人胰岛素的生产
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究
《基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究》一、引言基因工程技术的发展为生物医药领域带来了革命性的变革，其中重组DNA 技术作为一种能够改变生物体基因组的技术，为生产重组蛋白素（包括重组人胰岛素）提供了可行性。
本文将从深度和广度两个方面来探讨基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究。
二、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的原理在基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究中，首先需要获取重组人胰岛素的基因序列，然后以质粒或病毒为载体将其转染至大肠杆菌的体内，经过培养和发酵，大肠杆菌体内合成重组人胰岛素，并通过纯化后得到最终的产品。
三、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究进展1. 基因克隆技术的应用基因克隆技术的应用是基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的关键技术之一。
利用限制酶切剪切 DNA，然后重组连接，将重组的DNA 导入质粒内，再将质粒导入大肠杆菌细胞内，实现外源基因的表达。
2. 基因工程大肠杆菌的选择为了高效地生产重组人胰岛素，研究者需要筛选高产重组蛋白素的大肠杆菌菌株，并进行相关的改造以提高其产量。
3. 发酵工艺的优化发酵工艺的优化对于提高重组人胰岛素的产量至关重要。
包括对培养基成分、厌氧发酵条件、发酵时间等因素的优化。
四、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的意义基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素具有重要的生物医药意义。
大肠杆菌是一种广泛存在于自然界中的细菌，其发酵生产成本低、抗污染能力强，适用于大规模工业化生产。
另重组人胰岛素与天然胰岛素具有相同的生物活性，可以作为治疗糖尿病的药物，在临床上有着重要的应用前景。
五、个人观点和理解基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究是基因工程技术的一个重要应用方向，其有着较高的生产效率和较低的成本，为生物医药领域带来了巨大的潜力和机遇。
但是，需要注意的是，基因工程技术在应用过程中也存在一些伦理和社会问题，例如生物安全性、环境影响等方面，需要引起足够的重视。
人胰岛素a、b链基因
人胰岛素a、b链基因
人胰岛素是一种由两条多肽链组成的激素，分别为A链和B链。
这两条链通过二硫键相互连接，形成了胰岛素的空间结构。
胰岛素是一种重要的调节血糖的激素，在胰岛细胞中合成，并在体内通过自身的受体发挥作用。
人胰岛素A链基因位于人类染色体11号，包含有3个外显子和
2个内含子。
A链的编码区为第2个外显子和第3个外显子，第1个
外显子和第一个内含子则编码A链的信号肽和5'非编码区。
人类胰
岛素B链基因位于人类染色体2号，包含有2个外显子和1个内含子。
B链的编码区位于第2个外显子，第1个外显子则编码B链的信号肽和5'非编码区。
因为A链和B链都是由基因编码的，所以人的DNA
序列中会包含A链和B链的编码序列。
这些序列会在转录和翻译过程中转化为多肽链，最终形成胰岛素分子。
胰岛素的合成受到多种因素的调控。
例如，胰岛素的合成和释放受到血糖水平的影响，当血糖水平升高时，胰岛素的合成和释放也会增加。
此外，许多激素和神经递质也可以影响胰岛素的合成和释放。
