%达到再增加50%达到149mg/L 219）（菌株 EPY 219）
；
最后，虽然编码FPP合酶的基因（最后，虽然编码FPP合酶的基因（ FPP合酶的基因 ERG20） ERG20）过表达对青蒿酸前体合成总量 EPY224）的提高效果非常小，（菌株 EPY224）的提高效果非常小，但在细胞密度降低的情况下其合成量但在细胞密度降低的情况下其合成量细胞密度降低 10%。却可增加10% 却可增加10%。将所有这些对基因的修饰综合在菌株EPY224 EPY224上饰综合在菌株EPY224上，青蒿酸前体的合成量已经达到了153mg/L 的合成量已经达到了153mg/L , 是之前所报道这种倍半萜( 前所报道这种倍半萜(烯)最大合成水平的几乎500倍。平的几乎500倍 500
然后，尽管upc2然后，尽管upc2-1, 一个 upc2 可以加强UPC UPC２可以加强UPC２（啤酒酵母中调节固醇合成的一个的通用转录因子）活性的半显性用转录因子）突变体等位基因，突变体等位基因，在已有菌 EPY208背景下过表达（背景下过表达株 EPY208背景下过表达（菌株EPY210 EPY210）菌株EPY210）对青蒿酸前体合成的提高起的作用并不显著，但结合对ERG9基因的负但结合对ERG9基因的负 ERG9 调控，调控，其过表达可将青蒿酸前体的合成量提高到105 前体的合成量提高到105 mg/L（菌株EPY213 EPY213）； mg/L（菌株EPY213）；
经过以上步骤，相应的完整P450cDNA 经过以上步骤，相应的完整P450cDNA 完整（CYP71AV1），一个编码495个氨基酸的 CYP71AV1），一个编码495个氨基酸的），一个编码495 开放阅读框，成功从青蒿中分离获得。开放阅读框，成功从青蒿中分离获得。

青蒿素PPT

传播全世界
除了生产和配方问题之外，我们还面临着向世界传播我们的研究结果的挑战。
青蒿素（倍半萜内酯）的立体结构于 1975 年在中国科学院生物物理研究所的团队协助下确定。然而，当时中国的环境限制了任何有关青蒿素的论文的发表，除了中文发表的几篇文章。幸运的是，1979 年，中国国家科学技术委员会授予我们国家发明证书，以表彰青蒿素的发现及其抗疟功效。 2005 年，世卫组织宣布使用青蒿素联合疗法（ACT）的战略。 ACT 目前被广泛使用，挽救了许多人的生命，主要是非洲儿童的生
命。由于其抗淋巴细胞活性，该疗法显著减少了疟疾的症状。
艰难历程
上世纪60年代
各国废大量的人力物力，寻找能够对抗疟疾的药物
1969
屠呦呦被任命为“523” 项目中医研究院科研组长。
1967
中国紧急启动“药物研究工作协作”，代号“523”。
1971
屠呦呦课题组在第191 此低沸点实验中发现了抗疟疾效果为100％的青蒿提取物
由于没有专利机制和专利意识，中国科研人员先后在各种学术刊物上发表了一系列关于
青蒿.素的论文，如1977年在《科学通报》以“青蒿素结构研究协作组”的名义介绍了青
蒿素的化学结构，1978年又发表了关于青蒿素结晶立体绝对构型的论文……由于各国专利授权的基本前提都是“新颖性”，经过如此公开之后的青蒿素，也就失去了在国内外申请专利的可能。
从分子到药物
在文化大革命期间，没有进行新药的临床试验。因此，为了帮助患有疟疾的患者，屠呦呦和她的同事勇敢地自愿成为第一个服用这种提取物的人。在确定提取物对人类使用安全后，我们前往海南省测试其临床疗效，对感染间日疟原虫和恶性疟原虫的患者进行抗疟试验。这些临床试验产生了令人鼓舞的结果：用提取物治疗的患者症状（如发热和血液中的寄生虫数量）迅速消失，但是接受氯喹的患者没有。

抗疟疾良药-青蒿素及其衍生物

抗疟疾良药-青蒿素及其衍生物标签：疟疾；疟原虫；按蚊；青蒿素；抗药性据媒体报道，2011年9月23日，中国中医科学院终身研究员屠呦呦在美国纽约的拉斯克奖仪式上领奖。

