胰岛素生产流程图ppt课件
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胰岛素生产流程图 PPT
S -1 0 2
Fermentation Section
S -1 0 7
S-108 P-6 / AF-102
Air Filtration
Primary Recovery Section
EDT A Solution S -1 3 8
L iq W a s te 2 T riton-X-100
S -1 2 5
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
A ir
S-110 P-3 / MX-101
Mixing
P-4 / G-101
Centrifugal Compression
Air Filtration
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
--双链—Genentech,开发，Eli Lilly 放大 --胰岛素原（82个氨基酸，胰岛素的前体）
--分泌法（Yeast），Novo Nordisk产业化 --细胞内法（E.coli），表达121+82个氨基酸 的Trp-LE’-Met-proinsulin包涵体，Eli Lilly 产业化
E.Coli胰岛素原法 转化流程
L iq W a s te 1 6
P-12 / V-111
Crystallization
S -1 7 2
P-33 / DF-104 L iq W a s te 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
P-31 / C-105
Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s te 1 3
胰岛素生产ppt课件
原料的储存与保管
确保原料的储存环境符合要求，防止污染、变质等情况。
原料的质量控制记录
建立完整的原料质量控制记录，确保可追溯性。
生产过程的质量控制
1 2
生产过程的规范化
制定严格的胰岛素生产操作规程，确保生产过程 的规范化。
生产过程的监督与检查
对生产过程进行定期监督与检查，确保生产环节 的质量符合要求。
此外，根据作用时间不同，胰岛 素又可分为速效、中效和长效胰
岛素。
胰岛素的作用与重要性
胰岛素的主要作用是调节血糖 ，它能够促进细胞对葡萄糖的 摄取和利用，从而降低血糖水 平。
对于糖尿病患者来说，胰岛素 是控制血糖的重要手段，尤其 是对于1型糖尿病患者，胰岛素 是必不可少的药物。
此外，胰岛素还对脂肪和蛋白 质代谢有重要影响，能够促进 脂肪合成和抑制蛋白质分解。
02
胰岛素生产流程
原料准备
胰岛素原料
确保胰岛素原料的质量和稳定性 。
辅助原料
如用于溶液
将胰岛素原料溶解于适当的溶剂中， 形成均匀的溶液。
过滤与除菌
去除溶液中的杂质和微生物，确保溶 液的纯净度。
胰岛素结晶
调节pH值
通过调节溶液的pH值，使胰岛素分子以正确的构象稳定下来 。
到了20世纪20年代，加拿大医生班廷和他的助手贝斯特通过实验证实了这种物质可 以治疗糖尿病，从而开启了胰岛素的临床应用。
班廷和贝斯特因此获得了1923年的诺贝尔生理学或医学奖。
胰岛素的种类
根据来源不同，胰岛素可分为动 物胰岛素、人胰岛素和胰岛素类
似物。
动物胰岛素是从猪和牛的胰腺中 提取而来，人胰岛素则是通过基 因工程合成，而胰岛素类似物则 是通过修饰氨基酸序列得到的。
确保原料的储存环境符合要求，防止污染、变质等情况。
原料的质量控制记录
建立完整的原料质量控制记录，确保可追溯性。
生产过程的质量控制
1 2
生产过程的规范化
制定严格的胰岛素生产操作规程，确保生产过程 的规范化。
生产过程的监督与检查
对生产过程进行定期监督与检查，确保生产环节 的质量符合要求。
此外，根据作用时间不同，胰岛 素又可分为速效、中效和长效胰
岛素。
胰岛素的作用与重要性
胰岛素的主要作用是调节血糖 ，它能够促进细胞对葡萄糖的 摄取和利用，从而降低血糖水 平。
