第六节 糖类药物的生产
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糖类药物的生产
一、糖类药物的类型 二、多糖的来源 三、糖类药物的生理活性 四、多糖的提取、分离纯化与鉴定 五、典型糖类药物生产实例
糖类药物的类型
1、单糖及其衍生物 单糖是糖的最小单位，如葡萄糖、果糖、氨基 葡萄糖和维生素C等。 衍生物：6-磷酸葡萄糖，1,6-二磷酸果糖，磷 酸肌醇等。 2、寡糖 又称低聚糖，由2～20个单糖聚合而成。如蔗 糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖。
典型糖类药物生产实例——透明质酸
（二）结构与性质 是一种酸性粘多糖，由等量的葡萄糖醛酸和乙 酰氨基葡萄糖组成。 （三）生产工艺 组织提取法 细菌发酵法
冻鸡冠
绞碎 蛋白酶
酶解液
过滤 乙醇沉淀
粗品
重溶 0.1MNaCl 氯仿沉淀
解离液
0.4MNaCl 解离
络合沉淀
络合 1%CPC
水相
粗滤、精滤
1、提取分离 ①水或盐溶液直接提取（大部分） 但因大部粘多糖与蛋白质结合于细胞中，因此需用酶解 法或碱解法使糖-蛋白质间的结合键断裂，促使多糖释放。 ②碱解法 多糖与蛋白质结合的糖肽键对碱不稳定，故可用碱解法 使糖与蛋白质分开。 ③酶解法 理想的工具酶是专一性低的、具有广泛水解作用的蛋白 酶。 如：鹿茸中酸性多糖采用木瓜蛋白酶消化法提取，收率 很高。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
2、除杂蛋白（游离蛋白质） 方法： ①Sevag法（氯仿）； ②三氯乙酸法； ③三氟三氯乙烷法。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
2、多糖的纯化 （1）乙醇沉淀法 制备粘多糖的最常用手段，分级沉淀法。（乙醇分 部） （2）季胺盐络合法 粘多糖与一些阳离子表面活性剂（如：十六烷基三 甲基溴化铵CTAB和十六烷基氯化砒啶CPC等）能形 成季胺盐络合物。 原理：在低离子强度的水溶液中，这些季胺盐络合 物不溶解；在离子强度大时，这种络合物可以解离， 溶解，释放。
高压电泳设备
③精制 沉淀物悬浮于8倍94%乙醇中，搅拌回流30min， 出料，冷却过夜，离心得粗品，含量70－80%，重复 操作一次，含量大于90%，氯化物含量小于0.5%，取 此样品重溶于适量水中，加入1/8-1/10活性炭， 80℃保温30min，滤清，结晶得精品甘露醇。
1,6－二磷酸果糖
④洗脱 用2倍量3mol/LNaCl搅拌洗脱8h，滤干，再 用1倍量3mol/LNaCl搅拌洗脱2h ； ⑤沉淀 等量95%乙醇过夜，收集沉淀，丙酮脱水； ⑥精制 15倍量1%NaCl溶解，用6mol/LHCl调pH1.5， 过滤至清，再用5mol/LNaOH调pH11，按3%用量加入 H2O2，25℃过夜，第二天再加H2O2 1%，调pH11，继 续放置，共48小时。等量乙醇沉淀，收集沉淀丙酮 胶水真空干燥。
多糖的来源
2、植物多糖 主要是一些中草药多糖。 如：黄芪多糖、牛膝多糖、猪苓多糖、枸杞子 糖缀合物。 作用：免疫调节、抗肿瘤、降血压、抗辐射、 抗突变、抗凝血、抗血栓等等。
多糖的来源
3、微生物多糖 来源分为：细菌多糖、真菌多糖和藻类多糖 （《本草纲目》中列出很多的食用菌、食用藻） 分泌类型分为：胞内多糖和胞外多糖。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
3、纯度鉴定 测定所得组分是否均一。 方法： 功能团分析 比旋光度 纸色谱 HPLC 高压电泳
典型糖类药物生产实例——透明质酸（HA） （一）来源和用途 1、来源 存在于动物的组织细胞间质和某些某些细菌的 荚膜中。 原料：鸡冠、人脐带、动物眼球。 2 、用途：高效天然保湿因子，临床上作为填 充剂。
糖类药物的生理活性
（1）增强机体免疫力 主要表现为影响补体活性，促进淋巴细胞增殖，激活 或提高吞噬细胞的功能。增强机体的抗炎、抗氧化和 抗衰老作用。 （2）抗肿瘤 通过增强机体的免疫功能而达到抗癌作用，毒副作用 小。 （3）抗辐射 抗射线的损伤，有抗氧化、防辐射作用。
糖类药物的生理活性
滤液
95%乙醇 沉淀
沉淀物
脱水干燥
精品HA
CPC：氯代十六烷基吡啶。低盐条件下，HA与CPC络合沉淀；高盐条件下，二者解离。
甘露醇
