22第三章-生化药物的生产-第七节-脂类药物的生产-第八节-维生素和辅酶类药物的生产
湖北工业大学生物制药学维生素及辅酶类药物
第七讲-2 维生素及辅酶类药物内容：◆第一节概述◆第二节重要药物的生产1第五讲-2 维生素及辅酶类药物一、维生素的基本概念第一节维生素及辅酶1、定义：i i ）是生物体内类量微化学结构各异具有特殊维素的基本概念维生素（Vitamin ）：是生物体内一类量微、化学结构各异，具有特殊功能的小分子化合物，它们大多需要从外界摄取。
2、特点：（1）参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质;需求量很小每日仅以（2）需求量很小，每日仅以mg 或ug 计;日需量：V A 0.8-1.7mg ；V B 1 1-2mg ；V B2 1-2mg ；泛酸3-5mg ；V B62-3mg ；V D 0.01-0.02mg ；叶酸0.4mg ；生物素0.22mg ；1424601002V E 14-24mg ；V C 60-100mg 。
（）在体内不能合成或合成量不足必须由食物供给3）在体内不能合成或合成量不足，必须由食物供给;（4）绝大多数以辅酶或辅基形式参与体内酶促反应体系，在代谢中起调节作用;（5）“维生素缺乏症”;烟酸—癞皮病；V B1—脚气病；V A—夜盲症；V C—坏血病（6）在生物体内的作用，不同于糖类、脂类或蛋白质，不作为C、N或能源;）在生物体内的作用不同于糖类脂类或蛋白质不作为不用来供能或构成生物体的组成部分，但是代谢过程中必需的。
另外，有些化合物，具有生物活性，有人称之为“类维生素”，如类黄酮、肉碱、牛磺酸等。
33、命名：Vitamin ：V 加上拉丁字母。
多种混合再加上1、2、3等数字，按发现的先后顺序命名例如：1913年美国化学家Mendal 和Osborni 发现了V A4McCollum 和Davis 发现了V B 小分子化合物，结构上差异很大、维生素的分类⑴溶解性区分脂溶性：包括维生素A 、D3、D2、E 、K ，溶于脂肪及有机溶剂在食物中常于脂类共存水溶性：包括B 族维生素（B1、B2、B6、PP 、B12、叶酸、泛酸、生物素等）和维生素C ，溶于水有机溶剂，在食物中常于脂类共存⑵化学结构：无共同性脂肪族芳香族脂环族杂环和甾类化合物等4脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物等二、维生素与辅酶、辅基的关系维生素与辅酶、辅基的关系辅酶（coenzyme）:与脱辅酶结合松弛的小分子有机物(通过透析可以除去，如辅酶1和辅酶2)。
107672-生物制药工艺-13.7维生素及辅酶类药物
脱氢 双键
H
HO
OH
O
O
OH OH
维生素C为白色粉末，无臭、味酸、熔点190～ 192℃，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯 仿及石油醚等。它是一种还原剂，易受光、热、氧 等破坏，尤其在碱液中或有微量金属离子存在时， 分解更快，但干燥结晶较稳定。具有右旋光性。
2、生产工艺
羟乙基
2、生产工艺
（1）合成生产（见书） （2）生物合成
根据专利报道，适宜为此目的来生产可采用的发酵 的 微 生 物 为 酵 母 属 （ Saccharo myees ） S.Cerisiae Honsen DRM 159 与 S.Uvarum Beijerin ck （ Syn . Sacch.carishergnsis Hansen）DBM 189等菌。
戊糖基
异咯嗪部分
• 维生素B2是构成黄素腺嘌呤单核核苷酸 FMN和黄素腺嘌呤二核苷酸FAD重要成分。
• 是氧化还原酶的电子受体。
• 过量无害，量少引起口角炎和皮炎等。
• 维生素B2大量存在于青菜、黄豆、动物肝 脏、肾、心、乳中，但含量都低，不宜用 提取法生产。
2、生产工艺
• （1）菌种 • 菌种很多，主要是棉病囊霉和阿氏假囊酵
（十一）辅酶I（脱氢酶的辅酶）
CoI是具有较强吸湿性的白色粉末，易溶于水或生理 盐水，不溶于丙酮等有机溶剂，为两性分子，等电 点pH3，在干燥状态和低温下稳定。
在生物氧化过程中作为氢的受体或供体，起传递 氢的作用，可加强体内物质的氧化并供给பைடு நூலகம்量。为 两性分子，等电点pH3 。
