生物药物的概念一
复习提纲-生物药品知识
模块一生物药物的：指运用生物学、微生物与免疫学、生物化学及药学等的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液或其代谢产物，加工制成的一类用于预防、治疗和诊断疾病的物质。
分类：抗生素类（β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类）生物药物类（氨基酸类药物、多肽和蛋白质类、酶类药物、核酸类药物、糖类药物、脂类、维生素类）生物制品类（疫苗类、抗体类、血液制品类、细胞因子类、重组激素类）组成：人体组织来源的生物药物、动物组织来源的生物药物、植物来源的生物药物、微生物来源的生物药物、海洋来源的生物药物。
习题：卡介苗属于生物制品类生物药物。
用于制造人工皮肤的甲壳素主要来自于海洋生物。
我国第一个拥有自主知识产权的基因工程药物为重组人干扰素a1b。
生物药物较易出现的不良反应为变态反应。
抗生素的主要来源是微生物。
1953年，生命科学的重大发现是鼠源性单克隆抗体技术。
模块二抗生素的概念：生物（微生物、动物和植物）在其生命活动过程中的代谢产物，能在低微浓度下有选择地抑制或杀灭其他生物功能的一种有机化学物质。
抗生素的分类：β-内酰胺类、氨基糖苷类（耳毒性、肾毒性）、四环素类、大环内酯类β-内酰胺类抗生素：典型（青霉素、头孢菌素）和非典型（头霉素、氧头孢烯、碳青霉烯、单环β-内酰胺、β-内酰胺抑制剂）6-APA：青霉素母核6-氨基青霉烷酸。
非典型β-内酰胺类抗生素：本身没有或仅有较弱的抗菌活性，抗菌谱较窄。
抗生素的作用机制：干扰细胞壁合成的抗生素，阻碍敏感细菌胞壁合成，使其细胞壁缺损，菌体失去保护屏障，不能抵抗低渗透环境而死亡。
抑制蛋白质合成的抗生素，如四环素、大环内酯类、氨基糖苷类和氯霉素类。
抑制核酸合成的抗生素，与DNA结合使之破坏分解。
增加胞浆膜通透性的抗生素，使菌体内营养物质外泄。
作用于能量代谢系统的抗生素，抑制电子转移。
抗生素的耐药性：产生灭活酶，水解酶或钝化酶（合成酶）。
改变细菌胞浆膜通透性。
改变细菌体内靶位结构，细菌体内药物受体和靶酶蛋白质构型发生变化，不利于菌体与抗菌药物结合。
生物制药工艺学名词解释
生物制药工艺学名词解释：第一章：1. 药品：一定剂型和规格的药物并赋予一定的形式（如包装），而且经过有关部门的批准，有明确的作用用途。
药物：能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病和计划生育的化学物质。
2. 生物药物Biopharmaceuticals：以生物体、生物组织或其成份为原料综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。
3. 生物活性Biological activity,Bioactivity：对活组织如疫苗有影响的特性。
4. 酶工程enzyme engineering：酶学与工程学互相渗透结合，发展形成的生物技术，它是从应用目的出发，研究酶和应用酶的特异催化功能，并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。
5. 固定化酶immobilized enzyme：是指借助于物理和化学的方法把酶束缚在一定空间内并具有催化活性的酶制剂。
6. 组合生物合成combinatorial biosynthesis（组合生物学combinatorial biology）：应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇，产生一些非天然的化合物。
7. 药物基因组学：一门研究个人的基因遗传如何影响身体对药物反应的科学。
8. 凝聚作用coagulation：指在电解质作用下，胶粒粒子的扩散双电子层排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，使胶体粒子发生聚集的过程。
9. 萃取extraction：将物质从基质中分离出来的过程。
一般指有机溶剂将物质从水相转移到有机相的过程。
10. 反萃取stripping/back extraction：将萃取液与反萃取剂相接触，使某种被萃入有机相的溶质转入水相的过程。
11. 萃取因素/萃取比：萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。
12. 分离因素separation factor：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
13. 双相萃取技术two-aqueous phase extraction：利用不同的高分子溶液相互混合可产两相或多相系统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
生物技术药物
公元11世纪 沈括 秋石 “性激素”
