生物大分子药物研究前沿ppt
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分子靶向抗癌药物的临床应用进展演示精品PPT课件
●效果与不良反应：第一线治疗RR 28%，曲妥珠单抗失败 后第二线治疗RR 8%，为小分子故可通过血脑屏障，治疗脑转 移有效。联合卡培他滨比单用卡培他滨优(TTP 27.1:18.6周， HR 0.57)，皮疹和腹泄，轻微心毒性。
●企业与上市时间：Glaxo Smithkline phama Ltd, 2007.3
分子靶向抗癌药物的临床应用进展
410006，(O) E-mail：`
★抗肿瘤药物研究是肿瘤防治研究中最活跃的领域之一 ★70年来主要是细胞毒药物，临床常用的有70余种 ★分子靶向抗癌药应运而生，近10年来有10余种用于临床
传统化疗药
分子靶向药
作用靶点 DNA、RNA和蛋白质
特定的蛋白分子与核苷酸片段
索拉芬尼、多吉美(Sorafenib, nexavar, BAY 43-9006)
●作用靶点：RAF激酶，VEGFR-2&3，PDGFR-β，KIT， FLT-3和RET等
●基本原理：具有双重抗肿瘤作用，因它既可抑制RAF/ MEK/ERK通路直接抑制肿瘤生长；又可抑制VEGF和PDGF受 体，阻断肿瘤新生血管形成，间接抑制肿瘤生长。在异体移植 模型上证明有广谱抗癌作用与明显的抗血管生成（MVD↓）。
●作用靶点：VEGFR-1&2, PDGFR-α&β, KIT, FLT-3与RET
●基本原理：多靶点酪氨酸激酶抑制剂，有抗肿瘤及抗血管生成双 重作用。主要由细胞色素Cyp3A4引起代谢，有较长的半衰期(41～86h)， 适于单剂每日应用。
●适应证与用法：二线治疗GIST，晚期肾细胞癌，其他
50mg/d，口服连用4周，休息2周，6周为一周期。
疲乏，胃肠道反应：腹泻、恶心、胃炎、消化不良等。皮肤脱色， 一般轻至中度，严重的有肺栓塞(1.1%)，Pt↓(1.1%)，肿瘤出血(0.9%)， 特别是甲状腺功能浅退值得注意。
●企业与上市时间：Glaxo Smithkline phama Ltd, 2007.3
分子靶向抗癌药物的临床应用进展
410006，(O) E-mail：`
★抗肿瘤药物研究是肿瘤防治研究中最活跃的领域之一 ★70年来主要是细胞毒药物，临床常用的有70余种 ★分子靶向抗癌药应运而生，近10年来有10余种用于临床
传统化疗药
分子靶向药
作用靶点 DNA、RNA和蛋白质
特定的蛋白分子与核苷酸片段
索拉芬尼、多吉美(Sorafenib, nexavar, BAY 43-9006)
●作用靶点：RAF激酶，VEGFR-2&3，PDGFR-β，KIT， FLT-3和RET等
●基本原理：具有双重抗肿瘤作用，因它既可抑制RAF/ MEK/ERK通路直接抑制肿瘤生长；又可抑制VEGF和PDGF受 体，阻断肿瘤新生血管形成，间接抑制肿瘤生长。在异体移植 模型上证明有广谱抗癌作用与明显的抗血管生成（MVD↓）。
●作用靶点：VEGFR-1&2, PDGFR-α&β, KIT, FLT-3与RET
●基本原理：多靶点酪氨酸激酶抑制剂，有抗肿瘤及抗血管生成双 重作用。主要由细胞色素Cyp3A4引起代谢，有较长的半衰期(41～86h)， 适于单剂每日应用。
●适应证与用法：二线治疗GIST，晚期肾细胞癌，其他
50mg/d，口服连用4周，休息2周，6周为一周期。
疲乏，胃肠道反应：腹泻、恶心、胃炎、消化不良等。皮肤脱色， 一般轻至中度，严重的有肺栓塞(1.1%)，Pt↓(1.1%)，肿瘤出血(0.9%)， 特别是甲状腺功能浅退值得注意。
生物大分子药物讲课讲稿
生物大分子药物生物大分子药物近年来，生物大分子药物发展迅猛，受到的关注也越来越多。
与传统小分子药物相比，生物大分子药物具有相对分子质量大、不易透过生物膜、给药剂量低、易在体内降解等特点，这导致其具有与小分子药物不同的药代动力学特征。
以蛋白多肽药物、单克隆抗体药物、抗体药物偶联物和核酸药物4 类生物大分子药物为例，综述近年来生物大分子药物的药代动力学研究进展，旨在为生物大分子药物及生物类似药的研发提供参考。
[ 关键词] 生物大分子药物；蛋白多肽药物；单克隆抗体药物；抗体药物偶联物；核酸药物；药代动力学生物大分子药物是指一类利用现代生物技术方法生产的源自生物体内并被用于疾病的诊断、治疗或预防的生物大分子，狭义上也称为生物技术药物。
随着分子生物学、基因工程和基因组学的研究发展，生物技术药物得以迅猛发展，其种类也日趋增多。
目前生物技术药物包括DNA 重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体（mono-clonal antibody，mAb）和细胞因子药物，也包括蛋白质工程技术生产的上述产品的各类修饰物，还包括用于基因治疗的基因、反义寡核苷酸和核酶及病毒和非病毒基因递送载体等。
药代动力学研究对于药物的有效性和安全性评估非常重要，如选择合适的给药途径，设定合适的给药频率和给药剂量，明确药物是否可以到达相应的靶器官等。
但不同于传统的小分子化学药物，生物大分子药物具有相对分子质量大、不易透过生物膜、给药剂量低、仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2易在体内降解等特点，使其在生物体内的处置过程变得更为复杂（见表1），也给药代动力学研究提出了新的挑战。
本文将分别围绕蛋白多肽药物、mAb 药物、抗体药物偶联物（antibody-drug conjugate，ADC）和核酸药物，对其药代动力学特点进行分析和讨论。
1 生物大分子药物的体内吸收生物大分子药物包括蛋白多肽药物、核酸药物、ADC 药物和mAb 药物等，与传统小分子药物（相对分子质量为200 ~ 700）相比，其相对分子质量（1 500 ~ 150 000）较大，不易被吸收，同时存在口服后易被消化道酶降解破坏的问题，各种生物大分子药物在吸收方面存在许多相似的特点，在此一并阐述。
生物大分子药物的研究与开发
生物大分子药物的研究与开发随着生物技术的不断发展，生物大分子药物研究与开发正在成为一个热点领域。
生物大分子药物可以治疗很多人类疾病，如肿瘤、心血管疾病、精神障碍和免疫性疾病等。
本文将从生物大分子药物的概念、分类、研究进展和市场前景四个方面探讨生物大分子药物的研究与开发。
一、生物大分子药物的概念和分类生物大分子药物是指由生物大分子（如蛋白质、核酸、多肽、抗体等）制造的药物。
相比于化学药物，生物大分子药物在选择性、安全性、效能、稳定性等方面表现出优越性，因此，可用来治疗药物难以治愈的疾病。
通常情况下，制备生物大分子药物需要使用重组基因技术，这是科技领域里一项相对年轻的技术。
根据不同的特性和应用范围，生物大分子药物可以分为以下几类。
1. 蛋白质药物：如生长激素、纤溶酶原、白介素、干扰素、转化生长因子等。