具有诺贝尔奖“风向标”美誉的国际医学大奖-美国拉斯克奖将其2011年临床医学研究奖（Lasker DeBakey Clinical Medical Research Award）授予屠呦呦，以表彰她在青蒿素（artemisinin）发现及其应用于疟疾治疗方面所作出的杰出贡献。

这一医学发展史上重大发现,每年在全世界，尤其在发展中国家，挽救了数以百万计疟疾患者的生命。

这是中国科学家首次获得拉斯克奖，也是中国生物医学界获得的世界级最高奖项。

1疟疾是一种全球严重的传染病疟疾是经按蚊(anopheles spp)叮咬而感染疟原虫所引发的虫媒传染病。

临床上以周期性寒战、发热、头痛、出汗、贫血和脾肿大为特征。

在疟疾发作时先有明显的寒战，全身发抖，面色苍白，口唇发绀，寒战持续10 min～2 h。

接着体温迅速上升，常达40 ℃或更高，面色潮红，烦躁不安，高热持续2～6 h。

全身大汗淋漓，大汗后体温降至正常。

经过一段间歇期后，又开始重复上述寒战高热发作。

俗称“打摆子”。

人体的剧烈反应与红细胞被疟原虫迅速破坏所致。

如疟原虫侵袭脑组织，引起脑型疟疾,病死率很高。

全球近25亿人生活在疟区，受疟疾威胁，呈现临床症状的患者每年在3～5亿之间，而每年因患疟疾而死亡的人数则在100～300万之间，其中大部分为儿童。

疟疾在夏秋季流行。

在热带亚热带地区，一年四季都可发病。

经疟蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染。

疾病的病原体是疟原虫(plasmodium,spp)。

疟原虫有130余种，主要寄生于人和哺乳动物，少数寄生在鸟类和爬行类动物。

疟原虫有严格的宿主选择性。

侵袭人类的疟原虫有4种：间日疟原虫（plasmodium vivax）、三日疟原虫（plasmodium malariae)、恶性疟原虫（plasmodium falciparum)和卵圆疟原虫（plasmodium ovale)。

青蒿素的发现及发展历程

青蒿素的发现及发展历程青蒿素是一种高效的抗疟药物，被广泛应用于疟疾的治疗和预防。

它的发现和发展历程可以追溯到20世纪70年代，以下是对其发现和发展历程的详细描述：1. 发现青蒿素的起源：青蒿素的起源可以追溯到中国古代的《本草纲目》中，其中记载了青蒿具有治疟疾的功效。

然而，直到20世纪70年代，青蒿素的抗疟活性才被科学界重新发现。

2. 青蒿素的重新发现：1971年，中国中医药研究院的科学家屠呦呦等人开始对青蒿进行研究，他们通过提取青蒿的有效成分，发现了其强大的抗疟活性。

这项研究成果引起了国际关注，并被认为是疟疾治疗领域的重大突破。

3. 青蒿素的化学结构研究：随后，科学家们对青蒿素的化学结构进行了深入研究。

1972年，屠呦呦等科学家成功地从青蒿中分离出了青蒿素，并确定了其化学结构。

这项研究为进一步的药物研发奠定了基础。

4. 青蒿素的药理学研究：为了更好地了解青蒿素的药理学特性，科学家们进行了大量的实验和临床研究。

他们发现，青蒿素具有广谱的抗疟活性，能够有效杀灭疟原虫。

此外，青蒿素还具有抗炎、抗病毒和免疫调节等多种药理作用。

5. 青蒿素的临床应用：在经过大量的临床试验后，青蒿素被证实是治疗疟疾的有效药物。

1979年，中国正式批准青蒿素作为治疗疟疾的药物，并开始大规模生产和应用。

随后，青蒿素被广泛应用于全球范围内的疟疾治疗和预防工作中。

6. 青蒿素的发展和改进：为了提高青蒿素的疗效和减少副作用，科学家们进行了大量的研究和改进工作。

他们开展了青蒿素的合成研究，寻找更有效的衍生物。

此外，还进行了青蒿素与其他药物的联合应用研究，以增强疗效。

7. 青蒿素的国际合作与推广：青蒿素的发现和发展成果得到了国际社会的广泛认可。

国际组织和各国科学家积极参与了青蒿素的研究和推广工作。

此外，为了提高青蒿素在贫困地区的可及性，国际合作机构还提供了技术支持和药物供应。

8. 青蒿素的未来发展：青蒿素的发现和发展为疟疾治疗提供了重要的药物基础。

从抗疟药奎宁、青蒿素的发现到新药质量标准制定的过程的解析谈药物分析学科在新药开发中的作用

从抗疟药奎宁、青蒿素的发现到新药质量标准制定的过程的解析谈药物分析学科在新药开发中的作用摘要：回顾了抗疟药青蒿素和奎宁的开发历程，概括了这两种药物的质量研究过程，畅谈了药物分析学科在新药研发中的作用。