当胰岛素分泌过多或过少时，都会对人体健康产生负面影响。
例如，胰岛素分泌不足会导致糖尿病的发生，而过多的胰岛素分泌则可能导致低血糖等问题。
总之，人胰岛素A链和B链基因编码了两条多肽链，这些链通过二硫键相互连接形成胰岛素分子。
胰岛素的合成和释放受到多种因素的调控，而胰岛素分泌不足或分泌过多都会对人体健康产生负面影响。
因此，了解胰岛素的合成和调控机制，可以帮助我们更好地保护自己的健康。
重组人胰岛素制备工艺
重组人胰岛素制备工艺引言胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的激素，它参与调节葡萄糖代谢，维持血糖水平稳定。
然而，对于许多糖尿病患者，体内胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗使得血糖控制成为难题。
为了解决这一问题，重组人胰岛素制备工艺应运而生。
本文将详细介绍重组人胰岛素的制备工艺，以及如何通过优化制备工艺提高其产量和质量。
关键词介绍1、重组人胰岛素：是指利用基因工程技术，通过细胞培养或微生物发酵生产的胰岛素。
它具有与天然人胰岛素相同的结构和功能，因此在临床上有广泛的应用。
2、制备：是指通过一系列工艺步骤，从原料中提取或制造出所需物质的过程。
在重组人胰岛素制备中，主要包括基因工程操作、细胞培养、发酵、分离和精制等步骤。
3、工艺：是指实现制备过程的一系列具体方法和操作规程。
工艺的选择和优化直接影响到产品的产量和质量。
重组人胰岛素制备工艺1、酵母菌的筛选：选用适合生产重组人胰岛素的酵母菌种，对其进行筛选和改良，以提高发酵过程中的产量。
2、基因工程操作：将人胰岛素基因插入到酵母菌的染色体或质粒中，确保基因正确表达。
3、发酵：在适宜的营养条件下，利用筛选得到的酵母菌进行发酵生产。
4、分离和精制：通过一系列物理、化学和生物学方法，将重组人胰岛素从发酵液中分离出来，并进行精制和纯化，以得到高纯度的产品。
制备工艺优化1、通过现代实验设计方法和技术，如响应面法和均匀设计法，筛选最佳工艺条件，以提高重组人胰岛素的产量和质量。
2、通过基因工程技术改良酵母菌，增强其生产重组人胰岛素的能力，提高产量。
3、采用先进的分离和精制技术，如高效液相色谱和超滤膜过滤等，进一步提纯产品，提高产品质量。
4、结合计算机模拟技术和实验验证，模拟工艺过程，指导实际生产，优化制备工艺。
重组人胰岛素制备工艺在糖尿病治疗中具有重要意义，本文详细介绍了其制备过程及优化方法。
通过合理选择工艺条件和基因工程改良，可以有效提高重组人胰岛素的产量和质量。
随着科学技术的发展，相信未来制备工艺将进一步优化，为糖尿病患者提供更好的治疗选择。
重组人胰岛素在大肠杆菌中表达及分离纯化
重组人胰岛素在大肠杆菌中表达及分离纯化一、本文概述本文旨在探讨重组人胰岛素在大肠杆菌中的表达及其后续的分离纯化过程。
胰岛素作为一种关键的激素，在调节血糖水平中发挥着至关重要的作用。
然而，天然胰岛素的来源有限，且提取成本高昂，因此，通过基因工程技术在大肠杆菌中生产重组人胰岛素成为了一种可行且经济的替代方案。
本文首先介绍了重组人胰岛素的基因克隆和在大肠杆菌中的表达策略，然后详细阐述了胰岛素的分离纯化过程，包括细胞的破碎、蛋白质的提取、层析分离以及胰岛素的纯化等步骤。
本文还讨论了影响胰岛素表达及纯化的关键因素，并提出了优化表达及纯化条件的策略，以期提高重组人胰岛素的产量和纯度，为糖尿病治疗提供更为可靠和经济的药物来源。
二、重组人胰岛素的基因克隆与表达重组人胰岛素在大肠杆菌中的表达首先依赖于对胰岛素基因的克隆。
基因克隆是生物技术中一项重要的技术，它涉及到从基因组DNA或cDNA中分离出特定的基因，然后将其插入到适当的载体中，以便在大肠杆菌等宿主细胞中进行复制和表达。
目的基因的获取：需要从人源的cDNA文库或基因组DNA中扩增出胰岛素的编码序列。