2. 抗体药物：如单克隆抗体、人化单克隆抗体、重组抗体、抗体偶联物等。
3. 核酸药物：如RNA干扰、寡核苷酸、抗旋转病毒几种都是最新的药物，核酸药物的研究前景极为广阔。
4. 糖蛋白药物：如结构多样的糖蛋白、新陈代谢糖蛋白等。
5. 多肽药物：如降钙素、肾上腺素自发性素、细胞因子、体素等。
二、生物大分子药物的研究进展随着生物大分子药物研究的不断深入，各类生物大分子药物的研究和开发也在不断的发展。
以下是一些生物大分子药物的研究进展：1. 抗体药物的研究：抗体药物已成为生物大分子药物研究领域的热门话题。
目前，已经开发出一系列的抗体药物，如人源抗体、单克隆抗体和单克隆人源抗体等。
其中，单克隆人源抗体对于白细胞计数变异性坏死性协病理和医院感染预防等具有重要的临床应用价值。
另外，一些先进的谷胱甘肽过氧化物酶防酸抗体药物也被应用于治疗肿瘤、糖尿病和其他疾病。
2. 核酸药物的研究：核酸药物是近年来研究的一个热门领域，例如对抗 RNA的CAS9等，多系统营养不足配合小分子化合物使用治疗三种不同类型的肌萎缩便秘综合症的方法大有可行性，许多新型的药物疗法正在研究中，如寡核苷酸（ON），CRISPR（一种新型的基因组编辑技术），以及siRNA（选择性 RNA 干扰）等，有望用于治疗癌症、冠心病和神经退行性疾病等疾病。
生物大分子结构与功能研究的前沿技术
生物大分子结构与功能研究的前沿技术在生命科学的领域中，对生物大分子结构与功能的研究一直是核心课题之一。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖等，它们在生命活动中扮演着至关重要的角色。
深入了解生物大分子的结构与功能，对于揭示生命的奥秘、开发新的药物以及推动生物技术的发展具有极其重要的意义。
而要实现这一目标，离不开一系列前沿技术的支持。
一、X 射线晶体学技术X 射线晶体学是研究生物大分子结构的经典方法之一。
其原理是利用 X 射线照射生物大分子晶体，通过对衍射图谱的分析来确定分子的三维结构。
这一技术的优势在于能够提供高分辨率的结构信息，使得我们可以清晰地看到生物大分子中原子的位置和相互作用。
例如，通过 X 射线晶体学技术，科学家们成功解析了许多重要蛋白质的结构，如血红蛋白、肌红蛋白等。
这些结构的解析为我们理解蛋白质的功能，如氧气的运输和储存，提供了关键的线索。
然而，X 射线晶体学技术也存在一些局限性。
首先，获得高质量的晶体是一个巨大的挑战，许多生物大分子难以结晶或者结晶的质量不高。
其次，该技术通常只能提供静态的结构信息，对于生物大分子在溶液中的动态变化了解有限。
二、核磁共振技术（NMR）核磁共振技术是另一种重要的生物大分子结构研究方法。
它利用原子核在磁场中的共振现象来获取分子的结构和动态信息。
与 X 射线晶体学不同，NMR 可以在溶液状态下研究生物大分子，更接近其生理环境。
NMR 技术能够提供生物大分子的动态信息，包括分子的运动速度、构象变化等。
这对于理解生物大分子的功能机制非常重要。
例如，通过 NMR 技术，我们可以研究蛋白质与配体的结合过程，了解结合过程中的构象变化和能量变化。
但是，NMR 技术也有其不足之处。
它对样品的浓度和纯度要求较高，而且对于分子量较大的生物大分子，分辨率会有所下降。
三、冷冻电镜技术近年来，冷冻电镜技术的发展为生物大分子结构研究带来了革命性的突破。
该技术通过快速冷冻生物大分子样品，使其保持在接近天然的状态，然后利用电子显微镜进行成像和结构解析。
心血管疾病新药物分子之开发研究ppt精品ppt课件
實驗材料及方法:
1. 取週齡於12至16週之雄性大白鼠(Wistar)，體重約250+330克。 2.平均動脈血壓之測量 注射urethane (1.4g/kg, I.P.)，將其全身麻醉後進行股動靜脈插管。將內含heparin (100 U/ml)之polyethylene導管(PE50)插入股動脈，並連接壓力轉換器與放大器，以偵測血壓與心跳之變化。
研究成果發表
1. Chu, C.-M.; Gao, S.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Iodine-catalyzed Michael addition of mercaptans to a,b-unsaturated ketones under solvent-free conditions” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 4971-4974. (SCI ) 2. Ko, S.; Sastry, M. N. V.; Lin, C.; Yao, C.-F. ” Molecular iodine-catalyzed one-pot synthesis of 4-substituted-1,4-dihydropyridine derivatives via Hantzsch reaction” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 5771-5774. (SCI) 3. Shivaji, V. M.; Sastry, M. N. V.; Wang, C.-C.; Yao, C.-F. “Molecular iodine: A powerful catalyst for the easy and efficient synthesis of quinoxalines” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 6345-6348. (SCI) 4. Tu, Z.; Jang, Y.; Lin, C.; Liu, J.-T.; Hsu, J.; Sastry, M. N. V. N.; Yao, C.-F. “The study of reaction mechanism for the transformation of nitronate into nitrile by phosphorus trichloride” Tetrahedron 2005, 61, 10541-10551. (SCI) 5. Lin, C.; Hsu, J.; Sastry, M. N. V.; Fang, H.; Tu, Z.; Liu, J.-T.; Yao, C.-F. “I2-catalyzed Michael addition of indole and pyrrole to nitroolefins” Tetrahedron 2005, 61, 11751-11757. (SCI) 6. More, S. V.