关键词：青蒿素、奎宁、质量研究标准、药物分析疟疾是严重危害人类健康的疾病之一，根据世界卫生组织(WHO)统计，每年全球发病人数达3～5亿，年平均死亡人数高达100～200万。

因此，科学家们一直致力于寻找、开发、合成治疗疟疾的药物，使得疟疾得到控制。

西方科学家佩雷蒂尔（P.Jpellefier）和卡文顿（J.Bcaventou）从金鸡纳树皮中提取到了奎宁和辛可宁生物碱，中国科学家在20世纪70年代从中草药青蒿（植物黄花蒿）中提取到了抗疟的有效成分青蒿素，挽救了全球特别是非洲地区的数百万人的生命。

在这些药物的研究开发与后续发展过程中，药物分析的一些方法起着至关重要的作用。

[1]奎宁的发现过程奎宁俗称金鸡纳碱，属于来自天然的生物碱类（alkaloids）化合物，最早是从茜草科植物金鸡纳树Cinchona ledgeriana (Howard) Moens ex Trim及其同属植物的树皮中提取得到的。

奎宁是治疗疟疾的特效药，它的发现及应用曾经挽救了无数疟疾病人的生命。

奎宁的真实起源目前并无实证，在西方，17世纪前南美洲印第安人靠喝金鸡纳树皮水治疗疟疾；约四百多年前欧洲殖民者侵略美洲时，很多欧洲人不适应当地的气候条件，染上了严重的疟疾而死亡。

当时，西班牙驻秘鲁总督的夫人安娜（Ana Chinchón）也不幸染上了疟疾，这时一位印第安姑娘冒着生命危险给安娜夫人偷偷送去了金鸡纳树皮制成的粉末，安娜夫人服用后，转危为安。

后来一位西班牙传教士将金鸡纳树皮带到了西班牙，并将树皮取名为cincnona。

在1742 年，瑞典植物学家Carl Linnaeus（1707—1778）将这种树以总督夫人的名字正式命名为cinchona，即金鸡纳树。

《青蒿素》课后练习有答案

《青蒿素：人类征服疾病的一小步》《一名物理学家的教育历程》课后作业2020-05一、阅读下面的文字，完成下列小题。

屠呦呦：获诺贝尔奖的“青蒿素之母”林晓娜①2015年10月5日，瑞典卡罗琳医学院宣布，中国药学家屠呦呦与另外两名海外科学家分享2015年诺贝尔生理学与医学奖，屠呦呦的突出贡献是创制新型抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。

当获奖消息传来时，屠呦呦已是一个耄耋高龄的老人。

她不是院士，没有海外留学经历，没有博士头衔，甚至被戏称为“三无科学家”。

②屠呦呦1930年12月生于浙江宁波，1951年考入当时的北京医学院药学系。

在大学里，她对植物化学、本草学和植物分类学表现出浓厚兴趣。

大学毕业后，她被分配到卫生部直属的中医研究院工作。

③1970年，屠呦呦参与一个大规模的研究项目。

该项目立项主要是由于战争需要。

越战期间，美军和越南部队在印度支那半岛的热带战场上均受到疟疾的困扰。

疟疾造成的非战斗减员比战伤减员高出四五倍，这使得军队战斗力严重受挫。

越南方面求助于我国。

在毛泽东主席、周恩来总理的关心之下，1967年5月23日，解放军总后勤部商请国家科委、卫生部等部门召开了疟疾防治药物研究工作协作会议。

此后，“523”就用以指代此次疟疾防治研究项目。

按照部署，“523”项目分临床研究、中医药、化学合成药三组。

屠呦呦加入了中医药组。

她与军事医学科学院的研究人员一同查阅历代医药记载，挑选其中出现频率较高的抗疟疾药方，并实验这些药方的效果。

④2009年，屠呦呦出版了《青蒿及青蒿素类药物》一书。

据此书记载，1971年10月她和同行们从中药青蒿中获得具有100%疟原虫抑制率的提取物，取得中药青蒿抗疟的突破；经去粗取精，于1972年11月8日得到抗疟单体——青蒿素。