这通常通过PCR技术实现，需要设计一对特定的引物，它们能够与人胰岛素基因的两端互补结合。
载体的选择：为了在大肠杆菌中表达人胰岛素，需要选择一个合适的表达载体。
常用的载体包括质粒和噬菌体。
这些载体通常含有启动子、终止子、复制原点和选择标记等元件，以确保目的基因在宿主细胞中的高效表达。
基因的克隆：将目的基因与载体连接后，通过转化技术将重组质粒导入大肠杆菌感受态细胞中。
在适当的选择压力下，例如抗生素抗性，只有成功导入重组质粒的细胞才能生长，从而实现了对胰岛素基因的克隆。
表达条件的优化：在大肠杆菌中表达人胰岛素时，需要优化表达条件以获得最高的表达量。
这包括选择合适的培养基、调整培养温度、pH值以及诱导剂的浓度等。
表达产物的分析：通过SDS-PAGE、Western Blot等技术，可以对表达产物进行定性和定量分析，以确认胰岛素基因在大肠杆菌中的成功表达。
《中国药典》2020版—重组人胰岛素国家药品标准公示稿
重组人胰岛素
Chongzu Ren Yidaosu
Recombinant Human Insulin
本品系由含有可高效表达人胰岛素基因的工程化细胞，经发酵、分离、高度纯化、结晶和干燥制成。
重组人胰岛素为51 个氨基酸残基组成的蛋白质。
按干燥品计算，含重组人胰岛素（包括A21 脱氨人胰岛素）应为95.0%～105.0%。
每 1 单位重组人胰岛素相当于0.0347mg。
1基本要求
生产和检定用设施、原材料及辅料、水、器具等应符合“凡例”的有关要求。
2制造
2.1工程菌
本品为重组DNA技术生产的由51个氨基酸残基组成的蛋白质，工程菌菌种名称、来源及种子批检定应符合批准的要求。
2.2原料
2.2.1种子液制备
将检定合格的工作种子批细胞接种于适宜的培养基（可含适量抗生素）中培养。
2.2.2发酵用培养基
采用适宜的不含抗生素的培养基
1。
人胰岛素的制备
人胰岛素的制备一、获得目的基因从供体细胞中提取mRNA，以其为模板，在反转录酶的作用下，反转录合成胰岛素mRNA互补DNA，再以cDNA第一链为模板，在反转录酶或DNA聚合酶I的作用在，最终合成编码它的双链DNA序列。
即得到了目的基因。
反转录-聚合酶链反应法(一)从人体细胞内提取胰岛素基因转录的mRNA1, 细胞总RNA的提取:取胰岛B细胞，用PBS洗后，加入TRIZOL试将细胞破裂，后用DEPC处理，多次离心后，取RNA白色沉淀，测OD值，电泳。
2 ，从总RNA中分离mRNA：取上述提取的总RNA若干，加入Buffer OBB ，Oligotex Suspension ，打匀。
70℃水浴（裂解RNA的二级结构），20-30℃条件下，静置（让Oligotex与mRNA结合）。
将Oligotex/mRNA复合物的沉淀加到EP管SPIN柱上高速离心，加Buffer将其他RNA洗脱，最后用琼脂糖凝胶电泳纯化mRNA。
（二）mRNA转录合成cDNA第一链cone 第一链的合成加入上步获得的mRNA和适当引物于EP管中，加入RNase-free water，混匀后,70℃反应10分钟，反应完成后,立刻将反应体系置于冰上5min;稍微离心一下,顺序加入缓冲液、RNA酶抑制剂、反转录酶、dNTP （加入放射性同位素利于检验），混匀，稍微离心反应物之后,42℃放置2分钟。
取出置于冰上。
电泳分析，同位素活性测定。
（三）PCR法扩增，特异合成目的cDNA链通过胰岛素的特异引物，用PCR法进行扩增，特异的合成胰岛素的cDNA链。
PCR法的操作步骤：预变性引物退火引物延伸循环25-35次最后延伸前端引物：✧5’-ggt tcc gga tct ggt tct ggt tct ctg gtc ccc cgc ggt agt caccac cac cac cac cac cgt ttt gtg aac caa cac ctg tgc ggc-3’✧后端引物：✧5’-agt gtc gac tta gtt gca gta gtt ctc cag ctg gta-3’二、组建重组质粒采用pQE--30质粒作为载体，用双酶切法进行基因重组。