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Cerium (IV) ammonium nitrate (CAN) as a catalyst in tap water : A simple, proficient and green approach for the synthesis of quinoxalines”Green Chem., 2006, 8, 91-95. (SCI) 7. Ko, S.; Lin, C.; Tu, Z.; Wang, Y.-F.; Wang, C.-C.; Yao, C.-F. “CAN and iodine-catalyzed reaction of indole or 1-methylindole with a,b-unsaturated ketone or aldehyde” Tetrahedron Lett, 2006, 47, 487-492. (SCI) 8. Gao, S.; Tzeng, T.; Chu, C.-M.; Liu, J.-T.; Lin, C.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Iodine Catalyzed Conjugate Addition of Mercaptans to α,β-Unsaturated Carboxylic Acids under Solvent–free condition” Tetrahedron Lett, 2006, 47, 1889-1892. (SCI) 9. More, S. V.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “TMSCl Catalyzed Aza-Diels-Alder Reaction: A Simple and Efficient Synthesis of Pyrano- and Furanoquinoline” Synlett. 2006, xxxx-xxxx. (SCI) 10. Shen, K.-H.; Yao, C.-F. “A Novel and Efficient Method for the Allylation of Carbonyl Compounds and Imines using Triallylaluminum” J. Org. Chem. 2006, 71, xxxx-xxxx. (SCI) 11. Kulkarni, N. A. and Chen, K* “Excellent diastereoselective allylation of camphor derived glyoxylic oxime ethers mediated by a Lewis acid” Tetrahedron Lett. 2006, 47, 611-613. (SCI) 12. Kulkarni, N. A.; Wang, S. G.; Lee, L. C.; Tsai, H. R.; Venkatesham, U. and Chen, K.* “Highly diastereoselective allylation and reduction of chiral camphor-derived a-ketoamides” Tetrahedron: Aymmetry 2006, 17, 336-346. (SCI) 13. Chen, J. H.; Venkatesham, U.; Lee, L. C. and Chen, K.* “Diastereoselective Allylation of -Ketoamides Bearing amphor N-Tosylpyrazolidinone Auxiliary: Efficient Synthesis of Highly Optically Active Two Stereoisomers” Tetrahedron 2006, 62, 887-893. (SCI) 14. Lu, K. T.; Chiou, R. Y. Y.; Chen, L. G.; Chen, M. H.; Tseng, W. T.; Hsieh, H. T. and Yang, Y. L. “Neuroprotective effects of resveratrol on cerebral ischemia-induced neuro loss mediated by free radical scavenging and cerebral blood flow elevation” J. Agricultural and Food Chem. 2006, xxxx-xxxx. (SCI 2.327) (SCI) 15. Yang, Y. L.; Su, Y. W.; Ng, M. C.; Chao, P. K.; Tung, L. C. and Lu, K. T. “Extract of Gingo biloba Egb761 facilitates extinction of conditioned fear measured by fearpotentiated startle” Neuropsychopharmacology 2006, xxxx-xxxx. (SCI 4.941)
1. 取週齡於12至16週之雄性大白鼠(Wistar)，體重約250+330克。 2.平均動脈血壓之測量 注射urethane (1.4g/kg, I.P.)，將其全身麻醉後進行股動靜脈插管。將內含heparin (100 U/ml)之polyethylene導管(PE50)插入股動脈，並連接壓力轉換器與放大器，以偵測血壓與心跳之變化。
研究成果發表
1. Chu, C.-M.; Gao, S.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Iodine-catalyzed Michael addition of mercaptans to a,b-unsaturated ketones under solvent-free conditions” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 4971-4974. (SCI ) 2. Ko, S.; Sastry, M. N. V.; Lin, C.; Yao, C.-F. ” Molecular iodine-catalyzed one-pot synthesis of 4-substituted-1,4-dihydropyridine derivatives via Hantzsch reaction” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 5771-5774. (SCI) 3. Shivaji, V. M.; Sastry, M. N. V.; Wang, C.