1973年，青蒿素的抗疟功效在云南地区得到证实。

后来，山东中医药研究所、云南省药物研究所等单位也从黄蒿中获得青蒿素结晶。

同年，中医研究院中药研究所和中科院上海有机化学研究所等单位开始着手青蒿素化学结构的确定工作。

青蒿素

青蒿素
青蒿素是传统中医献给世界的礼物。 ———屠呦呦
谢谢观赏
青蒿素
到底是个啥？
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环境科学131 黄博吕文宇
青蒿素
• 从复合花序植物黄花蒿（Artemisia annua L.，即中药青蒿）中提取得到的一种无色针状晶体，味苦。在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶。熔点:156-157℃。分子式为 C15H22O5。
青蒿素
1967 1971 1972 1973 1981 1986 2011.9 2015.10
从中药青蒿中分离得到抗疟有效单体，命名为青蒿素，对鼠疟、猴疟成立的五二三项目，其全称为中国疟疾研究协作项目，成立于 1981 年9 10 月在北京召开的由世界卫生组织主办的“青蒿素”国际会 1967 2011 年月，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药 ———青蒿素和经临床研究取得与实验室一致的结果、抗疟新药青蒿素由此诞生。中国女药学家屠呦呦获 2015 年诺贝尔医学奖 1986 年，青蒿素获得新一类新药证书，双氢青蒿素也获一类新药证的原虫抑制率达到 100% 。年历经 380 多次鼠疟筛选， 1971 10月取得中药青蒿素筛选的成功。年的 5月23 日,因绝密军事项目 ,遂设代号 523。议上，中国《青蒿素的化学研究》的发言，引起与会代表极大的兴趣，双氢青蒿素的贡献，获得被誉为诺贝尔奖“风向标”的拉斯克奖。这书。这些成果分别获得国家发明奖和全国十大科技成就奖。并认为“这一新的发现更重要的意义是在于将为进一步设计合成新药是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级大奖。指出方向”。
抗疟疾
免疫调节
青蒿素
那么，青蒿素对疟疾虫都干了什么呢？

青蒿素的化学全合成.总结

青蒿素的合成与研究进展摘要:青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾的药物之一，存在活性好、毒副作用小、市场需求大、来源窄等特点。

目前,青蒿素的获取途径主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成。

本综述将针对近年来青蒿素的发展特点及合成方法进行论述。

关键词：青蒿素;合成方法;研究进展青蒿素是中国学者在20世纪7０年代初从中药黄花蒿(Artem ｉsia annｕa L1 ）中分离得到的抗疟有效单体化合物,是目前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物, 对恶性疟、间日疟都有效,可用于凶险型疟疾的抢救和抗氯喹病例的治疗．青蒿素还具有抑制淋巴细胞的增殖和细胞毒性的用1;具有影响人体白血病Ｕ９３7细胞的凋亡及分化的作用2；还具有部分逆转MCＦ-７／ARD细胞耐药性作用3;还具有抑制人胃癌裸鼠移植瘤的生长的作用4;还具有一定的抗肿瘤作用5等.除此之外，青蒿素及其衍生物还具有生物抗炎免疫作用、生物抗肿瘤作用、抑制神经母细胞瘤细胞增殖的作用等。

世界卫生组织确定为治疗疟疾的首选药物，具有快速、高效、和低毒副作用的特征.６。

因在发现青蒿素过程中的杰出贡献,屠呦呦先后被授予２０1１年度拉斯克临床医学研究奖和20１５年诺贝尔医学奖.1 青蒿素的理化性质及来源青蒿素的分子式为C15Ｈ2２O５, 相对分子质量为2８2。

33.是一种含有过氧桥结构的新型倍半萜内酯，有一个包括过氧化物在内的1，2，4－三烷结构单元,它的分子中还包括7个手性中心，合成难度很大.中国科学院有机所经过研究,解决了架设过氧桥难题,在1９83年完成了青蒿素的全合成.青蒿素也有一些缺点，如在水和油中的溶解度比较小,不能制成针剂使用等。

