重组人胰岛素生产工艺

LILLY
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NOVOLOG
NOVOLOG MIX 70/30 VELOSULIN BR VELOSULIN BR HUMAN HUMULIN U
NOVO NORDISK INC
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC LILLY
半合成胰岛素 ----以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素
重组DNA技术生产人胰岛素
※AB链合成：分别表达AB链，化学方法连接 ※逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素
重组DNA技术制造人胰岛素
1. AB链合成法：以人工合成的人胰岛素A链和 B链基因分别与半乳糖苷酶基因连接，形成融 和基因，分别在大肠杆菌中表达A链和B链， 然后再通过化学氧化作用，通过二硫键连接 起来。————已被淘汰
1921年----从动物胰腺中提取出胰岛素，开创了人类胰岛素治疗 的历史。 1926年----重结晶胰岛素 1930s----传统中、长效动物胰岛素 1970s----单峰胰岛素和 单组分胰岛素
70年代末----半合成胰岛素
1982年----采用基因重组技术生产的人胰岛素正式上市。
90年代至今----重组人胰岛素类似物成功研发上市，包括超短效 和长效人胰岛素类似物。
人胰岛素 传统中长效胰岛素
长效人胰岛素来自百度文库似物
速效人胰岛素类似物 非注射胰岛素
传统中长效胰岛素制剂
低精蛋白锌胰岛素：胰岛素、鱼精蛋白和锌的结晶。
例：礼来公司， Humulin N(rDNA、大肠杆菌) 诺和诺德， Novolin N (rDNA、酿酒酵母) 胰岛素锌混悬液：精蛋白锌胰岛素与常规胰岛素的混悬液 例：礼来公司， Humulin 30/70 (30%常规胰岛素，70%精蛋白锌胰岛素) Humulin 50/50 诺和诺德， Novolin 30/70 Novolin 50/50 缺陷： 1.作用时间少于24小时 2.作用峰值明显，夜间低血糖危险性高 3.吸收不稳定 4.结霜现象，由于温度过冷或过热导致胰岛素再玻璃瓶壁沉淀，丧失活性
生产企业
NOVO NORDISK INC BAYER PHARMS NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
基因重组来源的胰岛素（27种）
药品名称
APIDRA EXUBERA HUMALOG HUMALOG MIX 50/50 HUMALOG MIX 75/25 HUMALOG PEN HUMULIN 50/50 HUMULIN 70/30
胰岛素的功能 胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋 白质合成的激素。 药理作用 治疗糖尿病、消耗性疾病。 目前临床使用的胰岛素来源 1、动物胰岛素：从猪和牛的胰腺中提取，两者药效相同，但与人胰岛素相 比，猪胰岛素中有1个氨基酸不同，牛胰岛素中有3个氨基酸不同，因而易 产生抗体。 2、半合成人胰岛素：将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰岛素相同的 苏氨酸，即为半合成人胰岛素。 3、重组人胰岛素（现阶段临床最常使用的胰岛素）：利用生物工程技术， 获得的高纯度的生物合成人胰岛素，其氨基酸排列顺序及生物活性与人体 本身的胰岛素完全相同。
REGULAR ILETIN II (PORK)
REGULAR PURIFIED PORK INSULIN REGULAR INSULIN SEMILENTE SEMILENTE INSULIN
LILLY
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
人胰岛素原
B30 A8 B28 B28 A21
;A10 ;B29
;B30
;B31 ;B32
猪胰岛素 牛胰岛素 赖脯人胰岛素（礼来公司、速效Ins） 门冬胰岛素 （诺和诺德公司、速效Ins ） 甘精胰岛素 (安万特公司、长效Ins)
3D Structure of Insulin
胰岛素二聚体（dimer）
动物来源的胰岛素（28种）
药品名称
ILETIN I
ILETIN II
生产企业
LILLY
LILLY
药品名称
NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN
PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK) PROTAMINE ZINC AND ILETIN II PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PORK) PROTAMINE ZINC INSULIN REGULAR ILETIN II
长效胰岛素-人胰岛素类似物
1. 甘精胰岛素（ glargine ）： 商品名Lantus®
------甘氨酸替代胰岛素A链21位门冬氨酸、并在B链末端增加两 个精氨酸。
●使胰岛素结合更多带正电的氨基酸残基，改变等电点，使等电点由5.4上升
至中性。这样，胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条件下结 晶。
LILLY LILLY BRISTOL MYERS SQUIBB LILLY
LENTE
LENTE ILETIN II LENTE ILETIN II (PORK) LENTE INSULIN NPH ILETIN I (BEEF-PORK)
NOVO NORDISK INC
LILLY LILLY NOVO NORDISK INC LILLY
生产企业
NOVO NORDISK INC
LILLY
INSULIN INSULIN INSULATARD NPH NORDISK INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK) LENTARD
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
重组人胰岛素和重组 人生长激素生产工艺
2010.4.13
重组人胰岛素