-C.; Yao, C.-F. “Molecular iodine: A powerful catalyst for the easy and efficient synthesis of quinoxalines” Tetrahedron Lett, 2005, 46, 6345-6348. (SCI) 4. Tu, Z.; Jang, Y.; Lin, C.; Liu, J.-T.; Hsu, J.; Sastry, M. N. V. N.; Yao, C.-F. “The study of reaction mechanism for the transformation of nitronate into nitrile by phosphorus trichloride” Tetrahedron 2005, 61, 10541-10551. (SCI) 5. Lin, C.; Hsu, J.; Sastry, M. N. V.; Fang, H.; Tu, Z.; Liu, J.-T.; Yao, C.-F. “I2-catalyzed Michael addition of indole and pyrrole to nitroolefins” Tetrahedron 2005, 61, 11751-11757. (SCI) 6. More, S. V.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Cerium (IV) ammonium nitrate (CAN) as a catalyst in tap water : A simple, proficient and green approach for the synthesis of quinoxalines”Green Chem., 2006, 8, 91-95. (SCI) 7. Ko, S.; Lin, C.; Tu, Z.; Wang, Y.-F.; Wang, C.-C.; Yao, C.-F. “CAN and iodine-catalyzed reaction of indole or 1-methylindole with a,b-unsaturated ketone or aldehyde” Tetrahedron Lett, 2006, 47, 487-492. (SCI) 8. Gao, S.; Tzeng, T.; Chu, C.-M.; Liu, J.-T.; Lin, C.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “Iodine Catalyzed Conjugate Addition of Mercaptans to α,β-Unsaturated Carboxylic Acids under Solvent–free condition” Tetrahedron Lett, 2006, 47, 1889-1892. (SCI) 9. More, S. V.; Sastry, M. N. V.; Yao, C.-F. “TMSCl Catalyzed Aza-Diels-Alder Reaction: A Simple and Efficient Synthesis of Pyrano- and Furanoquinoline” Synlett. 2006, xxxx-xxxx. (SCI) 10. Shen, K.-H.; Yao, C.-F. “A Novel and Efficient Method for the Allylation of Carbonyl Compounds and Imines using Triallylaluminum” J. Org. Chem. 2006, 71, xxxx-xxxx. (SCI) 11. Kulkarni, N. A. and Chen, K* “Excellent diastereoselective allylation of camphor derived glyoxylic oxime ethers mediated by a Lewis acid” Tetrahedron Lett. 2006, 47, 611-613. (SCI) 12. Kulkarni, N. A.; Wang, S. G.; Lee, L. C.; Tsai, H. R.; Venkatesham, U. and Chen, K.* “Highly diastereoselective allylation and reduction of chiral camphor-derived a-ketoamides” Tetrahedron: Aymmetry 2006, 17, 336-346. (SCI) 13. Chen, J. H.; Venkatesham, U.; Lee, L. C. and Chen, K.* “Diastereoselective Allylation of -Ketoamides Bearing amphor N-Tosylpyrazolidinone Auxiliary: Efficient Synthesis of Highly Optically Active Two Stereoisomers” Tetrahedron 2006, 62, 887-893. (SCI) 14. Lu, K. T.; Chiou, R. Y. Y.; Chen, L. G.; Chen, M. H.; Tseng, W. T.; Hsieh, H. T. and Yang, Y. L. “Neuroprotective effects of resveratrol on cerebral ischemia-induced neuro loss mediated by free radical scavenging and cerebral blood flow elevation” J. Agricultural and Food Chem. 2006, xxxx-xxxx. (SCI 2.327) (SCI) 15. Yang, Y. L.; Su, Y. W.; Ng, M. C.; Chao, P. K.; Tung, L. C. and Lu, K. T. “Extract of Gingo biloba Egb761 facilitates extinction of conditioned fear measured by fearpotentiated startle” Neuropsychopharmacology 2006, xxxx-xxxx. (SCI 4.941)