对于糖尿病患者来说，胰岛素 是控制血糖的重要手段，尤其 是对于1型糖尿病患者，胰岛素 是必不可少的药物。
此外，胰岛素还对脂肪和蛋白 质代谢有重要影响，能够促进 脂肪合成和抑制蛋白质分解。
02
胰岛素生产流程
原料准备
胰岛素原料
确保胰岛素原料的质量和稳定性 。
辅助原料
如用于溶液
将胰岛素原料溶解于适当的溶剂中， 形成均匀的溶液。
过滤与除菌
去除溶液中的杂质和微生物，确保溶 液的纯净度。
胰岛素结晶
调节pH值
通过调节溶液的pH值，使胰岛素分子以正确的构象稳定下来 。
到了20世纪20年代，加拿大医生班廷和他的助手贝斯特通过实验证实了这种物质可 以治疗糖尿病，从而开启了胰岛素的临床应用。
班廷和贝斯特因此获得了1923年的诺贝尔生理学或医学奖。
胰岛素的种类
根据来源不同，胰岛素可分为动 物胰岛素、人胰岛素和胰岛素类
似物。
动物胰岛素是从猪和牛的胰腺中 提取而来，人胰岛素则是通过基 因工程合成，而胰岛素类似物则 是通过修饰氨基酸序列得到的。
胰岛素的分泌和调节PPT课件
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的 ，所以不要放弃，坚的胰岛素分泌（glucose-induced insulin secretion, GIIS)缺陷
胰岛素分泌模式的生理意义
总量相等的胰岛素，当以脉冲式分泌时，其降糖效 率较持续恒速分泌提高30％ 。
可能机理： 更好的拮抗胰高血糖素的脉冲式分泌 足够的胰岛素与IGF受体结合后仍有充足的胰岛素
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
胰岛素分泌模式的调控机制
激素 SS：D细胞旁分泌，减少胰岛素脉冲分泌量 GLP-1：使有缺陷的胰岛素分泌正常化 IGF-1：影响脉冲分泌量，不影响脉冲分泌频率
GLP-1葡萄糖依赖性刺激胰岛素分泌机制
细胞外葡萄糖浓度较高时
KATP
Ca2+
GLUT-2
GLP-1受体 囊泡释放库
囊泡储存库
Henquin J., Diabetes 49:1751–1760, 2000
囊泡储存库
不同人群胰岛素脉冲分泌模式：
年龄 1型糖尿病 2型糖尿病 肥胖 IGT
2型糖尿病胰岛素分泌模式
空腹偏高，高峰延迟
第一时相降低或缺失: 抑制胰高血糖素分泌、脂肪分解、限 制FFA释放入血，减轻餐后血糖升高、 FFA升高以及后期的高胰岛素血症 对临床用药的意义：糖尿病治疗效果和降糖机
胰岛素的分泌ppt课件
基础胰岛素分泌：
1.概念：24小时胰岛细胞持续脉冲式分泌的 微量胰岛素(约0.5～1单位/小时),不依赖于 进食或指空腹状态下的胰岛素分泌。
2.主要生理作用：通过抑制肝脏糖原分解及 糖异生来减少葡萄糖的产生和维持周围组织 器官（如大脑、肌肉等）对葡萄糖的利用,使 空腹状态下血糖保持在正常水平。
PPT学习交流
6
生 理 性 分 泌
早5-6
下午4-5
基础胰岛素分泌的两个高峰
第一个分泌高峰自凌晨3：00开始增高，5： 00～6：00达高峰，7：00逐渐下降 第二个分泌高峰自下午3：00增加至下午4： 00～5：00出现第二个分泌高峰
PPT学习交流
7
刺激后胰岛素分泌（餐时）：
1.概念：在外源性刺激后分泌的,主要是对
相
化可能为胰岛素分泌提供一个启动信号。 葡萄糖进入细胞后的代谢产物为6-磷酸葡
分 泌
萄糖和磷酸烯醇式内酮酸，均可激活蛋白 激酶，持续和增强胰岛素分泌，兴奋第二 时相释放。
的
胰腺灌注实验发现，蛋白质合成的抑制剂
机
---- 嘌呤霉素，能减弱第二时相，但对 胰岛素释放的早期相没有影响。研究还发
制
现，β细胞内存在 2 个胰岛素释放池：
一个是由先合成的胰岛素组成的即刻释放
池，在快速分泌相排出；另一个是由新合
成的胰岛素和少量胰岛素原及贮存胰岛素
组成的继续释放池，在第二时相时分泌。
PPT学习交流
11
thank you for
your attention
PPT学习交流
12
反映B细胞贮存颗粒中胰岛素的分泌，与