取人尿三、五担，尿液新、陈均可用。发 臭味的尿液也可以用。先把尿液放入大盆 中，加入一倍清水，用棒棍不停地搅拌达 数百次，然后静置使其澄清后，倾去上层 清水。取沉渣，再兑入大量清水再搅，静 置后取沉渣。这样重复数遍，直到沉渣不 现任何臭味为止。这些沉渣便是秋石了。 待其干燥后，便成为洁白的粉末。然后， 用人奶汁和成膏，曝干。干后再加奶汁研 膏。如此重复九遍，最后做成丸药备用。
广义的生物药物包括从动物、植物、微生 物等生物体中制取的各种天然生物活性物 质及其人工合成或半合成的天然物质类似 物。
生物制品 生化药品
动物、植物、微生物等 人工合成或半合成的天然类似物
生物药物已形成四大类型：
1、基因重组多肽、蛋白质类治疗剂 生物技
2、基因药物
术药物
3、天然生物药物
化学药物
4、合成与部分合成生物药物 或中药类
古代 植物、动物脏器用于治疗疾病 近代 使用预防制品预防传染性疾病 现代 天然与人工产品、基因工程产品
按纯度、工艺特点等将生物药物的发展阶段分为：
第一代：利用生物材料加工的粗制品 成分不明 工艺简单 有一定疗效 如：脑垂体后叶制剂、肾上腺提取物等
第二代：根据生物化学和免疫学而进行的精制品 成分明 确 疗效确切
治疗维生素缺乏症
3、中枢神经系统药 L-多巴——治疗神经震颤 人工牛黄——镇静、抗惊厥 脑啡肽——镇痛
4、血液和造血系统药 血红素——抗贫血、升高血红蛋白 肝素——抗凝血 凝血酶——止血 右旋糖酐——增血容量
5、呼吸系统药 平喘——前列腺素、肾上腺素 祛痰——乙酰半胱氨酸 镇咳——蛇胆、鸡胆
6、心血管系统药 降血压——甲巯丙脯酸、激肽释放酶 降血脂——弹性蛋白酶、猪去氧胆酸 治疗冠心病——类肝素、硫酸软骨素A
生物技术药物
5、化学合成
氨基酸 多肽 蛋白质 维生素 激素 胆酸 核酸降解物 结构改造达到高效、 长效和高转移性； 化学修饰提高稳定 性和降低抗原性。
（二）按化学本质和化学特性分
美国科学家 乔恩·格兰特 “N-乙酰半胱氨酸”的氨基酸能抑制某些人 的赌瘾
应用微生物（细菌、噬菌体、立克次 体、病毒等）、微生物代谢产物、寄 生虫和动物的毒素、人或动物的血液 或组织等，直接制成或用现代生物技 术、化学方法制成，作为预防、治疗、 诊断特定传染病或其它有关疾病的制 剂，通称生物制品。
在生产、制备中的特殊性： 原料中有效物质含量低 如：胰腺中 胰岛素 0.002% 稳定性差 易腐败 注射用药有特殊要求 检验上的特殊性： 由于生物药物具有特殊的生理功能， 因此生物药物不仅要有理化检验指标， 更要有生物活性检验指标。这也是生物 药物生产的关键。
第二节 生物药物的分类及临床用途
一、生物药物的分类 按药物的来源物制造方法分类
生物药物（Biopharmaceutics）——利用生物 体、 生物组织或其成分，综合应用生物学、生 物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学 的理论与方法进行加工、制造而成的一大类预 防、诊断、治疗的制品称为生物药物。
广义的生物药物包括从动物、植物、微生 物等生物体中制取的各种天然生物活性物 质及其人工合成或半合成的天然物质类似 物。
如：胰岛素、尿激酶、肝素、香菇多糖、前列腺素E等
第三代：应用现代生物技术生产的天然活性物
应用蛋白工程原理设计的天然类似物
如：1982年胰岛素、α-干扰素、白介素-2、乙肝疫苗
基甘 因乐 工能 程 干多 扰剂 素量 笔 ®三、生物药物的特点
药理学特性： 治疗的针对性强 如：Cyt c 药理活性高 如：ATP 毒副作用小，营养价值高 生理副作用常有发生
生物药物的基本概念介绍
生物药物的基本概念介绍生物药物是指由生物制剂所生产的药物。
这些药物包括了蛋白质、多肽、抗体、疫苗和基因工程药物等。
所谓的生物制剂是指在生物学领域中产生和处理的化合物或细胞，通常需要在相应的载体中进行生长和复制。
生物药物是与化学合成药物不同的一类药物，其具有诸多特点，如生产成本高，对外来因素更加敏感，生产难度大等。
生物制剂包括了各种细胞因子、胰岛素、血红素、生长激素、白介素、干扰素、白蛋白、酶和抗体等。
这些药物能够有效地根据不同的药理作用来对病症进行治疗。
比如，干扰素可以有效地抑制病毒感染、抑制细胞的增殖等，白介素可以促进免疫系统的反应，抗体可以帮助人体抵抗细菌和病毒的入侵，并且在治疗癌症、自身免疫性疾病、炎症性肠病等疾病方面都发挥着重要的作用。
由于生物药物与化学合成药物具有很大的区别，生产生物药物需要更加复杂的生产过程和严格的质量控制。
生产这些药物需要大量的培养基和细胞培养条件，以及各种生产设备和监控系统。
此外，生物药物的生产需要更长的时间和更高的生产成本。
因此，这类药物定价较高，也难以大规模生产。
生物药物的质量必须得到严格的控制，否则可能会对人体产生严重的副作用。
因此，各种生产批次必须经过多项测试以保证其有效性和质量。
这些测试包括物理性质、化学性质和生物活性性质等多方面的检查。
此外，还需要进行动物和人体试验，以确保其安全和有效性。