广泛存在于动植物中，如酵母、谷类、豆类、动 物的肝脏、肉类等。
二、重要的维生素及辅酶类药物 （一）维生素Bl（vitamin B1）
《生化药物制造工艺》课件
05
生化药物制造的未来 展望
新技术的研发与应用
01
02
03
基因工程技术
利用基因工程技术，研发 新型生化药物，提高药物 疗效和安全性。
细胞工程技术
通过细胞工程技术，实现 细胞培养和细胞分化，为 生化药物的生产提供新的 途径。
纳米技术
纳米技术在生化药物制造 中具有广泛应用前景，如 纳米药物载体、纳米药物 制剂等。
20世纪初，生化药物的研究和应用开始起步，主要集中在酶和多 糖类产品的开发。
发展阶段
20世纪中叶，随着生物技术的不断发展，生化药物的种类和应用 范围逐渐扩大。
成熟阶段
20世纪末至今，生化药物的研究和应用已经进入成熟阶段，成为 医疗保健领域的重要支柱之一。
02
生化药物制造工艺流 程
原料选择与处理
原料选择
VS
详细描述
基因工程技术通过克隆和表达目标基因， 实现对生化药物的合成和生产。该技术广 泛应用于蛋白质、酶、细胞因子等生化药 物的制备过程。基因工程技术能够提高目 标蛋白的表达量、纯度和稳定性，降低生 产成本，为生化药物的生产提供新的途径 。
细胞工程技术
总结词
细胞工程技术是利用细胞进行生化药物生产 和改造的技术，具有高活性、高表达、高产 量等优点。
资源循环利用
02
实现资源的循环利用，降低生产成本，减少对自然资源的依赖
。
社会责任
03
企业应承担社会责任，关注员工福利和社区发展，实现企业与
社会的和谐发展。
THANK YOU
根据生化药物的种类和生产需求 ，选择合适的原料，如天然动植 物、微生物等。
原料处理
对原料进行清洗、破碎、提取、 分离等预处理，以便后续的生化 反应和提取分离。
脂类药物
作用与用途：人工牛黄为重要中药材、生化药， 有清热解毒、祛痰定惊作用。用于治疗热病谵狂、 神昏不语、咽喉肿痛及小儿急热惊风。外用治疗 疔疽及口疮等。
前列腺素（PG）
前列腺素为二十碳五元 环前列腺烷酸的一族衍
生物，共分
A,B,C,D,E,F,G,H八类， 目前主要有PGE1、 PGE2、PGE3、PGE1α 、 PGE2α 、PGE3α等20余
CDCA精品
CDCA结晶
真空干燥
CDCA成品
熊去氧胆酸(UDCA)
熊去氧胆酸呈白色结晶粉末,无臭,味苦. 易溶于乙醇,三氯甲烷,冰醋酸,稀碱液,略溶 于乙醚,难溶于水和稀矿酸.
熊去氧胆酸(UDCA)
化学合成法是用胆酸为原料进行酯化得胆
酸甲酯,经乙酰化,氧化.还原制得鹅去氧胆酸, 再氧化为3ɑ-羟基-7-酮基胆烷酸,还原后制得 熊去氧胆酸.
熊去氧胆酸 (UDCA)
胆酸
[酯化] 甲醇,HCl 回流20-30min [氧化] 铬酸钾 400C,8h [还原] 水合肼
胆酸甲酯
[乙酰化] 苯,吡啶,乙酐 室温20h
3ɑ,7ɑ-二乙酰胆
酸甲酯 酸甲酯
3ɑ,7ɑ-二乙酰氧基-12-酮基胆烷 3ɑ,7ɑ-二乙酰胆烷酸
[还原] 金属钠 1150C [氧化] 铬酸钾 室温
脑磷脂
脑磷脂---生产工艺
滤液(制备胆固醇) 丙酮 大脑或骨髓 5次 乙醇提取 滤饼 35-40 C,12h 滤液(制备卵磷脂)
0
乙醚溶 解 00C
滤饼
乙醚提 取 12h
浓缩
乙醇沉淀
滤液
浓缩液
00C,12h
沉淀物
乙醇沉淀
滤液
第七节_脂类药物的生产_第八节_维生素和辅酶类药物的生产
四、典型维生素/辅酶类药物的生产
㈠维生素C的生产 VC的生产方法较多，早期是化学合成，以后改为微生物发酵法。
加氢还原 醋酸杆菌
D-葡萄糖
D-山梨醇
氧化葡萄糖酸杆菌
D-山梨糖
化学转化
2-酮-L-古龙酸（2-KGA）
维生素C
两步发酵法是中国科学院微生物研究所和北京制药厂在1970年代最先发明的，目前仍在使 用中。第二步发酵是由氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌等伴生菌共同完成的，也有人在 这步使用假单胞菌。
四、典型维生素/辅酶类药物的生产
㈡辅酶Q的生产 辅酶Q又称泛醌，是一种脂溶性醌类化合物，所以有人也把它算入脂类药物之列。 但它更是生物体产能反应（呼吸链）及能量贮藏反应的重要辅酶。
皂化，NaOH
石油醚提取
猪心残渣
皂化液
提取液
减 压 浓 缩
无水乙醇结晶
硅胶吸附 洗脱液 浓缩液
精制CoQ10
思考题
1.