２青蒿中提取青蒿素青蒿素是从菊科植物黄花蒿中提取出来的含有过氧桥的倍半萜内酯类化合物,在治疗疟疾方面具有起效快、疗效好、使用安全等特点。

目前主要的提取方法有溶剂提取法、超临界提取法、超声波萃取法、微波萃取法、其他萃取法等。

青蒿素

素经硼氢化钾还原而获得。
H CH3
H3C

O
H
O
O
H
CH3 HO
六、前景
青蒿素类药物成分复杂，目前国内外对青蒿素类药物化学成分的研究已很多，抗肿瘤作用机制的研究也有一定的进展，但是对于其药效物质，尤其是具有抗肿瘤作用的有效成分仍缺乏系统深入的研究。
H CH3
H3C
O
H
O
O
H
CH3
OCH3
2、蒿乙醚
分子式：C17H27O5
分子量：311.40
结构图如下，其抗疟作用稍逊于蒿甲醚。且蒿乙醚的
生产不如蒿甲醚更经济实用。
H3C
H CH3
O
H
O O
H
CH3 OCH2CH3
3、双氢青蒿素
分子式：C15H4O5
分子量：284.3
结构式如下；比青蒿素有更强的抗疟作用，它由青蒿
中国于1969年开始研究抗疟药1971年10月青蒿素筛选成功1972年从中药青蒿中分离得到抗疟有效单体命名为青蒿素对鼠虐猴虐的原虫抑制率达到1001973年抗疟新药青蒿素由此诞生历经380多次鼠虐筛选经临床研究取得与实验室一致的结果分子式
天然产物—青蒿素
一、简介
青蒿素类抗疟药，是我国用举国之力研制成功的全球唯一的治疗疟疾特效药，被称为“中国的第五大发明”。2011年9月，青蒿素的主要研发者之一—屠呦呦获得拉斯克临床医学奖。
青蒿素研究的背景：上世纪60年代中期，越南战争中，抗氯喹的恶性疟疾在越南终年流行，致使越美两方因疟疾减员严重，美国花重金筛选新抗疟药物，越南则求助于中国，因此，国务院专门成立 “5.23”办公室，要求寻找能够替代氯喹治疗疟疾的新药。

抗疟疾青蒿素

A．抗疟：本品乙醚提取物中性部分及其稀醇浸膏对鼠疟、猴疟、人疟均有显著抗疟作用。
B．抗病原微生物：本品煎剂对表皮葡萄球菌、卡他球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌有较强抑制作用， C．解热：注射液对实验性家兔发热有退热作用。 D．抗白血病：青蒿酸衍生物对白血病P388细胞有明显抑制活性，青蒿β衍生物亦有此作用。
青蒿素的化学合成
以R-(+)-香草醛为原料
运用Diels-Alder反应合成经乙烯硅烷中间体合成
青蒿的生理学特性
药用部位：
主要是青蒿干燥的地上部分。
药用价值：
清热解暑，除蒸，截疟。用于暑邪发热，阴虚发热，夜热早凉，骨蒸劳热，疟疾寒热，湿热黄疸。是一种廉价的抗疟疾药。
药用成分：
其药用成分主要是青蒿素，以及青蒿甲、乙、丙、丁、戊素，青蒿酸、蒿酸甲酯、青蒿醇，并含挥发油，油中主为蒿酮（artemisia ketone）、异青蒿酮、枯敬醛（cuminal）、1，8-桉油精、丁香烯等。
B.抗癌研究：
但青蒿素的作用远远不仅于此，正如上面提到的青蒿素是通过与疟原虫中的高铁成分结合后，发生化学反应，产生可以破坏细胞膜的“自由基”，从而使单细胞疟原虫死亡。那么上述过程能不能用于治疗癌症呢？因为癌症细胞分裂时需要大量铁质才能复制DNA，因此癌细胞的铁质含量比正常细胞高出多。这个概念的突破点在于通过泵的作用极大限度提高癌细胞的铁浓度，然后引入青蒿素，有选择性地杀死癌细胞。我国科研工作者，曾经以白血病细胞为对象的研究中发现：白血病细胞在8个小时内就被消灭。实验结果显示：青蒿素能使白血病细胞内的钙离子水平升高，导致白血病细胞的变性和坏死。这项研究为青蒿素抗白血病的新用途，提供了十分重要的实验证据。
药动学

青蒿素生物合成

青蒿素生物合成10生物技术（2）班曾庆辉201024112211青蒿素是我国科研人员从传统中医药黄花蒿中提取出来并自主研发的一种抗疟疾特效药[1]。

20世纪70年代，我国科技工作者从黄花蒿中分离提纯出一种抗疟活性单体——青蒿素，以后又确定了它的分子结构和构型。

1986年我国自主研发的蒿甲醚油针剂、青蒿琥酯钠盐的水针剂以及青蒿素栓剂等抗疟疾药作为一类新药在我国批准生产。

1995年蒿甲醚率先被收入国际药典，这是我国首次得到国际认可的自主研发新药。

目前，青蒿素系列抗疟药已有5种新药(青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素、复方蒿甲醚)共9种剂型上市并在世界各国销售，每年挽救了数百万重症疟疾患者的生命。