静脉注射后，可降低颅内压，使由脑水肿引起 休克的病人清醒。也可用于大面积烧伤及烫伤 产生的水肿，并有利尿作用，防止肾衰竭，治 疗急性青光眼，还用于中毒性肺炎、循环虚脱 症等。
是急性心肌梗死、心功能不全、冠心病、心肌 缺血、休克等症的急救药物。 生产工艺（酶转化法） （1）工艺流程
Hale Waihona Puke （2）工艺过程及控制要点 ①取经多代发酵应用过的酵母渣，冻融，加入低物 （8%蔗糖，4%NaH2PO4，30mmol/L MgCl2，pH=6.5) 于30℃反应6小时； ②除杂蛋白 煮沸； ③阴离子交换树脂 上柱，用蒸馏水洗至pH7，分步 洗脱，生成钙盐； ④转酸 钙盐悬浮于水中，用732树脂转酸，用 2mol/LNaOH调pH5.3－5.8，除菌，冻干。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
（3）离子交换层析法 粘多糖由于具有酸性基团（如糖醛酸和各种硫酸 基），在溶液中以聚阴离子形式存在，因而可用阴离 子交换剂进行交换吸附。吸附时可以使用低盐浓度样 液，洗脱时可以逐步提高盐浓度如梯度洗脱或分步阶 梯洗脱。 （4）其他方法 此外，超滤法、凝胶过滤层析法、区带电泳法及金 属络合法等在多糖的分离纯化中也常采用。
肝素
抗凝血药，还有澄清血浆脂质，降低血胆固醇 和增强抗癌药物等作用。 （一）结构与性质 基本单位：三硫酸双糖和二硫酸双糖，以2：1 交替联结。
（二）生产工艺（盐解离子交换工艺） （1）工艺流程
（2）工艺过程及控制要点 ①提取 反应锅内，3%加NaCl，30%NaOH调pH9.0， 53－55℃保温2h，升温至95 ℃ ，维持10min，冷却 至50 ℃ 以下，过滤； ②吸附 加入氯型714树脂，用量为提取液的2%，搅 拌吸附8h，静置过夜； ③洗涤 树脂用水洗至清，滤干，用2倍量 1.4mol/LNaCl搅拌2h；
糖类药物的类型
3、多糖 又称多聚糖，由20个以上单糖聚合而成。如香 菇多糖、右旋糖酐、甘露聚糖、茯苓多糖等。 多糖在细胞内的存在方式有游离型与结合型两 种。结合型多糖有糖蛋白、脂多糖。在组织中， 粘多糖几乎没有例外地与蛋白质以共价结合。
多糖的来源
1、动物多糖 来源于动物结缔组织、细胞间质。 如：肝素（抗凝血的作用）、硫酸软骨素（防 治脉硬化和骨质增生）
（一）结构与性质 又名已六醇，为白色针状结晶，不潮解， 易溶于水和热乙醇，不溶于有机溶剂，在无菌 水中比较稳定。
（二）生产工艺 海带和海藻中含量高。也可用发酵法和葡 萄糖电解法生产。
1 提取法 （1）工艺流程
（2）工艺过程及控制要点 ①浸泡提取、碱化、中和 加20倍量自来水，浸泡4批，每批2－3小时，然 后用30%NaOH调pH10－11，静置8h，凝集沉淀多糖类 黏性物，虹吸上清液，用50%中和至pH6－7，进一步 除打，得中性提取液。 ②浓缩、沉淀 沸腾浓缩，除去胶状物，至含甘露醇30%以上， 冷却至60－70℃，加2倍量乙醇。
（4）抗凝血 肝素是天然抗凝剂。 （5）抗病毒 多糖可以提高机体组织细胞对细菌，原虫，病毒和真 菌感染的抵抗力。 （6）其他作用 类肝素、硫酸软骨素、小分子量肝素等具有降血脂、 降血胆固醇，抗动脉粥样硬化作用，用于防治冠心病 和动脉硬化。促进细胞DNA，蛋白质的合成，促进细 胞的增殖、生长。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
思考题
1. 2. 3.
常见的酶类药物包括哪些种类？ 酶类药物的提取纯化时应注意什么？ 多糖的分离纯化方法？
纤维蛋白溶解系统
HPLC System with Binary Pump, Autosampler and Variable Wavelength Detector This HP 1100 HPLC System is in excellent condition and has been fully tested and refurbished at GenTech Scientific. Includes Binary Pump, HP 1100 Autosampler with 100-Sample Tray, Variable Wavelength Detector, Vacuum Degasser, HP Chemstation with License, Computer System, HPIB cables, manuals and ONE (1) YEAR WARRANTY.