中国药科大学中药分析技术课件-生物大分子分析
化学和生物化学方法
自溶法：自溶法是在一定的pH和温度条件下， 利用组织细胞内自身的酶系统将细胞破碎的方 法。自溶法需要较长的时间，常添加少量的防 腐剂如甲苯、氯仿等防止细菌污染。
酶解法：利用各种水解酶和溶菌酶、纤维素酶、 蜗牛酶、半纤维素酶、几丁质酶和脂酶等专一 性地将细胞壁分解，使细胞内含物释放出来。 适于制备大分子核酸材料的破壁。
所的沉淀溶于少量缓冲液中，或以固体 形式保存，都相当稳定。
有机溶剂沉淀
其它特殊方法
PEG沉淀 以鱼精蛋白沉淀去除核酸 耐热蛋白可以加热处理等。
大分子的层析
凝胶过滤 离子交换 亲和层析 反相层析 疏水层析
凝胶过滤层析原理
样品或溶液进入胶体情形
葡聚糖凝胶
1. Sephadex G系列：是最早推出的介质， 有各种适用分子量范围，如G-10，15， 25，50，75，100，150，200等，数字越 大，表示凝胶孔径越大，使用的分子量 也越大。注意 G-150 以上的凝胶，在高 压下会被压垮而使流速变慢，甚至无法 流通，应改用 Sephacryl 或 Sepharose 系 列。 G-25 以下者，可用作蛋白质的脱盐 (desalting) 用
亲和色谱法由于具有极高的生物特异性，分离 目的物受理化相似杂质的干扰极少，能从比较 复杂的细胞提取液或细菌发酵液中一步分离提 取出所需的物质，提取倍数可达一百倍以上。
总得来说，早期分离提纯的方法，选择的原则一 般是从低分辨率到高分辨率，而且负荷量较大为 合适。
随着许多新技术的建立，一个特异性方法其分辨 率很高，便意味着提纯步骤的简化，提纯步骤减 少，回收率便高，具有生物活性物质变性的危险 性就小，这是所有从事生物分离者所希望的。
难以离心？？？ 过滤，加助滤剂（硅藻土等，小
分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链，即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起，形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸，共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ，主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下，蛋 白质可形成四级结 构，由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始，分子生物学经历了 飞速的发展，成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子，以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制；阐明基因表达调控的分 子机制；探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子，它们与DNA特定序列结合，激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，改变染色质结构，影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA，通过与mRNA结合，抑制其翻
译或促进其降解，从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程，而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
《分子生物工程》课件
05
分子生物工程的挑 战与未来发展
技术挑战与解决方案
技术挑战
分子生物工程技术在应用过程中面临着许多技术挑战，如基 因编辑技术的精确性、基因表达调控的复杂性以及细胞命运 决定的机制等。
解决方案
针对这些挑战，科研人员正在探索新的技术和方法，如开发 更精确的基因编辑工具、深入研究基因表达调控机制以及揭 示细胞命运决定的过程等。
生物能源领域
生物燃料
利用分子生物工程技术，开发新型生物燃料，替代化石燃料，减少碳排放。
生物质能
利用分子生物工程技术，实现生物质的高效转化和利用，提高能源利用效率。
04
分子生物工程的前 沿研究
基因编辑技术
基因编辑技术
CRISPR-Cas9系统是目前最常用 的基因编辑技术，它能够精确地
定位和修改生物体的基因组。
未来发展方向
随着分子生物工程技术的不断进步和 应用领域的拓展，未来发展方向将更 加多元化和个性化，如精准医疗、生 物制药、农业生物技术以及环境生物 技术等。
前景展望
分子生物工程技术将在未来继续发挥 重要作用，为人类带来更多的福祉和 创新。同时，需要加强科研合作和人 才培养，推动技术的可持续发展和广 泛应用。
医药领域
01
02
03
基因治疗
利用基因工程技术修复、 替换或增减人类基因，以 达到治疗疾病的目的。
药物研发
利用分子生物工程技术， 快速筛选和优化药物候选 物，提高药物研发效率。
诊断技术
基于分子生物工程技术， 开发新型诊断试剂和仪器 ，提高疾病诊断的准确性 和灵敏度。
农业领域
转基因作物
通过转基因技术改良作物 ，提高抗逆性、产量和品 质。
历史
生物制剂的研究进展PPT课件
人类 p75 TNF 受体 IgG1抗体
Concentration (µg/mL)
1000 100 10 1
Infliximab 3 mg q8w Adalimumab 40 mg EOW Etanercept 25 mg twice weekly
0.1
0
4
8
12
16
20
24
Weeks
q8w, every 8 weeks; EOW, every other week Simulations are based on Zhou H, et al. Int J Clin Pharmacol Ther. 2004;42:267–276 for etanercept; St Clair EW, et al. Arth Rheum. 2002;46:1451–1459 for infliximab; and data on file at Abbott for adalimumab
rilonacept, eta toclizumab belimumab, TACI-Ig, ofatumumab, ocrelizumab, etc ICOS inhibitors, etc
全面认识生物制剂
一大类药物, 发展迅猛, 已广泛用于临床 其间作用机制、疗效和副作用差异巨大, 即使在TNF抑
UCSF-SICCA
15
Choy EHS, Panayi GS. N Engl J Med. 2001;344:907-916.