除了独特的抗疟作用外，青蒿素系列药物还具有抗血吸虫、肺吸虫、红斑狼疮、皮炎以及免疫调节，抗流感等多种疗效[2]。

但是，目前国际抗疟药市场上青蒿素类药物只占有很少的份额，其原因主要在于青蒿素原料缺乏。

由此，有研究者另辟蹊径，设想通过生物合成青蒿素。

时至今日，青蒿素的生物合成已经取得一定进展，介绍如下：早在20世纪80年代，中国科学院上海有机化学研究所汪猷院士领导的研究小组就利用放射性同位素标记的2-14C-青蒿酸与青蒿匀浆(无细胞系统)保温法证明，青蒿酸和青蒿 B 是青蒿素的共同前体[3]。

青蒿素生物合成途径仅见于青蒿，但其“上游”途径为真核生物所共有，可望通过“下游”途径重建，在真核微生物(如酵母)中全合成青蒿素。

过去10年来，青蒿素合成基因被国内外研究团队陆续克隆并导入酿酒酵母细胞，已成功合成青蒿酸及双氢青蒿酸等青蒿素前体。

由于酵母缺乏适宜的细胞环境，尚不能将青蒿素前体转变成青蒿素。

因此，青蒿依然是青蒿素的唯一来源，凸显出继续开展青蒿种质遗传改良的必要性。

同时，青蒿素生物合成的限速步骤尤其是终端反应机制已基本得到阐明，有助于开展青蒿素形成与积累的环境模拟及仿生，从而为彻底缓解青蒿素的供求矛盾创造先机[4]。

酵母表达系统概述及相关研究进展

酵母表达系统的研究进展和前景( XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX学院)摘要：酵母表达系统在表达真核生物蛋白方面已经得到广泛而成功的应用，表达出的重组蛋白表现出较高甚至比原物种体内的蛋白质更高的生物活性。

近年来，利用酿酒酵母和毕赤巴斯德氏酵母表达人源蛋白或肽类活性物以及其它中间体取得了新的进展。

本文主要从上游设计，重组表达，分离纯化和活性验证等方面进行了总结，并且对未来更好的利用酵母生产药物等活性物质作出展望。

关键词：酵母表达系统；蛋白分泌：异源基因；糖基化修饰；人源活性药物引言酵母作为一种表达外源基因的宿主菌, 既具有操作简单, 生长快等特点, 又具有真核细胞的翻译后修饰加工系统。

在表达某些基因工程产品时, 可以大规模生产, 从而有效地降低成本。

常用的酵母表达系统有酿酒酵母表达系统, 甲基营养型酵母表达系统和裂殖酵母表达系统。

酿酒酵母（Saccharomyces. cerevisiae）在分子遗传学方面被人们的认识最早，也是最先作为外源基因表达的酵母宿主。

但由于酿酒酵母的局限，1983 年美国Wegner 等人最先发展了以甲基营养型酵母（methylotrophic yeast）为代表的第二代酵母表达系统。

其中毕赤酵母（P. pastoris）是继S. cerevisiae之后被迅速推广的一种外源基因表达的宿主菌。

酿酒酵母难于高密度培养，分泌效率低，几乎不分泌分子量大于30 kD的外源蛋白质，也不能使所表达的外源蛋白质正确糖基化，而且表达蛋白质的C端往往被截短。

因此，一般不用酿酒酵母做重组蛋白质表达的宿主菌。

但是，可以通过基因敲除或改造用酿酒酵母表达亚单位疫苗(如HBV疫苗、口蹄疫疫苗等)或非蛋白活性物质及其中间体（如青蒿素，色素）。

与原核和其它真核表达系统相比，巴斯德毕赤酵母作为重组蛋白表达系统有以下优点[1]：（1）生长速率快，易于高密度培养（2）在几乎不含蛋白质的培养基中具有高水平产率（3）消除了内源毒性和噬菌体感染（4）易于对具有明确特征的酵母表达载体进行操作（5）对毕赤酵母的噬菌体对人没有病原性（6）具有多种翻译后修饰包括多肽折叠，糖基化，乙酰化，甲基化，蛋白质降解调控以及定位至亚细胞结构（7）能够构建分泌的蛋白，这样只需从生长培养基中提纯而不必收集酵母本身细胞。