脂类药物的制备
㈡细胞培养——生物转化 来源于生物体的多种脂类药物可以采用微 生物发酵、动植物细胞大规模培养（细胞 工程）以及酶工程等生物转化的方法生产。 应用微生物发酵法或烟草细胞培养法生产 CoQ10； 用紫草细胞培养法生产紫草素； 以花生四烯酸为原料，用类脂氧化酶-2和前 列腺素合成酶，通过酶转化合成前列腺素。
典型脂类药物的生产实例
猪脑或脊髓
丙酮提 取 蒸馏浓 缩
滤液
乙醇结 晶
固体物
解溶 醇乙
粗胆固醇
硫酸水 解
粗胆固醇酯
滤液
乙醇重结 晶
胆固醇成品
1. 2. 3. 4. 5.
6.
提取：加3倍体积丙酮，不断搅拌冷浸24小时，过滤，得丙酮提取液。 浓缩与溶解：蒸馏浓缩至出现大量黄色固体，加入10倍体积乙醇，加热回流，过滤。 结晶：滤液于0~5℃冷却结晶，过滤得粗胆固醇酯。 水解：加5倍量工业乙醇和5~6%硫酸加热回流水解8小时，臵0~5℃结晶。 重结晶：上述结晶用10倍量工业乙醇和3%活性炭加热熔解并回流1小时，过滤，臵 0~5℃冷却结晶。滤取结晶，压干，挥发除去乙醇后，70~80℃真空干燥，即得精制 胆固醇。 鉴别：1%的胆固醇氯仿溶液中加入硫酸，氯仿层为血红色，硫酸层显绿色荧光。
生物化学第三章 脂类化学知识点整理
脂类的生理功能
促脂溶性维生 素吸收
与细胞识别， 组织免疫等有
关
其他重要生理 活性物质的前
体
储能、供能
防止热量散 失、维持体温
结构组分：磷 脂是生物膜的
主要成分
脂类 的生理 功能
保护和固定功 能
生物化学
第二章 脂类化学
二
简单 脂质
1、甘油三酯 2、脂肪酸 3、脂肪酸与甘油三酯的理化性质
1.甘油三酯
极性头部 甘油磷脂结构通式
一、甘油磷脂
（二）主要类型
磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺是细胞膜中最丰富的脂质
一、甘油磷脂
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰肌醇
双磷脂酰甘油
心磷脂
（三）甘油磷脂的一般性质
（1）溶解性：溶于含少量水的非极性溶剂，难溶于无水丙酮。 （2）磷脂是两性脂质，可做乳化剂，在水中能形成双分层、微囊。
（3）磷脂的水解 被碱水解 被酸水解 被专一性磷脂酶水解
如：半乳糖-N-乙酰葡萄糖胺-半乳糖-葡萄糖-鞘氨醇
甘油 三脂
三分子 脂肪酸
一分子 甘油
1.甘油三酯
单纯甘油三酯
R1、R2、R3为脂肪酸链
相同
不同
混合甘油三酯
2.脂肪酸
I. 结构
由一条4~36个碳的烃链和一个末端羧基组成的有机物。 • 脂肪酸间差别：主要是碳氢链的长度和不饱和双键的数目和位置；
2.脂肪酸 饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
2.脂肪酸
II. 命名及脂肪酸的简写原则
（三）甘油磷脂的一般性质 磷脂酶A1,A2,C,D：专一性水解甘油磷脂的酯键和磷酸二酯键。
溶血甘油磷酸酯（或溶血磷脂）： 只含一个脂肪酸的甘油磷脂。
能溶解细胞膜。
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H2N N N
O
21
N3 4
87 6
5
9 10
CN
C
N H2 H
OH
2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤 对氨基苯甲酸
COOH
N CH H
CH2 CH2 COOH
蝶酸
谷氨酸
叶酸—蝶酰谷氨酸
生物化学简明教程维生素及辅酶
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H3CH3C N N
OHOH H3CH3C N N
OHOH
磷酸 磷吡 酸哆 吡醛 哆醛
磷酸 磷吡 酸哆 吡胺 哆胺
磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶 ，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转 换，起转移氨基的作用。
生理功能
（1）参与AA的转氨作用，脱羧作用 （2）氨基酸的消旋作用 生物化学简明教程维生素及辅酶
缺乏原因