最后，必须获得监管机构的批准之后，这些药物才能投放市场。
生物药物的生产和发展方面的投资和研究在过去几十年中得到了广泛发展。
随着科学技术的不断提高和新的研究领域的引进，人们期望能够开发出更多的生物药物以帮助人类战胜各种疾病。
同时，随着法规的加强，人们也需要对这些药物提出更严格的监管，以确保其安全性和有效性。
总之，生物药物的发展前景非常广阔，也需要我们付出更多的努力和投资。
生物药学知识点总结高中
生物药学知识点总结高中生物药学是一门综合性学科，涉及生物科学、医学、化学等多个学科的知识。
它主要研究生物药品的开发、生产、质量控制、临床应用等方面的内容。
生物药品是通过生物技术制备的药物，具有较高的药效和较少的毒副作用，被认为是21世纪药物研究的重要方向之一。
本文将从生物药物的分类、生物药物的开发与生产、生物药物的质量控制、生物药物的临床应用等四个方面进行知识点总结。
生物药物的分类生物药物主要包括蛋白质药物、多肽类药物和基因药物三大类。
其中，蛋白质药物是指由大分子蛋白质构成的药物，例如重组人胰岛素、重组人干扰素等；多肽类药物是指由较小的多肽分子构成的药物，例如利拉鲁肽，卡拉塔肽等；基因药物是指通过基因工程技术制备的药物，例如基因治疗药物、RNAi药物等。
生物药物的开发与生产生物药物的开发与生产是一个复杂的过程，包括基因克隆、表达、纯化、制剂和质量控制等多个环节。
在基因克隆阶段，需要首先获取目标基因的DNA序列，然后将其插入到表达载体中，构建重组表达载体；在表达阶段，将重组表达载体导入到宿主细胞中，通过转染、转化等技术使宿主细胞表达目标蛋白；在纯化阶段，通过离心、超滤、色谱等技术将目标蛋白从宿主细胞中提取出来；在制剂阶段，将提取的目标蛋白进行稳定性改良、配制成适合注射、口服等途径的药物制剂；在质量控制阶段，需要对生产的生物药品进行严格的质量控制，包括对原料、中间品、成品的检验，以确保生物药品的质量和安全性。
生物药物的质量控制生物药品的质量控制是保证生物药品质量和安全性的重要保障。
生物药物的质量控制包括生产过程的质量控制和成品的质量控制两个方面。
生产过程的质量控制主要包括对原料、中间品、成品的检验、测试和记录，以及生产设备、生产环境等的监测和管理。
成品的质量控制主要包括对生物药品的理化性质、生物学性质、活性、纯度、杂质等方面的检验和测试。
此外，还需要对生物药品进行临床药理、毒理等各方面的评价，以确保生物药品的质量和安全性。
吉大《药学导论》第七章 生物制药 课堂笔记
吉大《药学导论》第七章生物制药课堂笔记药物：是用于预防、治疗、诊断或用于调节机体生理功能、促进机体康复、保健的物质。
药物根据用途可分为：预防药物治疗药物诊断药物保健药物三大药源：——化学药物——中草药——生物药物一、生物学简介二、生物药物概论三、生物制药技术四、生物制药的发展趋势一、生物学简介（一）细胞学说：19世纪30年代，德国植物学家Matthias Jakob Schleiden和动物学家Thelder Schwann共同创立了生物科学的理论基础——细胞学说。
指出动物、植物都是由细胞组成的，细胞是有机体，按照一定的规律排列在动植物体内。
(二)达尔文的生物进化论1859年，英国的生物学家Charles Darwin发表了《物种起源》一书，确立了进化论的概念。
Darwin认为世界上的生物并不是永恒不变的，在漫长的时期里，由于大自然环境的变化和生物群体的生存竞争造成的压力迫使物种发生遗传上的改变。
在这种选择的环境中，新的物种不断产生，而不再适应生活环境老的物种则被淘汰。
(三)经典遗传学1.孟德尔的遗传规律：分离规律和自由组合规律；2.Morgan创立了遗传的染色体理论：将代表某一定特定性状的基因，同某一特定的染色体联系起来，创立了遗传的染色体理论。
(四)分子生物学1953年Watson和Crick创立DNA双螺旋模型；从此，遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。
1958年Crick证明了DNA半保留复制和中心法则；1961年Crick和Nirenberg发现DNA携带的遗传密码是由3个碱基组成的三联体；1967年Khorana和Nirenberg破译了遗传密码；1970年，Smith,Wilcox和Kelly分离了第一个核酸限制性内切酶；1972年，Jackson和Berg利用限制性内切酶和连接酶，得到了第一个体外重组的DNA分子，从此建立了重组DNA技术。
1975年淋巴细胞杂交瘤技术问世；JD Watson HK Crick1976年世界上第一家应用生物技术开发新药的公司—Genetech 公司建立；(五)生物技术生物技术是以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程学相结合，对新物种进行加工生产，为社会提供商品和服务的综合性技术体系。
生物药物名词解释生物药物的特点