一、糖类药物的类型 二、多糖的来源 三、糖类药物的生理活性 四、多糖的提取、分离纯化与鉴定 五、典型糖类药物生产实例
糖类药物的类型
1、单糖及其衍生物 单糖是糖的最小单位，如葡萄糖、果糖、氨基 葡萄糖和维生素C等。 衍生物：6-磷酸葡萄糖，1,6-二磷酸果糖，磷 酸肌醇等。 2、寡糖 又称低聚糖，由2～20个单糖聚合而成。如蔗 糖、麦芽糖、乳糖、乳果糖。
典型糖类药物生产实例——透明质酸
（二）结构与性质 是一种酸性粘多糖，由等量的葡萄糖醛酸和乙 酰氨基葡萄糖组成。 （三）生产工艺 组织提取法 细菌发酵法
冻鸡冠
绞碎 蛋白酶
酶解液
过滤 乙醇沉淀
粗品
重溶 0.1MNaCl 氯仿沉淀
解离液
0.4MNaCl 解离
络合沉淀
络合 1%CPC
水相
粗滤、精滤
1、提取分离 ①水或盐溶液直接提取（大部分） 但因大部粘多糖与蛋白质结合于细胞中，因此需用酶解 法或碱解法使糖-蛋白质间的结合键断裂，促使多糖释放。 ②碱解法 多糖与蛋白质结合的糖肽键对碱不稳定，故可用碱解法 使糖与蛋白质分开。 ③酶解法 理想的工具酶是专一性低的、具有广泛水解作用的蛋白 酶。 如：鹿茸中酸性多糖采用木瓜蛋白酶消化法提取，收率 很高。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
2、除杂蛋白（游离蛋白质） 方法： ①Sevag法（氯仿）； ②三氯乙酸法； ③三氟三氯乙烷法。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
2、多糖的纯化 （1）乙醇沉淀法 制备粘多糖的最常用手段，分级沉淀法。（乙醇分 部） （2）季胺盐络合法 粘多糖与一些阳离子表面活性剂（如：十六烷基三 甲基溴化铵CTAB和十六烷基氯化砒啶CPC等）能形 成季胺盐络合物。 原理：在低离子强度的水溶液中，这些季胺盐络合 物不溶解；在离子强度大时，这种络合物可以解离， 溶解，释放。
高压电泳设备
③精制 沉淀物悬浮于8倍94%乙醇中，搅拌回流30min， 出料，冷却过夜，离心得粗品，含量70－80%，重复 操作一次，含量大于90%，氯化物含量小于0.5%，取 此样品重溶于适量水中，加入1/8-1/10活性炭， 80℃保温30min，滤清，结晶得精品甘露醇。
1,6－二磷酸果糖
④洗脱 用2倍量3mol/LNaCl搅拌洗脱8h，滤干，再 用1倍量3mol/LNaCl搅拌洗脱2h ； ⑤沉淀 等量95%乙醇过夜，收集沉淀，丙酮脱水； ⑥精制 15倍量1%NaCl溶解，用6mol/LHCl调pH1.5， 过滤至清，再用5mol/LNaOH调pH11，按3%用量加入 H2O2，25℃过夜，第二天再加H2O2 1%，调pH11，继 续放置，共48小时。等量乙醇沉淀，收集沉淀丙酮 胶水真空干燥。
多糖的来源
2、植物多糖 主要是一些中草药多糖。 如：黄芪多糖、牛膝多糖、猪苓多糖、枸杞子 糖缀合物。 作用：免疫调节、抗肿瘤、降血压、抗辐射、 抗突变、抗凝血、抗血栓等等。
多糖的来源
3、微生物多糖 来源分为：细菌多糖、真菌多糖和藻类多糖 （《本草纲目》中列出很多的食用菌、食用藻） 分泌类型分为：胞内多糖和胞外多糖。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
3、纯度鉴定 测定所得组分是否均一。 方法： 功能团分析 比旋光度 纸色谱 HPLC 高压电泳
典型糖类药物生产实例——透明质酸（HA） （一）来源和用途 1、来源 存在于动物的组织细胞间质和某些某些细菌的 荚膜中。 原料：鸡冠、人脐带、动物眼球。 2 、用途：高效天然保湿因子，临床上作为填 充剂。
糖类药物的生理活性
（1）增强机体免疫力 主要表现为影响补体活性，促进淋巴细胞增殖，激活 或提高吞噬细胞的功能。增强机体的抗炎、抗氧化和 抗衰老作用。 （2）抗肿瘤 通过增强机体的免疫功能而达到抗癌作用，毒副作用 小。 （3）抗辐射 抗射线的损伤，有抗氧化、防辐射作用。
糖类药物的生理活性
滤液
95%乙醇 沉淀
沉淀物
脱水干燥
精品HA
CPC：氯代十六烷基吡啶。低盐条件下，HA与CPC络合沉淀；高盐条件下，二者解离。
甘露醇
静脉注射后，可降低颅内压，使由脑水肿引起 休克的病人清醒。也可用于大面积烧伤及烫伤 产生的水肿，并有利尿作用，防止肾衰竭，治 疗急性青光眼，还用于中毒性肺炎、循环虚脱 症等。