糖耐量有一定关系。对调节肝脏葡萄糖
排出有重要意义，但不影响周围组织对
1.概念：24小时胰岛细胞持续脉冲式分泌的 微量胰岛素(约0.5～1单位/小时),不依赖于 进食或指空腹状态下的胰岛素分泌。
2.主要生理作用：通过抑制肝脏糖原分解及 糖异生来减少葡萄糖的产生和维持周围组织 器官（如大脑、肌肉等）对葡萄糖的利用,使 空腹状态下血糖保持在正常水平。
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6
生 理 性 分 泌
早5-6
下午4-5
基础胰岛素分泌的两个高峰
第一个分泌高峰自凌晨3：00开始增高，5： 00～6：00达高峰，7：00逐渐下降 第二个分泌高峰自下午3：00增加至下午4： 00～5：00出现第二个分泌高峰
PPT学习交流
7
刺激后胰岛素分泌（餐时）：
1.概念：在外源性刺激后分泌的,主要是对
相
化可能为胰岛素分泌提供一个启动信号。 葡萄糖进入细胞后的代谢产物为6-磷酸葡
分 泌
萄糖和磷酸烯醇式内酮酸，均可激活蛋白 激酶，持续和增强胰岛素分泌，兴奋第二 时相释放。
的
胰腺灌注实验发现，蛋白质合成的抑制剂
机
---- 嘌呤霉素，能减弱第二时相，但对 胰岛素释放的早期相没有影响。研究还发
制
现，β细胞内存在 2 个胰岛素释放池：
一个是由先合成的胰岛素组成的即刻释放
池，在快速分泌相排出；另一个是由新合
成的胰岛素和少量胰岛素原及贮存胰岛素
组成的继续释放池，在第二时相时分泌。
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11
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your attention
PPT学习交流
12
反映B细胞贮存颗粒中胰岛素的分泌，与
糖耐量有一定关系。对调节肝脏葡萄糖
排出有重要意义，但不影响周围组织对
胰岛素ppt课件
增强杀伤细胞的活性，在调节免疫功能上具有重要意义。 临床上用于治疗一些免疫功能不全以及癌症的综合治疗， 另IL-2对创伤修复也有一定的作用。
17
18
1、IL-2结构与性质 ① 人IL-2前体由153个氨基酸残基组成，在分泌出细胞时，
含有20个氨基酸的信号肽被切除，产生成熟的IL-2分子。 ② IL-2分子质量为15420，不同来源的IL-2分子不均一。 ③ 在人IL-2的第58、105、125位是Cys，其中第58、105形
14
1、结构和性质 ① 人的生长素是由一条191个氨基酸的多肽链所构成的蛋
白质，分子中有两个二硫键，相对分子量21700.等电点 4.9. ② 胰岛素N端的1-134氨基酸肽链段位活性所必需，C端的 一段可能起保护作用，使生长素在血液循环中不致被酶 所破坏。 ③ 人生长激素分子相对稳定，冰冻下活性可保持数年。 2、生产工艺
5、酶促半合成人胰岛素
11
6、重组DNA技术
12
另一种方法是用分泌型载体表达胰岛素原，再用 酶法转化为人胰岛素。 • 蛋白质工程 ① 胰岛素分子中取代一个氨基酸残基，防止单体二 聚化，由此合成的新型胰岛素在药物浓度下基本 上保持单体，注射后吸收速度比正常胰岛素快23倍。 ② 胰岛素B链第10位His变为Asp，受体结合能力和 离体生物活力分别为猪胰岛素的262%和235%。
胰岛素
1
（三）胰岛素（Insulin）
胰岛素广泛存在于人和动物的胰脏中，正常人的 胰脏约含有200万个胰岛，胰岛由α-、β-和δ-三种细胞 组成，其中β-细胞制造胰岛素，α-细胞制造胰高血糖 素和胰抗脂肝素，δ-细胞制造生长激素抑制因子。胰 岛素在β-细胞中开始时是以活性很弱的前体胰岛素原 存在的，进而分解为胰岛素进入血液循环。
17
18
1、IL-2结构与性质 ① 人IL-2前体由153个氨基酸残基组成，在分泌出细胞时，
含有20个氨基酸的信号肽被切除，产生成熟的IL-2分子。 ② IL-2分子质量为15420，不同来源的IL-2分子不均一。 ③ 在人IL-2的第58、105、125位是Cys，其中第58、105形