生物药物名词解释生物药物的特点1. 生物药物：泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次极代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品，生物制品用基因工程、细胞工程、发酵工程等生物学技术制成的免疫制剂或有生物活性的制剂。
可用于疾病的预防、诊断和治疗。
2. 生物技术制药：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需的医药品。
3. 生物技术药物：采用DNA重组技术、单克隆抗体技术或其它生物新技术研制的蛋白质（包括治疗性抗体等）或核酸类药物。
4. 生物技术：以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，利用这样的新物种（品系）进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。
5. 血液：是一种流动性结缔组织，循环于心血管系统内，它将身体必须的营养物质和氧气输送到各个器官、组织和细胞；同时将机体不需要的代谢产物运送到排泄器官。
血液还对入侵的微生物、病毒、寄生虫等，以及其它有害物质发生反应，保护机体免遭损害；血液是体液的一个重要组成部分，在维持机体内环境相对稳定方面起着重要的作用6. 体液：人体内含有大量液体，包括水分和其中溶解的物质，成人，约占体重的60%，总称为体液。
体液三分之二在细胞内，三分之一在细胞外，存在于血管内的血浆、淋巴管内的淋巴液、细胞间隙的和组织7 天然药物化学：是运用现代科学理论和方法研究天然药物中的化学成分及其生理功能的一门科学。
内容包括各类天然药物的化学成分、结构特征、性质、提取和分离方法、结构鉴定及生理活性等的研究。
主要研究内容是植物中的天然有机化合物的分离提纯、结构鉴定、构效关系7. 基因工程技术：是将重组对象的目的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌，实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术8. 下游阶段：将实验室成果产业化、商品化，为获得高质量、高产量的表达产物，需对影响表达及分离纯化的因素进行分析（如新型生物反应器、高效分离介质及装置、分离纯化的优化控制、高纯度产品的制备技术等）9. 上游阶段：在实验室完成，获得目的基因后，用限制性内切酶和连接酶将目的基因插入载体，并转入宿主菌10. 逆转录法：是先分离纯化目的基因的mRNA，再反转录成互补DNA，然后进行互补DNA的克隆表达。
第一章生物制药绪论
2013-6-8
苏州大学医学部
三类 已在国外上市销售但尚未在国内上市销售的药品： （1）已在国外上市销售的制剂及其原料药，和/或改变该制 剂的剂型，但不改变给药途径的制剂； （2）已在国外上市销售的复方制剂，和/或改变该制剂的剂 型，但不改变给药途径的制剂； （3）改变给药途径并已在国外上市销售的制剂； （4）国内上市销售的制剂增加已在国外批准的新适应症 。 四类 改变已上市销售盐类药物的酸根、碱基（或者金属元 素），但不改变其 药理作用的原料药及其制剂。 五类 改变国内已上市销售药品的剂型，但不改变给药途径 的制剂。 六类 已有国家药品标准的原料药或者制剂。
2013-6-8
苏州大学医学部
19
3、相对分子质量较大 酶类药物：1－50万dolt， 抗体蛋白:5-95万dolt 多糖类药物:小的上千，大的可上百万。 4、对酸碱、重金属、热等理化因素的变化较 敏感。 这类生物药物功能的发挥需要保持其特定 的生理活性结构。
20
2013-6-8
苏州大学医学部
5、制药所用的材料大多含有丰富的营养成分， 利于微生物生长，故易被微生物分解。 6、生产中搅拌力、金属器械及空气等也可能 对活性有影响。 生产中必须全面严格控制，包括从原料选择和 预处理、生产工艺、制剂成型、保藏、运输及 使用各个环节。
2013-6-8 苏州大学医学部 12
二、生物制药的研究内容
(1) 发酵工程制药
(2) 基因工程制药 (3) 细胞工程制药 (4) 酶工程制药
2013-6-8 苏州大学医学部 13
1、发酵工程制药
（1） 发酵工程制药：是指利用微生物代 谢过程生产药物的技术。此类药物有抗 生素、维生素、氨基酸、核酸有关物质、 有机酸、辅酶、酶抑制剂、激素、免疫 调节物质以及其他生理活性物质。 （2）主要研究：微生物菌种筛选和改良、 发酵工艺的研究、产品后处理即分离纯 化等问题。重组DNA技术改良微生物菌种。
生物药品
学习目标一、生物药品的概念二、生物药品的分类方法三、生物药品的历史、现状及发展趋势第一节绪论一、生物药品的概念二、生物药品的分类三、生物药品的发展史、现状及发展趋势一、生物药品的概念药品是指由各国政府药政管理部门认可，可直接用于临床并规定有适应症或者功能主治、用法和用量的商品药物。
药品的定义具有法定的意义。