是急性心肌梗死、心功能不全、冠心病、心肌 缺血、休克等症的急救药物。 生产工艺（酶转化法） （1）工艺流程
Hale Waihona Puke （2）工艺过程及控制要点 ①取经多代发酵应用过的酵母渣，冻融，加入低物 （8%蔗糖，4%NaH2PO4，30mmol/L MgCl2，pH=6.5) 于30℃反应6小时； ②除杂蛋白 煮沸； ③阴离子交换树脂 上柱，用蒸馏水洗至pH7，分步 洗脱，生成钙盐； ④转酸 钙盐悬浮于水中，用732树脂转酸，用 2mol/LNaOH调pH5.3－5.8，除菌，冻干。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
（3）离子交换层析法 粘多糖由于具有酸性基团（如糖醛酸和各种硫酸 基），在溶液中以聚阴离子形式存在，因而可用阴离 子交换剂进行交换吸附。吸附时可以使用低盐浓度样 液，洗脱时可以逐步提高盐浓度如梯度洗脱或分步阶 梯洗脱。 （4）其他方法 此外，超滤法、凝胶过滤层析法、区带电泳法及金 属络合法等在多糖的分离纯化中也常采用。
肝素
抗凝血药，还有澄清血浆脂质，降低血胆固醇 和增强抗癌药物等作用。 （一）结构与性质 基本单位：三硫酸双糖和二硫酸双糖，以2：1 交替联结。
（二）生产工艺（盐解离子交换工艺） （1）工艺流程
（2）工艺过程及控制要点 ①提取 反应锅内，3%加NaCl，30%NaOH调pH9.0， 53－55℃保温2h，升温至95 ℃ ，维持10min，冷却 至50 ℃ 以下，过滤； ②吸附 加入氯型714树脂，用量为提取液的2%，搅 拌吸附8h，静置过夜； ③洗涤 树脂用水洗至清，滤干，用2倍量 1.4mol/LNaCl搅拌2h；
糖类药物的类型
3、多糖 又称多聚糖，由20个以上单糖聚合而成。如香 菇多糖、右旋糖酐、甘露聚糖、茯苓多糖等。 多糖在细胞内的存在方式有游离型与结合型两 种。结合型多糖有糖蛋白、脂多糖。在组织中， 粘多糖几乎没有例外地与蛋白质以共价结合。
多糖的来源
1、动物多糖 来源于动物结缔组织、细胞间质。 如：肝素（抗凝血的作用）、硫酸软骨素（防 治脉硬化和骨质增生）
（一）结构与性质 又名已六醇，为白色针状结晶，不潮解， 易溶于水和热乙醇，不溶于有机溶剂，在无菌 水中比较稳定。
（二）生产工艺 海带和海藻中含量高。也可用发酵法和葡 萄糖电解法生产。
1 提取法 （1）工艺流程
（2）工艺过程及控制要点 ①浸泡提取、碱化、中和 加20倍量自来水，浸泡4批，每批2－3小时，然 后用30%NaOH调pH10－11，静置8h，凝集沉淀多糖类 黏性物，虹吸上清液，用50%中和至pH6－7，进一步 除打，得中性提取液。 ②浓缩、沉淀 沸腾浓缩，除去胶状物，至含甘露醇30%以上， 冷却至60－70℃，加2倍量乙醇。
（4）抗凝血 肝素是天然抗凝剂。 （5）抗病毒 多糖可以提高机体组织细胞对细菌，原虫，病毒和真 菌感染的抵抗力。 （6）其他作用 类肝素、硫酸软骨素、小分子量肝素等具有降血脂、 降血胆固醇，抗动脉粥样硬化作用，用于防治冠心病 和动脉硬化。促进细胞DNA，蛋白质的合成，促进细 胞的增殖、生长。
多糖的提取、分离纯化与鉴定
思考题
1. 2. 3.
常见的酶类药物包括哪些种类？ 酶类药物的提取纯化时应注意什么？ 多糖的分离纯化方法？
纤维蛋白溶解系统
HPLC System with Binary Pump, Autosampler and Variable Wavelength Detector This HP 1100 HPLC System is in excellent condition and has been fully tested and refurbished at GenTech Scientific. Includes Binary Pump, HP 1100 Autosampler with 100-Sample Tray, Variable Wavelength Detector, Vacuum Degasser, HP Chemstation with License, Computer System, HPIB cables, manuals and ONE (1) YEAR WARRANTY.