定义： 胰岛素是由胰岛β 细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核 糖、精氨酸等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。


胰岛素的生物合成 胰岛素合成的控制基因在第11对染色体短臂上。在β 细胞的细胞核 中，胰岛素基因区DNA向mRNA转录，mRNA从细胞核移向细胞浆的内质网， 转译成由109个氨基酸残基构成的前胰岛素原。前胰岛素原经过蛋白水解 作用除其前肽，生成86个氨基酸组成的长肽链——胰岛素原 （Proinsulin）。胰岛素原随细胞浆中的微泡进入高尔基体，经蛋白水 解酶的作用，切去31、32、60三个精氨酸连接的链，断链生成没有作用 的C肽，同时生成胰岛素，分泌到β 细胞外，进入血液循环中。未经过蛋 白酶水解的胰岛素原，生物活性仅有胰岛素的10%。 结构： 胰岛素由A、B两个肽链组成。A链有11种21个氨基酸，B链有15种30 个氨基酸，共26种51个氨基酸组成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键，使A、B两链连接起来。 此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键。
生产企业
SANOFI AVENTIS US Novo Nordisk BAYER PHARMS Novo Nordisk NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
HUMULIN 70/30 PEN
HUMULIN BR HUMULIN L HUMULIN N HUMULIN R HUMULIN R PEN
生产企业
SANOFI AVENTIS US PFIZER LILLY LILLY LILLY LILLY LILLY LILLY
药品名称
LANTUS LEVEMIR MIXTARD HUMAN 70/30 NOVOLIN 70/30 NOVOLIN L NOVOLIN N NOVOLIN R NOVOLIN R（Purified）
苏泌啉-- 常规重组人胰岛素注射液 苏泌啉恩-- 低精蛋白重组人胰岛素注射液
3. 徐州万邦
万邦林-- 常规重组人胰岛素注射液 万苏林—猪胰岛素制剂
其他（持有药品注册证）
---南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生化 制药厂、武汉生化制药厂 等
临床用胰岛素分类
普通胰岛素：从动物胰脏中提取
速效胰岛素
特点： • 起效快，皮下注射后15分钟起效。 • 达峰快，注射后15分钟起效，30～60分钟达到药效高峰。 • 药效维持时间短，大约在3小时左右（2～4小时）。 药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似， 能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。
起效时间
常规皮下Ins: 30-90min 生理Ins： 0-20min
胰岛素六聚体（hexamer ）
Ins的性质
1. Mw：5700 左右 pI：5.3～5.35 2. 溶解度 Ins 在 pH4.5~6.5 范围内几乎不溶于水，在乙醚中不溶，在 90％以上乙 醇或 80％以上丙酮中难溶。 易溶于稀酸或稀碱溶 液，在 80％以下乙醇中也可溶解。 3. 在溶液中的状态 胰岛素的锌盐在 pH2 呈二聚体，随 pH 升高，聚合作用增强 在 pH4～7 时，聚合成不溶解状态的沉淀 pH>9 时解聚并失活 4. 稳定性 Ins 在弱酸性水溶液中或混悬在中性缓冲液中较稳定 还原剂及多种重金属使 Ins 失活 紫外线、光氧化、超声波会引起 Ins 变性。
胰岛素国内主要生产厂家
1. 通化东宝
1998年12月研制出中国第一支基因重组胰岛素“甘舒霖” 甘舒霖® R-- 常规重组人胰岛素注射液 甘舒霖® N-- 低精蛋白重组人胰岛素注射液 甘舒霖® 30R-- 30/70混合重组人胰岛素注射液 （ 30%常规重组人胰岛素和70%低精蛋白重组人胰岛素）
2. 深圳科兴
2. Insulin Detemir：商品名Levemir ®
------胰岛素B链29位赖氨酸侧链通过酰基化连接一个N-16-烷基 酸的14碳游离脂肪酸
●该游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰
期。
glargine （Lantus®） 安万特公司研制
Insulin Detemir （Levemir ® ） 诺和诺德公司研制
胰岛素肺部吸入制剂--------Exubera
●辉瑞、万安特以及Nektar ●于2006.1.27被FDA批准 ●一种作用快的胰岛素干粉吸入剂 ●适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有
共同研发
速效化的特征
胰岛素制备工艺
以动物胰脏为原料提取胰岛素
----酸醇提取法
※传统胰岛素---猪、牛胰脏提取，只经一步重结晶 ※单峰胰岛素----凝胶过滤纯化 ※单组分胰岛素---凝胶过滤、离子交换纯化
达峰时间
1.5-2.5h 30-45min
峰持续时间
2-4h 2-3h
作用消除时间
6-8h 3-4h
Lispro （赖脯胰岛素 ，Humalog ® ）是第一个用于临 床的速效胰岛素类似物,由美国礼来公司研制生产，将人胰 岛素的B28与B29位的氨基酸对换。。
Aspart（门冬胰岛素，Novolog ® ）由丹麦诺和诺德公 司研制生产，结构与人胰岛素的区别在于用天冬氨酸取 代了B链28位上的脯氨酸。 APIDRA （赖谷胰岛素，Apidra ® ）安万特公司研制， 以赖氨酸和谷氨酸分别取代了人胰岛素B3位的天冬氨酸 和B29位的赖氨酸。
NPH ILETIN II
NPH ILETIN II (PORK)
LILLY
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ULTRALENTE
ULTRALENTE INSULIN
NOVO NORDISK INC
NOVO NORDISK INC
半合成来源的胰岛素（5种）
药品名称
INSULATARD NPH HUMAN MIXTARD HUMAN 70/30 NOVOLIN 70/30 NOVOLIN L NOVOLIN N
2. 反转录酶法：仿照天然合成途径 通过胰岛素原的cDNA合成，表达产物是胰 岛素原，经工具酶切开，除去C-肽得人胰岛 素。
AB链合成人胰岛素
Ins A链
Ins B链