生物药品是指从动物、植物、微生物等生物体中制取的以及运用现代生物技术产生的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然类似物。
一、生物药品的概念生物药品生化药品微生物药品生物制品生物技术药物二、生物药品的分类1.按临床用途分类2.按生物药品化学本质和特性分类3.按原料来源分类二、生物药品的分类1.按临床用途分类(1)治疗药品(2)预防药品(3)诊断药品(4)其他药品二、生物药品的分类1.按临床用途分类（1）治疗药品生物药品对许多常见病、多发病有着很好的疗效。
尤其对某些疑难病，如免疫性疾病、内分泌性疾病、肿瘤、心脑血管疾病等。
治疗效果是其他药品难以比拟的。
治疗疾病是生物药品的主要用途之一。
二、生物药品的分类1.按临床用途分类（2）预防药品许多疾病，尤其是传染性疾病，如天花、脊髓灰质炎、乙型肝炎等，预防远比治疗更为重要。
生物药品尤其是各种疫苗在预防疾病方面已经显示了其不可替代的作用。
1.按临床用途分类二、生物药品的分类（3）诊断药品许多临床诊断试剂都是生物药品。
二、生物药品的分类1.按临床用途分类（4）其他药品生物药品在其他方面也有广泛用途，如在保健品、食品、化妆品、医用材料等。
二、生物药品的分类2.按生物药品化学本质和特性分类（1）氨基酸及衍生物类药品；（2）多肽和蛋白质类药品；（3）酶与辅酶类药品；（4）核酸及其降解物和衍生物类药品；（5）脂类药品；（6）糖类药品；（7）生物制品类药品。
二、生物药品的分类2.按生物药品化学本质和特性分类（1）氨基酸及衍生物类药品包括天然氨基酸和氨基酸混合物，以及氨基酸衍生物。
生物制药工艺基础知识
任务一 基因工程制药技术认知
1.基因工程概念
在分子水平上按照人们的设计方案将DNA片段（目的基因）插入载体DNA分子 （如病毒、质粒等），从而实现DNA分子体外重组，然后再将之导入特定的宿 主细胞进行扩增和表达，使宿主细胞获得新的遗传性状的技术。
基因工程=
重组DNA技术 分子克隆技术 基因的无性繁殖 基因操作 基因克隆技术
项目一 生物制药工艺基础知识
三、生物药物的原料来源
（一）人体组织来源的生物药物 （二）动物组织来源的生物药物 （三）微生物来源的生物药物 （四）植物来源的生物药物 （五）海洋生物来源的生物药物 （六）人工制备的生物原料
项目一 生物制药工艺基础知识
四、生物药物的特点
（一）药理学特性 1、治疗的针对性强、疗效高 2、营养价值高、毒副作用小 3、免疫性副作用常有发生
③ 在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级。 ④ 利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小 爆炸危险区域的范围。
2. 爆炸性粉尘环境 对于爆炸性粉尘环境,其危险区域的范围应按爆炸性粉尘的量、爆炸极限和通 风条件确定。 ⅢA 级:可燃性飞絮,如棉花纤维、麻纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人 造纤维等。 ⅢB级:非导电性可燃粉尘,如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、 可可、木质、米糠、硫黄等粉尘。 ⅢC级:可燃性导电粉尘,石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘。
定义：能够将外源DNA载入宿主细胞进行复制、整合或表达的工具称为载体。 本质是DNA，分为克隆载体和表达载体。 （1）基因克隆载体 适用于外源基因在受体细胞中复制扩增。
➢ 质粒 ➢ 噬菌体 ➢ 柯斯质粒 ➢ 人工染色体等
任务一 基因工程制药技术认知
生物药物
4月10日
制药技术
如何制备生物药物
植物组织培养 细胞培养 制备单克隆抗体
4月10日
制药技术
找
存
离
取
4月10日
制药技术
1、生物药物原料的选择、预处理与 、生物药物原料的选择、 保存方法
（1）、原料选择原则 有效成分含量高，原料新鲜，来源丰富、易得，产地较近， 原料中杂质含量少，成本低。 （2）、预处理与保存 预处理：就地采集后去除结缔组织、脂肪组织等不用的成分， 将有用成分保鲜处理，收集微生物原料时，要及时将菌体与培 养液分开，进行保鲜处理。 保存方法：冷冻法，适用于所有生物原料，-40℃；有机溶剂 脱水法，丙酮，适用于原料少、价值高，有机溶剂对原料生物 活性无影响；防腐剂保鲜，常用乙醇、苯酚等，适用于液体原 料，如发酵液、提取液。
4月10日 制药技术
按来源分类
（1）人体组织来源 （2）动物组织来源 （3）植物组织来源 （4）微生物来源 （5）海洋生物来源
4月10日
制药技术
情景假设
朋友：哎，江波，你们学生物工程将来干什么？ 我：我给你讲哦，我们这专业威力很强大！比 如：制药，治病，克隆一些好东西，甚至能 平息南海事端，解决中东问题，创造一个和 平的世界。 朋友：制药还有点可能，这解决南海问题和中 东问题就有点吹牛，那你给我只一个药试试.