生物制剂的作用及疗效
这些生物制剂的治疗作用好象是“定点爆破”或“生物导 弹”，“炸死”肿瘤坏死因子、阻止它们传递疾病“火种”， 使疾病扩散蔓延的作用，因而患者体内的病情活动就更易得到控制。
Concentration (µg/mL)
1000 100 10 1
Infliximab 3 mg q8w Adalimumab 40 mg EOW Etanercept 25 mg twice weekly
0.1
0
4
8
12
16
20
24
Weeks
q8w, every 8 weeks; EOW, every other week Simulations are based on Zhou H, et al. Int J Clin Pharmacol Ther. 2004;42:267–276 for etanercept; St Clair EW, et al. Arth Rheum. 2002;46:1451–1459 for infliximab; and data on file at Abbott for adalimumab
rilonacept, eta toclizumab belimumab, TACI-Ig, ofatumumab, ocrelizumab, etc ICOS inhibitors, etc
全面认识生物制剂
一大类药物, 发展迅猛, 已广泛用于临床 其间作用机制、疗效和副作用差异巨大, 即使在TNF抑
UCSF-SICCA
15
Choy EHS, Panayi GS. N Engl J Med. 2001;344:907-916.
生物制剂的作用及疗效
这些生物制剂的治疗作用好象是“定点爆破”或“生物导 弹”，“炸死”肿瘤坏死因子、阻止它们传递疾病“火种”， 使疾病扩散蔓延的作用，因而患者体内的病情活动就更易得到控制。
生物科学前沿ppt课件
⑥《NEW PHYTOLOGIST 》
⑦ 《 PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL》 ⑧ 《植物学报》
⑨ 《生态学报》
⑩ 《遗传学报》
⑩ 《动物学报》 ⑩ 《生理学报》
专题 一
植物学研究新进展
植物学研究趋势与进展
植物通过提供基本的营养、能量等维持人类的健康，是 人类赖以生存的根本。 面对世界人口的日趋增长（2050年，世界人口的数量 将从目前的60亿增加到90亿），日益增长的世界需求，深入 地了解植物的发育和生长对世界的未来至关重要。
贮藏蛋白
（4）目前植物系统进化与分类热门议题：
（1）植物分类，资源采集和数据库建立； （2）系统发育学，系统发育基因组学； （3）生物地理学和谱系地理学；
（4）物种形成，杂交和适应进化；
（5）分子进化，进化遗传学，进化基因组学和进化发育。
…….
2.植物传粉机制研究进展
传粉（pollination）：成熟花粉从雄蕊花药或小孢子囊中散。
黄花大苞姜适应于花粉流动的自花授 粉机制在花的形态和开花特征上都有 所变化。花粉成油质粘液浆状，由粘 丝连接成链珠状。花粉粒表面光滑并 延长成长椭圆球形。柱头呈扁喇叭形， 其中与花药紧贴面凹陷，较其他地方 位臵低，有助于花粉浆团流入其中。 柱头上和花药面均长有毛，朝向柱头 方向，有助于引导花粉浆团流向柱头。
课程内容：
生物科学研究进展
专题 1 专题 2 专题 3 专题 4 植物学研究进展 遗传学研究进展 生理学研究进展 生态学研究进展
专题 5
专题 6 专题 7 专题 8
微生物研究进展
神经生物学研究进展 动物学研究进展 发育生物学研究进展
专题 9
专题10 专题11 专题12
【人教版】生物大分子课件PPT【人教版】
A．原子半径：D<B<A<E
B．C和E具有相同的最高化合价
①使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血,与胶体的性质有关 ②利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体 ③电泳现象可证明胶体带电 ④用过滤的方法
不能分离胶体与溶液 ⑤有色玻璃属于胶体 ⑥在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成Fe(OH)3胶体 ⑦清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从树叶间透过的一道道光柱,与胶
经茚三酮显色后的氨基酸片段
2.学习活动建议 （1）实验及探究活动：蔗糖的水解；葡萄糖的性质； 酶的催化作用；聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的区分； 聚苯乙烯的热分解；氨基酸的检验（与茚三酮的反应） ，蛋白质含量的检测（氨基与亚硝酸的反应）；酚醛树 脂的合成。 （2）调查与交流讨论：阅读讨论蛋白质结构的复杂性 和种类的多样性；阅读交流常见塑料、合成纤维和合成 橡胶的应用与合成；阅读交流各种新型功能高分子的性 能与应用。
生物大分子 教材分析
主要内容： 1、课标学习 2、两版教材内容比对 3、北京高考试题赏析 4、关于教学的几点学习体会
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性 质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是从微观层 次认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物 质。（课程标准）