14
1、结构和性质 ① 人的生长素是由一条191个氨基酸的多肽链所构成的蛋
白质，分子中有两个二硫键，相对分子量21700.等电点 4.9. ② 胰岛素N端的1-134氨基酸肽链段位活性所必需，C端的 一段可能起保护作用，使生长素在血液循环中不致被酶 所破坏。 ③ 人生长激素分子相对稳定，冰冻下活性可保持数年。 2、生产工艺
5、酶促半合成人胰岛素
11
6、重组DNA技术
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另一种方法是用分泌型载体表达胰岛素原，再用 酶法转化为人胰岛素。 • 蛋白质工程 ① 胰岛素分子中取代一个氨基酸残基，防止单体二 聚化，由此合成的新型胰岛素在药物浓度下基本 上保持单体，注射后吸收速度比正常胰岛素快23倍。 ② 胰岛素B链第10位His变为Asp，受体结合能力和 离体生物活力分别为猪胰岛素的262%和235%。
胰岛素
1
（三）胰岛素（Insulin）
胰岛素广泛存在于人和动物的胰脏中，正常人的 胰脏约含有200万个胰岛，胰岛由α-、β-和δ-三种细胞 组成，其中β-细胞制造胰岛素，α-细胞制造胰高血糖 素和胰抗脂肝素，δ-细胞制造生长激素抑制因子。胰 岛素在β-细胞中开始时是以活性很弱的前体胰岛素原 存在的，进而分解为胰岛素进入血液循环。
胰岛素的发展史PPT课件
insulin
insulin
insulin 胰岛素的发现之旅
.
1
Headline
一、胰岛素的发现 二、胰岛素发展史 三、胰岛素的分类 四、胰岛素的临床应用
五、糖尿病的危害 六、关注和思考
.
2
时间表 – 1920s 1921年 制备出胰岛素
--Banting和Best
在1920s前, 糖尿病没
每年都有大量的儿童死于糖尿病
.
16
人胰岛素的衍生物
---预混人胰岛素：
诺和灵30/70 优泌林30/70 甘舒林30/70
.
17
预混胰岛素
血浆胰岛素 (mU/L)
50 40 30 20 10
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间
预混胰岛素: 一天两次注射，简单方便
BG = 血糖
.
.
20
胰岛素的结构
A链
S
S
GLy LIe Val Glu GLn Cys Cys Thr Ser Lle Cys Ser Leu Tyr Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn
1
5
10
15
S
21 S
B链
S
S
Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Lau Tyr Leu Val Cys
1925 1930 唯一的要求：我只要10条狗，1名助手，做8周实验”。 Banting与22岁的助手Charles Best将犬的胰脏取出 切碎，用冰冻过的捣臼研细，加入冷Ringer液稀释， 滤掉颗粒，制成了第一份粉红色的胰提取液。 随后又发现，不结扎胰管使外分泌腺萎缩， 用乙醇就可从胰腺内提取降糖物质。 4个月后，胰岛素提取成功。 而后，MacLeod和James B. Collip 也加入到胰岛素的提纯过程中。
insulin
insulin 胰岛素的发现之旅
.
1
Headline
一、胰岛素的发现 二、胰岛素发展史 三、胰岛素的分类 四、胰岛素的临床应用
五、糖尿病的危害 六、关注和思考
.
2
时间表 – 1920s 1921年 制备出胰岛素
--Banting和Best
在1920s前, 糖尿病没
每年都有大量的儿童死于糖尿病
.
16
人胰岛素的衍生物
---预混人胰岛素：
诺和灵30/70 优泌林30/70 甘舒林30/70
.
17
预混胰岛素
血浆胰岛素 (mU/L)
50 40 30 20 10
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间
预混胰岛素: 一天两次注射，简单方便
BG = 血糖
.