制药技术
生物药物
概念和来源
生物药物的特性
生物药物的分类
生物药物的制备
4月10日
制药技术
生物药物
一、概念和来源
概念：生物药物是指运用生物学、医学、生 物化学等的研究成果，综合利用物理学、化 学、生物化学、生物技术和药学等学科的原 理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、 体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的 制品。生物药物，包括生物技术药物和原生 物制药。 来源：天然的生物材料：人体、动植物、微 生物和各种海洋生物。
生物药物的概念一
3、检验上的特殊性
因此生物药物不仅要理化检验指标，更要有生物活性 检验指标。
（三）、生物药物的分类
1、按药物的化学本质和化学特性来分 （1）氨基酸及其衍生物类药物 （2）多肽和蛋白质类药物 （3） 酶与辅酶类药物 （4）核酸及其降解物和衍生物类药物 （5） 糖类药物 （6） 脂类药物 （7）细胞生长因子类 （8） 生物制品类
五、当前寻找新微生物药物的热点
1 、建立新的筛选模型，寻找非抗生素 类生理活性物质。 2 、利用基因工程技术构建能产生新的 次级代谢产物的基因工程菌。 3 、扩大微生物来源，寻找新的生理活 性物质传统的土壤微生物。
六、当前寻找新微生物药物的热点
1、建立新的筛选模型，寻找非抗生素类生理活性 物质。 2、利用基因工程技术构建能产生新的次级代谢产 物的基因工程菌。 3、扩大微生物来源，寻找新的生理活性物质。 4、应用定向生物合成和突变生物合成的原理来寻 找新的次级代谢产物。 （1）根据已知抗生素的生物合成机理，通过改变 培养基成分，控制发酵条件，进行定向生物合成来 寻找新的次级代谢产物。 （2）通过对已知抗生素产生菌进行诱变处理，使 一些沉默的基因得以激活而产生新的生理活性物质
核苷酸 B- 内 酯 酰 胺 类 酮类 肽类 糖肽类 大环内酯类 氨基糖苷类 安莎类 聚酯类 萜类 其它 合计
3、筛选途径及方法
v v v v 微生物学 样品的采集（土样） 各种各样菌种的分离 发酵培养以增加代谢 产物多样化 再次发酵 化学 v 活性化合物的鉴别 v 理化属性/排重 v 分离/纯化 v 结构阐明
农业生物技术 医药生物技术 生物技术疫苗 生物技术诊断 家畜生物技术 海洋生物技术
二、生物药物概述
（一）生物药物的来源 1、定义 指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果， 从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用 物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学 科的原理和方法制造的一类用于防预、治疗和诊 断的制品。 2、原料来源 以天然的生物材料为主，包括人体、动物、植 物、微生物和各种海洋生物等。如用免疫法制得 的动物原料，用基因工程技术制得的微生物或其 它细胞原料等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
农业生物技术 医药生物技术 生物技术疫苗 生物技术诊断 家畜生物技术 海洋生物技术
二、生物药物概述
（一）生物药物的来源 1、定义 指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果， 从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用 物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学 科的原理和方法制造的一类用于防预、治疗和诊 断的制品。 2、原料来源 以天然的生物材料为主，包括人体、动物、植 物、微生物和各种海洋生物等。如用免疫法制得 的动物原料，用基因工程技术制得的微生物或其 它细胞原料等。
（二）生物药物的特性
1、药理学特性
（ 1 ）治疗的针对性强，治疗的生理、生化 机制合理，疗效可靠。 （2）药理活性高， （3） 毒副作用小，营养价值高 （ 4 ） 生理副作用常有发生。如免疫反应、 过敏反应等
2、在生产、制备中的特殊性
（1）原料中的有效物质含量低，杂质多且含量高。 提取、纯化工艺复杂。 （2） 稳定性差。 如被自身的酶水解等；理化因素的破坏等，如温度、 压力、PH、重金属等。 （3） 易腐败。 因此生产过程中对低温、无菌操作要求严格。 （4） 注射用药有特殊要求。 所以对药品制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性 等都有严格的要求。