化学是主要研究原子，分子片，分子，原子分子团簇 ， 原子分子的激发态 、过渡态 、吸附态，超分子，生物大 分子，分子和原子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚 集态和组装态，直到分子材料，分子器件和分子机器的 合成和反应，分离和分析，结构和形态，物理性能和生 物活性及其规律和应用的自然科学。（徐光宪）
中，体验有机化学作为基础学科对相关学科发展的重要价值。
2.学习活动建议 （1）实验及探究活动：蔗糖的水解；葡萄糖的性质； 酶的催化作用；聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的区分； 聚苯乙烯的热分解；氨基酸的检验（与茚三酮的反应） ，蛋白质含量的检测（氨基与亚硝酸的反应）；酚醛树 脂的合成。 （2）调查与交流讨论：阅读讨论蛋白质结构的复杂性 和种类的多样性；阅读交流常见塑料、合成纤维和合成 橡胶的应用与合成；阅读交流各种新型功能高分子的性 能与应用。
生物医用高分子ppt课件
生物医用高分 子
7
理想药物释放体系具备以下功能：
– 药物控制释放功能，使血药浓度维持在所需范围内 – 药物靶向释放功能，使药物只输送到治疗目标部位 – 用药量少 – 毒副作用小
– 服用方便，易于被患者接受
– 在通常环境下具有一定化学和物理稳定性
药物释放体系发展概况：
20世纪50年代前，传统型药物制剂 50年代起，缓释型药物制剂（DSRP） 70年代起，控释型药物制剂（CRP） 80年代起，靶向型药物制剂（TDDS） 及智能型药物制剂（IDDS或SDDS）
举例：
① 成纤维细胞在胶原上生长时，代谢和形 态与其在体内生长极为相似.
②
Yannas等人首先用胶原--硫酸软骨素多 孔交联的支架成功制得人工皮肤，能治 疗严重烧伤的病人。 作为眼药水的胶原保护层，可防止药物 角膜前流失
③
2) 氨基葡聚糖
来源：
植物中
结构：
由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂 多糖，一般包括一个醛酸部分（己糖醛酸） 和一个胺基糖部分（N-乙酰氨基己糖), 主要成分为透明质酸。
用途：
胶原分子可以作为组织修复的支架材料; 可作为药物控释载体 References (from ):
1) Bryan Jeun;Hyukjin Lee;Saurabh Aggarwal;Hailin Wang;
Qiang Li;Sukyeon Hwang. “Application of Collagen in Drug Delivery” 2) “Recombinant collagen and gelatin for drug delivery” Journal Metadata Search: Elsevier - Advanced Drug Delivery Reviews
7
理想药物释放体系具备以下功能：
– 药物控制释放功能，使血药浓度维持在所需范围内 – 药物靶向释放功能，使药物只输送到治疗目标部位 – 用药量少 – 毒副作用小
– 服用方便，易于被患者接受
– 在通常环境下具有一定化学和物理稳定性
药物释放体系发展概况：
20世纪50年代前，传统型药物制剂 50年代起，缓释型药物制剂（DSRP） 70年代起，控释型药物制剂（CRP） 80年代起，靶向型药物制剂（TDDS） 及智能型药物制剂（IDDS或SDDS）
举例：
① 成纤维细胞在胶原上生长时，代谢和形 态与其在体内生长极为相似.
②
Yannas等人首先用胶原--硫酸软骨素多 孔交联的支架成功制得人工皮肤，能治 疗严重烧伤的病人。 作为眼药水的胶原保护层，可防止药物 角膜前流失
③
2) 氨基葡聚糖
来源：
植物中
结构：
由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂 多糖，一般包括一个醛酸部分（己糖醛酸） 和一个胺基糖部分（N-乙酰氨基己糖), 主要成分为透明质酸。
用途：
胶原分子可以作为组织修复的支架材料; 可作为药物控释载体 References (from ):
1) Bryan Jeun;Hyukjin Lee;Saurabh Aggarwal;Hailin Wang;
Qiang Li;Sukyeon Hwang. “Application of Collagen in Drug Delivery” 2) “Recombinant collagen and gelatin for drug delivery” Journal Metadata Search: Elsevier - Advanced Drug Delivery Reviews
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近三年主要生物技术药物销售额
销售额（$,billion)
35
33
30
27
25
25
20 20
19
18
2006 2007 2008
15.5 10.6
12.5 11 9
6.77.6 8
6.57.4 8
0
Monoclonal Antibodies
Vaccines Erythropoietin TNF Blockers
（二）生物药物的生产
高效表达系统 生产工艺质量控制
生物制药的生产—表达系统
原核表达 表达系统
真核表达