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胰岛素的结构
A链
S
S
GLy LIe Val Glu GLn Cys Cys Thr Ser Lle Cys Ser Leu Tyr Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn
1
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10
15
S
21 S
B链
S
S
Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Lau Tyr Leu Val Cys
1925 1930 唯一的要求：我只要10条狗，1名助手，做8周实验”。 Banting与22岁的助手Charles Best将犬的胰脏取出 切碎，用冰冻过的捣臼研细，加入冷Ringer液稀释， 滤掉颗粒，制成了第一份粉红色的胰提取液。 随后又发现，不结扎胰管使外分泌腺萎缩， 用乙醇就可从胰腺内提取降糖物质。 4个月后，胰岛素提取成功。 而后，MacLeod和James B. Collip 也加入到胰岛素的提纯过程中。
重组人胰岛素生产操作工艺PPT讲稿
➢ 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。
MIXTARD HUMAN 70/30
BAYER PHARMS
NOVOLIN 70/30 NOVOLIN L NOVOLIN N
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
生产企业
药品名称
生产企业
APIDRA EXUBERA
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。
LENTARD LENTE
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
PROTAMINE ZINC AND ILETIN II
LILLY
PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PORK)
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。
➢ 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。
MIXTARD HUMAN 70/30
BAYER PHARMS
NOVOLIN 70/30 NOVOLIN L NOVOLIN N
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
生产企业
药品名称
生产企业
APIDRA EXUBERA
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。
LENTARD LENTE
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
PROTAMINE ZINC AND ILETIN II
LILLY
PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PORK)
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。
利用大肠杆菌生产胰岛素ppt课件
粒。
4.将质粒送回大肠杆菌
在大肠杆菌的培养液中加入含有Ca+的物质,如 CaCl2,这使细胞会吸收外源基因.此时将重组的 质粒也放入培养液中,大肠杆菌便会将重组质粒 吸收.
将大肠杆菌用氯化钙处理，以增大大肠杆菌细胞壁的通透性， 使含有目的基因的重组质粒能够进入受体细胞，此时的细胞处 于感受态（理化方法诱导细胞，使其处于最适摄取和容纳外来 DNA的生理状态）。
❖ 通过共价修饰增强磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高 cGMP浓度，从而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降 低，加速糖原合成、抑制糖原分解。
❖ 通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活，加速 丙酮酸氧化为乙酰辅酶A，加快糖的有氧氧化。
❖ 通过抑制PEP羧激酶的合成以及减少糖异生的原料，抑制糖 异生。
5.胰岛素的产生
在大肠杆菌内,质粒通过表达转录与翻译后,便产 生出胰岛素蛋白质.通过大肠杆菌的大量繁衍,便 可大量生产出胰岛素! 注意：大肠杆菌产出的是多肽链，因为原核生 物没有内质网、高尔基体等，不能进行多肽的 折叠、修饰等，还需人为进行菌体外加工。
2.提取质粒
从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状。 此质粒将作为胰岛素基因的载体。 1.碱裂解法：此方法适用于小量质粒DNA的提 取，提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩 增、银染序列分析。 2.煮沸法
3.基因重组
取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内切酶 将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的基因与质 粒“缝合”,形成一个能表达出胰岛素的DNA质
利用大肠杆菌生产胰岛素
基因工程育种
胰岛素作用机理
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。 作用机理属于受体酪氨酸激酶机制。
4.将质粒送回大肠杆菌
在大肠杆菌的培养液中加入含有Ca+的物质,如 CaCl2,这使细胞会吸收外源基因.此时将重组的 质粒也放入培养液中,大肠杆菌便会将重组质粒 吸收.