B. 截断低效组分的生物合成（或前体并入途 径）的方法。
形成多组分抗生素生物合成的途径有： a.直线式生物合成途径 如红霉素A的生物合成中，有未甲基化前体 红霉素C，后续反应形成的E、F等。 b.分叉式生物合成途径 典型例子：庆大霉素多组分的形成，从巴龙 霉胺合成的庆大霉素 X2就开始分支，分支1合成 庆大霉素 C1，C2； 分支 2 合成 C1a，C2b（ 即小 诺米星），二个分支产物共同形成多组分的庆大 霉素。
3、检验上的特殊性
因此生物药物不仅要理化检验指标，更要有生物活性 检验指标。
（三）、生物药物的分类
1、按药物的化学本质和化学特性来分 （1）氨基酸及其衍生物类药物 （2）多肽和蛋白质类药物 （3） 酶与辅酶类药物 （4）核酸及其降解物和衍生物类药物 （5） 糖类药物 （6） 脂类药物 （7）细胞生长因子类 （8） 生物制品类
免疫 调节剂
四、寻找微生物药物的基本途径和方法
1、微生物是具有潜在治疗效用的新结构化 合物的无穷源泉 （1） 微生物分布广。 （2） 种类多。 （3）易变异。 (4）微生物的次级代谢产物的多样性和新 颖性 。
2、涉及主要微生物类型
几种主要放线菌产生的活性物质数量
产生菌 Streptomyces griseus 灰色链霉菌 Streptomyces hygroscopicus 吸水链霉菌 Streptomyces lavendulae 浅紫灰链霉菌 Streptomyces antibioticus 抗生链霉菌 Streptomyces fradiae 弗氏链霉菌 Micromonospora spp. 小单孢菌 Nocardia spp. 诺卡氏菌 活性物质的数目 187 286 129 95 76 386 270
由于抗生素生物合成具有下列主要特征： ①生物合成途径比较复杂 ②生物合成酶的基质特异性不高 ③生物合成产物往往是结构相近的多组分 ④多组分抗生素的构效关系非常明显 ⑤生物合成的调节机制比较复杂 为获得最有效的单组分产品， 可采用精细的分离技术 （如色谱层析）从多组分产物中分离出有效产品，如 妥普霉素 黑暗链霉菌 卡那霉素B 安普霉素等多组分产物
核苷酸 B- 内 酯 酰 胺 类 酮类 肽类 糖肽类 大环内酯类 氨基糖苷类 安莎类 聚酯类 萜类 其它 合计
3、筛选途径及方法
v v v v 微生物学 样品的采集（土样） 各种各样菌种的分离 发酵培养以增加代谢 产物多样化 再次发酵 化学 v 活性化合物的鉴别 v 理化属性/排重 v 分离/纯化 v 结构阐明
排重数据库的产生
过 程 菌株采集 菌株分离 菌株发酵 样品制备 初筛 再次发酵 扩大生物试验 分离和纯化 结构测定 菌种分类 适用的信息 地理和生态环境 生长特性、分离条件和形态学 在不同培养基上的生长特性 粗略估计化合物的极性和酸碱度 在靶测定体系中的灵敏度、特异性和活性 重现性和稳定性 关于活性、特异性生物和微生物活性的进一步信息 理化性质（如溶解分配系数、 TLC（ 薄板层析）、 HPLC以及光谱分析等） 已知或新结构 种的确定
五、当前寻找新微生物药物的热点
1 、建立新的筛选模型，寻找非抗生素 类生理活性物质。 2 、利用基因工程技术构建能产生新的 次级代谢产物的基因工程菌。 3 、扩大微生物来源，寻找新的生理活 性物质传统的土壤微生物。
六、当前寻找新微生物药物的热点
1、建立新的筛选模型，寻找非抗生素类生理活性 物质。 2、利用基因工程技术构建能产生新的次级代谢产 物的基因工程菌。 3、扩大微生物来源，寻找新的生理活性物质。 4、应用定向生物合成和突变生物合成的原理来寻 找新的次级代谢产物。 （1）根据已知抗生素的生物合成机理，通过改变 培养基成分，控制发酵条件，进行生素产生菌进行诱变处理，使 一些沉默的基因得以激活而产生新的生理活性物质
三种生物学方法： ① 用发酵方法获得单组分利产物 原理：由于有些抗生素生物合成酶的基质特异 性不高，在发酵液中加入不同的前体物质，往往 会影响产物的组分。利用此原理可以获得单组分 产物。 例：青霉素发酵，加入苯乙酸或苯乙酸胺，就 可获得最有效的单组分青霉素G；多肽类环孢菌素 发酵培养基中加入特定氨基酸，可提高相应组分 的含量，加DL－a－氨基丁酸，只产生环孢菌素A， 抑制其它组分的形成；博莱霉素发酵中，加入精 胺，可选择性合成博莱霉素A5。 补加前体是提高有效组分合成的途径。
不同来源的微生物 所产生的具有各种结构的活性物质