（1）维生素摄入量不足
（2）维生素的吸收障碍
（3）需要量增加
（4）食物以外的维生素供给不足
生物化学简明教程维生素及辅酶
7.1 脂溶性维生素
• VA、VD、VE、VK • 不溶于水，而溶于脂肪及脂溶剂（如苯、
乙醚、氯仿）
• 消化道内的吸收与脂质有关，体内的储
存——肝
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缺乏症：
（1）由于TPP与糖代谢密切相关。 （2）神经特别是大脑平时正常情况下以葡萄糖为唯 一燃料分子 （3）机体缺乏VB1，血、尿和神经组织中丙酮酸含量 升高 （4）神经组织能量供应不足——出现许多临床症状 称为脚气病
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7.2.2 维生素B2
• 核黄素 • 化学本质：核醇 ＋ 6,7-二甲基异咯嗪 • 活性形式：黄素单核苷酸（FMN）和黄素
（完整版）生物技术制药复习资料
（完整版）生物技术制药复习资料《生物技术制药》复习资料（Biotechnological Pharmaceutics）第一章绪论一、概述1.概念：生物药物（生物制药）是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级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。
|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，叫做生物技术制药。
2.技术范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。
3.相关学科：有生物学（含微生物学、分子生物学、遗传学等）、化学、工程学（化学工程、电子工程等）、医学、药学、农学等。
但从基础学科来讲，生物学、化学和工程学是其主要的学科。
4.应用范围：（1）医药；（2）农业；（3）食品；（4）工业；（5）环境净化；（6）能源。
二、生物技术的发展简史1.传统生物技术阶段主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。
生产的特点：过程简单，大多属兼气发酵或表面培养，生产设备要求不高，产品化学结构简单，属初级代谢产物。
2.近代生物技术阶段主要产品：抗生素、维生素、甾体、氨基酸；食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒；化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气；农林业的农药；环境保护业的生物治理污染。
生物技术的特点：（1）产品类型多，初级（氨基酸、酶、有机酸）、次级（抗生素）、生物转化（甾体）；（2）生物技术要求高，纯种、无菌、通气，产品质量要求也高；（3）生产设备规模大；（4）技术发展速度快。
3.现代生物技术主要产品：胰岛素、干扰素、生长激素等。
生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术（基因工程）；（2）细胞和原生质体融合技术（细胞工程）；（3）酶或细胞的固定化技术（酶工程）；（4）植物脱毒和快速繁殖技术；（5）动物细胞大量培养技术；（6）动物胚胎工程技术；（7）现代发酵技术；（8）现代生物反应工程和分离工程技术；（9）蛋白质工程技术；（10）海洋生物技术。
脂类生物技术药物的生产
任务二 前列腺素E2的生产
❖ 一、生产前准备 ❖ （一）查找资料，了解前列腺素生产的
基本知识 ❖ （二）确定生产技术、生产原料和工艺
路线 ❖ （1）确定生产技术——酶解提取技术 ❖ （2）生产原料：羊精囊
（3）确定生产工艺路线
二、生产工艺过程
1.酶的制备 2.转化 3.提取 4.PGE2分离
5.纯化
类球红细菌 JDW-610 突变株 肉汤培养基，避光培养（3）确定生产工艺路线
（二）生产工艺过程
❖ （1）提取：脑干丙酮提取液（见卵磷脂生产工艺） ❖ （2）浓缩与溶解:取大脑干丙酮提取液，蒸馏浓缩至出现