将大肠杆菌用氯化钙处理，以增大大肠杆菌细胞壁的通透性， 使含有目的基因的重组质粒能够进入受体细胞，此时的细胞处 于感受态（理化方法诱导细胞，使其处于最适摄取和容纳外来 DNA的生理状态）。
❖ 通过共价修饰增强磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高 cGMP浓度，从而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降 低，加速糖原合成、抑制糖原分解。
❖ 通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活，加速 丙酮酸氧化为乙酰辅酶A，加快糖的有氧氧化。
❖ 通过抑制PEP羧激酶的合成以及减少糖异生的原料，抑制糖 异生。
5.胰岛素的产生
在大肠杆菌内,质粒通过表达转录与翻译后,便产 生出胰岛素蛋白质.通过大肠杆菌的大量繁衍,便 可大量生产出胰岛素! 注意：大肠杆菌产出的是多肽链，因为原核生 物没有内质网、高尔基体等，不能进行多肽的 折叠、修饰等，还需人为进行菌体外加工。
2.提取质粒
从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状。 此质粒将作为胰岛素基因的载体。 1.碱裂解法：此方法适用于小量质粒DNA的提 取，提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩 增、银染序列分析。 2.煮沸法
3.基因重组
取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内切酶 将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的基因与质 粒“缝合”,形成一个能表达出胰岛素的DNA质
利用大肠杆菌生产胰岛素
基因工程育种
胰岛素作用机理
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。 作用机理属于受体酪氨酸激酶机制。
胰岛素生产流程图
加2倍体积的清洗剂 (0.66% Triton-X100), 洗涤包涵体
反应工段—溶解包涵体
包涵体内Trp-LE’-Met-proinsulin 含量 ：80% w/w
反应时间：8小时 溶解收率：95%
W F I-1
S -1 3 0 L iq W a s te 3
S -1 3 2
P-17 / DE-101
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
P-31 / C-105
Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
RP-HPLC
P-30 / DF-103
Diafiltration
Media
S -1 0 2
发酵工段
Fermentation Section
IB Solubilization
玻璃反应釜内加终浓度 为300g/L(5M)的尿素 （溶解变性蛋白）和 40g/L的 2-巯基乙醇 （减少二硫键的结合）
P-14 / DS-101
Centrifugation
再次离心， 去除菌体碎 片和可溶性 蛋白 共用前面回 收工段的碟 片离心机
反应工段—嵌合蛋白被CNBr溴化氰裂解为121
反应工段—溶解包涵体
包涵体内Trp-LE’-Met-proinsulin 含量 ：80% w/w
反应时间：8小时 溶解收率：95%
W F I-1
S -1 3 0 L iq W a s te 3
S -1 3 2
P-17 / DE-101
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
P-31 / C-105
Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
RP-HPLC
P-30 / DF-103
Diafiltration
Media
S -1 0 2
发酵工段
Fermentation Section
IB Solubilization
玻璃反应釜内加终浓度 为300g/L(5M)的尿素 （溶解变性蛋白）和 40g/L的 2-巯基乙醇 （减少二硫键的结合）
P-14 / DS-101
Centrifugation
再次离心， 去除菌体碎 片和可溶性 蛋白 共用前面回 收工段的碟 片离心机
反应工段—嵌合蛋白被CNBr溴化氰裂解为121
基因重组技术生产胰岛素82页PPT
基因重组技术生产胰岛素
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
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S -1 5 7
L iq W a s te 1 6
P-33 / DF-104 L iq W a s t e 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
P-31 / C-105
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
S-104
L iq w a s t e 1
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
S -1 2 6
S -1 6 2
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
T ri to n-X-100
终物料体积： 1400L
S -1 2 5
L iq w a s t e 1
P-9 / DS-101
Centrifugation
S -1 4 2
P-38 / V-109
Blending / Storage
P-11 / HG-101
Hom ogenization
S -1 1 8
P-20 / V-105
CNBr Cleavage
Sulfitolys is
在CNBr沸点
35度旋转真 亚硫酸分解的目的是打 空蒸发1小时
开胰岛素原和二硫键， 给半胱氨酸加上SO.3部分
70%甲酸溶液 30倍过量加入CNBr
(理论摩尔比1:1) 收率95% 12
三个平行阳离子交 换层析床纯化
proinsulin
设计年产量：18330天，每48小时生产一批次，每年160批次
每批次发酵液体积：37.5立方米，
发酵罐空罐体积：50立方. 米
6
人重组胰岛素（E.coli）生产流程
发酵工段 初回收工段 反应工段 终纯化工段
.