大肠杆菌 枯草杆菌 青枯病产碱杆菌 假单胞菌 NPro自身蛋白酶融合技术，NAFT(山德士公 司，新微生物表达系统)
酵母 丝状真菌 昆虫/杆状病毒表达系统 植物 哺乳动物细胞表达系统 转基因动物生物反应器
（一）药物设计--药物靶点研究
探讨致病分子机理，寻找合适的药物治疗新靶点 单个靶点的多种生物学功能及精细调控 单个靶点的多种存在形式:亚型 个体化治疗，针对特异人群的靶向诊断试剂和治疗药物 多个信号途径的相互作用：网络病理学 从老药中寻找治疗疾病的新靶点：不明确靶点的老药有17% 发现老药的新型治疗用途
年销售额 40 亿美元的基因工程药物
至2010年底，FDA 共批准250种生物技术药物上市 2007年销售额超过40亿美元的药物有16种，基因工程药物占据7种： 1. 治疗非霍奇金淋巴瘤的 anti-CD20 抗体 Rituxan 2. 治疗乳腺癌的anti-EGFR II 抗体 Herceptin 3. 治疗肿瘤放化疗后出现的白细胞减少的 G-CSF 4. 治疗肺癌、乳腺癌和结直肠癌的 anti-VEGF 抗体 Avastin 5. 治疗类风湿关节炎的 anti-TNFα抗体Enbrel、Remicade
具有重组基因的高效扩增和表达能力，外源蛋白整合稳定； 具有产物胞外分泌功能，便于下游产物分离纯化； 能以悬浮培养方式或在无血清培养基中达到高密度培养，可以大
规模生产
美国FDA倾向在21世纪都采用真核表达系统生产蛋白质药物
欧美生物制药哺乳动物细胞表达产品
[Ronald A. Rader. Expression Systems for Process and Product Improvement. BioProcess International JUNE 2008]
Expresssion systems and transformed hosts
Number
hamster, Chinese ovary (CHO)仓鼠
50
Mammalian cells, nonprimate
murine myeloma cells鼠科骨瘤
11
murine cells other
成本低廉、工艺成熟、表达量高 简单蛋白质药物生产不可或缺的表达系统 2000年后，在欧美新药的研究中比例减少 2005年至今美国FDA批准的重组蛋白质药物都是真核表达
缺点：
1. 容易形成包涵体（寄主细胞内形成一种蛋白质性质的病变结构），须 变复性处理，易造成活性下降或丧失；
2. 提取时需破碎细胞，往往会造成核酸、热原、内毒素或脂多糖的释放； 3. 不存在翻译后修饰作用，蛋白质产物不能糖基化； 4. 目的蛋白质的N端常多余一个甲硫氨酸残基，容易引起免疫反应
数量
FDA批FD准A批准的的生生物技物术药药物表物达系统表达系统
90
80
70
66
60
50
40
30
20
10
0
bacteria
81, 49%
81
19
yeast
mammal
66, 40%
bacteria yeast mammal
细菌 酵母 哺乳动物
19, 11%
原核表达系统
大肠杆菌 E.coli —安全、经典的标准化表达系统
生物大分子药物 研究开发前沿
内容
第一部分：生物大分子药物 及其研发现状
第二部分：生物大分子药物 传递系统研究进展
第五讲 复习思考题
• 生物技术药物的研发关键环节有哪些？ • 生物技术药物的翻译后修饰方法有哪几种？ • 蛋白质、多肽药物载体型传递系统有哪些？ • 疫苗载体型传递系统有哪些？
第一部分：生物大分子药物 及其研发现状
1
Mammalian cells, primate灵长类
monkey cells, diploid, kidney,or fetal lung 4
human cells, transformed with EpsteinBarr virus transformed
1
Human cells
human cells, gene activation by TKT2 2 human kidney cells, embryonic胚胎样 1
各种天然存在的治疗蛋白质
突变技术 融合蛋白质表达
定向进化 基因渗入 基因敲除
E. coli等微生物表达 药效更强的蛋白质工程产品
活性提高 稳定性增加 半衰期增加 免疫原性减少
多种表达体系开发应用
真核哺乳动物细胞为主
重组生物药物的研发过程
药物的设计——药物的靶点及药物设计 药物的生产——表达体系和质量控制 药物的评估——药效和毒副作用
真核表达系统--酵母
酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae ——应用最多
限制：糖基化修饰中糖链结构和组成与天然糖蛋白相差甚远， 不适用糖链极大影响生物活性的蛋白质(EPO、治疗性抗体等)
哺乳动物细胞表达系统
具有准确的转录后修饰功能，表达的蛋白在分子结构、理化特性 和生物学功能方面最接近于天然蛋白分子；
Insulin
Interferon
Hormones
生物制药发展迅速
1982-2008年美国FDA批准的新生物产品
/approvals1.html
2008年美国处于临床试验的生物技术药物
按产品类型分类
按适应症分类
一、生物技术药物的研发过程及关键环节
生物大分子药物及其现状
生物药物：肽、蛋白质、抗体、核酸（基因）、疫苗、 糖治疗剂、基于细胞或组织的治疗剂
已批准的生物药物: 超过250个，包括重组蛋白质、血 液产品、单克隆抗体和重组疫苗
药物应用最多的为重组蛋白质和抗体 主要用于治疗癌症、艾滋病、冠心病、糖尿病和一些罕
见的遗传疾病等。