化合物数 结构分类 灰色链霉 菌 2 2 16 17 1 11 7 1 1 0 112 170 放线菌 吸水链霉菌 5 8 3 20 2 77 22 5 42 0 80 264 诺卡氏菌 5 7 13 12 22 10 18 72 5 0 55 219 霉菌 曲霉菌，青霉菌 2 2 8 55 0 4 0 0 0 21 190 282
② 利用菌株诱变和定向筛选的方法获得单组分产生菌 很难找出其共性方法。总的说来从2个方面考虑。 A. 提高有效组分前体合成的方法 例：我国 “麦迪霉素 ”发酵，除形成原有的 A1、A2等 组分外，由于其生物合成的最后一步酶反应的C3－OH 上的酰化反应，其酰化酶的特异性不强。 丙酰辅酶A 酰化反应 主组分麦迪霉素A1 乙酰辅酶A 柱晶白霉素A6 由于内源或外源丙酰辅酶A的量不占主体，并有相 当量的乙酰辅酶A，所以我国产的“麦迪霉素”是含有麦 迪霉素A1和柱晶白霉素A6等多组分的产品，改名麦白 霉素。
c.生物合成中个别（或少数）酶反应差异的途径
如阿维菌素生物合成中，存在C5－OH上是否甲基化， C22、C23上是否脱水，C25上并入的是异丙基还是异丁基 等的差异，形成38个组分。要获得特殊组分的产生菌，从上 述多组分形成机制考虑，采用诱变方法，破坏不需组分的生 物合成或形成（或并入）的基因，以阻止不需要组分的形成， 即可获得有效的单组分产生菌。 NTG 处理天然的合成 8 个组分的阿维菌素产生菌，阻断 C5－OH上的甲基化反应，得到只产游离C5－OH的4个B组 分（B1a，B2a，B1b，B2b） 产生菌，同样处理，截断缬氨 酸及其降解产物2－氧－异戊酸的并入能力，得到了只产4个 A 组分（ A1a，A2a，B1a，B2a） 的变株，即常规诱变处理 和理性化筛选的方法，仍可获得单组分产生菌。 利用基因置换的方法构建单组分产生菌
2 、按原料来源来分
（1）人体组织来源的生物药物：
如：人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类
（2）动物组织来源的生物药物： 如：动物脏器制药 （3）植物组织来源的生物药物:如 如：常山碱、黄莲素、白果酸等 （4）微生物来源的生物药物： 如：抗生素、氨基酸、维生素、酶等。 （5） 海洋生物来源的药物 如：海藻酸、螺旋藻等
5 、对已知的化合物进行化学改造来寻找 效果更好的生理活性物质。如： （1）扩大抗菌谱， （2）克服细菌耐药性， （3）改进对细胞的通透性， （4）改善化学和代谢稳定性， （5）提高血浆和组织浓度， (6) 增强与宿主免疫系统的协调作用， （7）达到一天给药一次的临床效果， （8) 减少副作用。
抗生素单组分产生菌的筛选
b. 增加外源前体的方法
如“麦迪霉素”缺乏丙酸辅酶A前体，驯化丙酰胺的 同化菌，在发酵液中加入丙酰胺，即可被转化为丙酰辅 酶A用来合成麦迪霉素A1，A1达80％。
c.直接提供调节剂的方法
如柱晶白霉素10个组分之多，C3－OH上的乙酰化酶受 丁酸盐的阻遏，为了从多组分产物中获得C3-OH是游离状 态的柱晶白A5，必须向菌体发酵液提供丁酸盐调节剂，以 阻遏乙酰化酶。直接加入丁酸盐，对菌体又会产生抑制作 用，所以筛选丁酰胺同化菌。利用菌体的酰胺酶，从加入 的丁酰胺中不断释放出活性丁酸盐，即可防止丁酸盐的抑 制作用，并可有效地阻遏酰化酶。利用变株，在发酵液中 加入丁酸胺，使柱晶白A5含量达80％以上。
其它多组分抗生素的形成，也有类似情况， 结合实例说明如何通过提高前体产量来获得单组 分产生菌的方法。 a. 增加内源前体的方法 例：麦里多霉素有用组分Ⅲ，它的C3－OH是 丙酰化，丙酰辅酶A与门冬氨酸系的氨基酸有密 切关系，都是提高组分Ⅲ的作用，该菌体受缬氨 酸的明显抑制，所以筛选耐缬氨酸变株，麦里多 霉素Ⅲ含量从40％提高到75%，解除氨基酸合成 的控制提高异亮氨酸产量的结果。
③ 利用基因置换的方法构建单组分产生菌 当多组分抗生素生物合成的遗传背景完 全搞清楚后，可以采用体外定向转换基因的 方法来构建单组分产生菌，实例为阿维菌素 单组分产生菌的构建。
七、微生物工程 （一）“发酵”一词的涵义
1、起源 源自拉丁文“fervere”，原意是“沸腾”，用于描 述酵母作用于果汁或发芽谷物浸出物（如麦汁）时 所呈现的外观。 2、生化：厌氧的产能分解代谢。 3、发酵工业：泛指通过微生物的大量培养而形成产 物的过程，可以是无氧或有氧代谢，产品可以是菌 体本身，或是代谢产物。 4、扩展：泛指培养生物细胞（含动物、植物和微生 物细胞）来制得产物的所有过程。 糖类经厌氧代谢而产生CO2。