大量黄色固体物为止，向固体物中加入10倍体积工业乙醇， 加热回流溶解，过滤，得滤液。 ❖ （3）结晶与水解：上述滤液于0～5℃冷却结晶，滤取结 晶得粗胆固醇酯。结晶加5倍体积工业乙醇和5%～6%硫 酸,加热回流8h，置0～5℃结晶。滤取结晶并用95%乙醇 洗至中性。 ❖ （4）重结晶：上述结晶用10倍体积工业乙醇和3%活性 炭加热溶解并回流1h，保温过滤，滤液置于0～5℃冷却 结晶，反复三次。滤取结晶，压干，挥发除去乙醇后， 70～80℃真空干燥得精制胆固醇。
三、脂类药物的生物生产技术
直接提取法
生产方法
生物转化法
水解法
合成法
四、脂类药物的分离纯化
❖1.有机溶剂分离法 ❖2.尿素包合法 ❖3.结晶法 ❖4.蒸馏法或精馏法 ❖5.超临界流体萃取法
任务一 胆固醇的生产
❖ （一）生产前准备 ❖ 1．查找资料，了解胆固醇生产的基本知识 ❖ 2．确定生产技术、生产原料和工艺路线 ❖ （1）确定生产技术——有机溶剂提取技术 ❖ （2）生产原料：猪大脑干或脊髓
脂类生物技术药物的生产
生物合成药物学(总论)PPT课件
Biosynthetic pharmaceutics
生物合成药物学：是一门以现代分子生物学理 论及生物技术为主导来研制药物的边缘性应用 学科；是随着本世纪50年代医学、微生物学、 生物化学、分子生物学和细胞生物学等多种学 科以及近代生物技术的发展而逐渐从药物化学 中衍生独立出来的一门新学科；日后又紧随着 现代分子生物学的诞生和DNA重组，细胞培养技 术，单克隆抗体，基因治疗等新生物技术发展 而长大，成为一个面向二十一世纪充满活力的 生物合成药物新领域。
激
素:
(1)重组生长激素（hGH） 重组生长激素主要用于作侏儒症的治疗，还可用于 治疗烧伤、创伤、骨折、出血性溃疡等。 （2）基因工程胰岛素（Insulin） 基因工程胰岛素是世界上第一个商品化的基因工程 产品，于1982年Lilly公司研制成功。胰岛素是治疗胰岛 素依赖型糖尿病的首harmaceutics 3. 基因工程药物的现状 主要是重组蛋白质类药物(如胰岛素、干扰素、人血清白 蛋白等）、疫苗、单克隆抗体及各种细胞生长因子。 2001年全球生物技术公司总数已达4284家，其中上市公司 有622家,销售总额约为348亿美元,其中基因药物的销售额为 250亿美元,占总销售额的70%。从整个产业的分布情况看，生 物技术公司主要集中在欧美，占全球总数的85%，欧美公司的 销售额占全球生物技术公司销售额的97%。 美国是世界生物工程产业的龙头。美国的生物工程公司占 全球生物工程公司总数的55%，达到1466家；2001年的销售额 达285亿美元,占全球销售总额的82%；美国上市生物工程公司 为318家，占全球的55%，市值达2500亿美元左右。最典型的 是红细胞生长素(EPO)，从1989年投入市场以后,它已经为开 发商安进公司带来了超过100亿美元的利润，也使得安进一跃 成为全美最大的生物工程公司，总资产已高达161亿美元。
第三章 药学分支学科
Lead discovery
• • • • • • • • • 天然生物活性物质 以生物化学为基础发现先导物 基于临床副作用观察产生先导物 基于生物转化发现先导物 药物合成的中间体作为先导物 组合化学的方法产生先导物 基于生物大分子结构和作用机理设计先导物 反义核苷酸 幸运及筛选发现的先导物
四、药物化学与其他学科的关系
19世纪发现的具有药效的生物碱有10余种
• 1817年，从吐根中提得吐根碱; • 1818年，从番木鳖中得到番木鳖碱; • 1820年，从金鸡纳树皮中分离出奎宁、辛可宁; 从秋水仙种子中分离出秋水仙碱 • 1821年，从咖啡豆中得到咖啡因; • 1828年，从烟草中提取出尼古丁; • 1832年，从鸦片中分离出那塞因与可待因; • 1856年，从古柯树叶中得到古柯碱; • 1871年，从山道年篙中得到山道年碱; • 1885年，从麻黄中提取出麻黄素和伪麻黄素。
（三）计算机技术
• 应用各种理论计算方法和分子图形模拟技 术进行计算机辅助药物设计，可将构效关 系的研究和药物设计提高到新的水平 。 • X-线结晶学、计算化学和计算机图形学相 结合，可以反映药物分子与受体分子在三 维空间中的相互位置和作用，为研究药物 分子的药效构象、诱导契合和与受体作用 的动态过程，提供了方便而直观的手段。