7
Media
W a te r
S -1 0 2
P-31 / C-105
Mixing
P-2 / ST -101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
A ir
S-110 P-3 / MX-101
Mixing
P-4 / G-101
Centrifugal Compression
P-5 / AF-101
Air Filtration
S-Sepharos e
MrEtOH P-23 / V-107
Refolding
P-24 / DF-102 Liq Waste 8
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
床直径：140cm 床高度：25cm 填料：SP Sepharose FF,
GE 洗脱液：29% w/w尿素，
盐
反应时间：12小时 反应温度：20度 利用前面溶解反应釜
CNBr/HCOOH
Liq Waste 6
共用前面 包涵体溶 解过程的 透析器
P-21 / DF-101
Diafiltration
P-18 / CSP-101 S -1 1 7
S -1 2 9
S-128 Rotary Evaporator
P-15 / V-103
包涵体含量：干重的20%
. 终保温：10度
9
初回收工段—物料温度保持10度
--三个平行的碟片
式离心机收获菌体
--菌液从37000L浓
缩到9165L菌泥
--菌体收率98%
EDT A Solution S -1 3 8
三次高压匀 Primar浆y R机ec破ov菌ery释Section
放包涵体 压降800bar L iq W a s te 2
Liq Waste 5
Diafiltration
S -1 1 5
S -1 5 0
E n zym e s
S -1 5 1
WFI-4
S -1 5 3
S -1 1 4
P-8 / V-103
IB Solubilization
P-14 / DS-101
Centrifugation
S -1 5 8 S -1 5 9 S -1 6 0
S -1 5 6
S-154
L iq W a s te 1 1
S -1 1 9 S -1 4 4
Liq Waste 7
S -1 4 1
P-36 / C-101
S-Sepharos e
MrEtOH P-23 / V-107
Refolding
S -1 8 6
S -1 3 7
P-24 / DF-102 Liq Waste 8
IB Solubilization
玻璃反应釜内加终浓度 为300g/L(5M)的尿素 （溶解变性蛋白）和 40g/L的 2-巯基乙醇 （减少二硫键的结合）
P-14 / DS-101
Centrifugation
再次离心， 去除菌体碎 片和可溶性 蛋白 共用前面回 收工段的碟
11
片离心机
反应工段—嵌合蛋白被CNBr溴化氰裂解为121个
Fermentation Section
S -1 0 7
S-108 P-6 / AF-102
Air Filtration
Primary Recovery Section
EDT A Solution S -1 3 8
L iq W a s t e 2 T riton-X-100
S -1 2 5
P-1 / V-101
加2倍体积的清洗剂 (0.66% Triton-X100), 洗涤包涵体
10
反应工段—溶解包涵体
包涵体内Trp-LE’-Met-proinsulin 含量 ：80% w/w
反应时间：8小时 溶解收率：95%
W F I-1
S -1 3 0 L iq W a s te 3
S -1 3 2
P-17 / DE-101
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
.
14
终纯化工段
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
W F I-5
S -1 7 2
L iq W a s te 1 4
S-108 P-6 / AF-102
W a te r
S -1 0 7
Air Filtration
P-1 / V-101
Mixing
P-2 / ST-101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
P-5 / AF-101
Air Filtration
再折叠的目的是去除 SO3，然后使二硫键形 成，并再折叠成胰岛 素原的正确天然结. 构
13
反应工段—酶转化
S -1 5 1
WFI-4
E n zym e s
S -1 5 3
P-26 / V-108
Enzyme Conversion
S -1 5 6
S-154
L iq W a s t e 1 1
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
Blending / Storage
S -1 0 9 W F I-1
M rET OH/Urea
S -1 3 0 L iq W a s te 3
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
S -1 7 2
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
反应工段—再折叠
S-135
S -1 3 6 S -1 2 3
Reactions加S入ec巯tio基n 乙醇 WFI-3
S -1 4 6 S -1 4 7 S -1 4 8 S -1 4 9
S -1 5 2
S -1 1 9 S -1 4 4
Liq Waste 7
S -1 4 1
pH4 收率90%
P-36 / C-101
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
Blending / Storage
加与菌泥等体积的缓冲液 (96.4%w/w WFI注射用水, 0.7%EDTA, 和2.9% TRISbase)稀释,有利于菌体碎片 与包涵体分离