重组人胰岛素氨基酸序列
重组人胰岛素氨基酸序列全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：人类胰岛素是一种重要的激素，负责调控血糖水平。
它是由两个多肽链组成的蛋白质，分别为A链和B链。
这两个链的氨基酸序列在重组人胰岛素的研究中起着至关重要的作用。
本文将探讨重组人胰岛素的氨基酸序列以及其在医学领域的应用。
人类胰岛素的A链包含有21个氨基酸，而B链包含有30个氨基酸。
两条链通过二硫键连接在一起，形成成熟的胰岛素分子。
在过去的几十年里，科学家们利用重组DNA技术成功地将人类胰岛素的基因插入细菌或真核细胞中，使它们能够产生胰岛素蛋白质。
这种重组人胰岛素的制备方法彻底改变了胰岛素的生产方式，使得大规模生产成为可能。
重组人胰岛素的氨基酸序列与自然胰岛素完全一致，因此它具有相同的生物活性和生物效应。
在临床上，重组人胰岛素被广泛用于治疗糖尿病患者，帮助他们控制血糖水平，预防并发症的发生。
重组人胰岛素还被用于研究胰岛素的结构与功能，帮助科学家们更好地理解糖尿病的发病机制。
重组人胰岛素的氨基酸序列具有高度保真性和稳定性，这使得它可以长时间保存而不失去生物活性。
在药物生产和贮存过程中，重组人胰岛素的氨基酸序列可以确保胰岛素的药效不受影响，保持药物的稳定性和有效性。
随着生物技术的不断发展，科学家们还在研究改变重组人胰岛素的氨基酸序列，以提高其生物活性和生物效应。
通过修改氨基酸序列，可以产生更稳定、更有效的胰岛素分子，提高其在治疗糖尿病中的疗效。
重组人胰岛素的氨基酸序列是其生物活性和生物效应的关键。
通过对氨基酸序列的研究和改变，科学家们不断提高重组人胰岛素的质量和效果，为糖尿病患者的治疗带来更好的希望。
随着科学技术的不断进步，重组人胰岛素的研究将会迎来更广阔的发展空间，为医学领域的进步做出更大的贡献。
第二篇示例：重组人胰岛素是一种通过基因工程技术制备的人类胰岛素。
胰岛素是由多肽链组成的蛋白质激素，主要负责调节血糖水平，帮助细胞吸收葡萄糖并转化为能量。
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究
参考内容
引言
人胰岛素是一种重要的生物药物，对于治疗糖尿病具有显著效果。传统上，人 胰岛素的生产主要通过从人身体中提取胰岛素原，然后进行化学合成和结构改 造。然而，这种方法不仅成本高昂，而且生产周期长，难以满足市场需求。近 年来，随着生物技术的发展，利用重组大肠杆菌生产人胰岛素的方法逐渐得到 广泛应用。本次演示将详细介绍利用重组大肠杆菌生产人胰岛素的方法和相关 技术。
展望未来，基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究有望为糖尿病治疗 提供更加安全、有效的药物。随着科学技术的不断进步和研究的深入，我们相 信未来能够在提高产量、降低成本、优化质量等方面取得更大的突破。加强与 其他领域（如纳米技术、生物信息学等）的跨学科合作，将为该领域的研究和 应用提供更为广阔的前景。
生产流程
利用重组大肠杆菌生产人胰岛素的生产流程包括以下几个步骤：
1、细胞悬浮：将大肠杆菌接种到发酵罐中的无菌培养基中，在适宜的温度和 湿度条件下进行培养。培养过程中需监测细菌生长情况，以确保细菌处于最佳 生长状态。
2、发酵：当细菌生长到一定密度时，向发酵罐中加入适量的诱导剂，以诱导 细菌表达人胰岛素基因。发酵过程中需控制温度、湿度、氧气浓度等参数，以 确保细菌正常表达胰岛素基因。
一、背景介绍
基因工程技术是一种利用微生物或细胞体系生产人类所需蛋白质的技术。在过 去几十年中，基因工程技术得到了广泛应用，并在制药、生物能源、环境保护 等领域发挥了重要作用。重组人胰岛素是一种利用基因工程技术生产的胰岛素， 它与人体产生的胰岛素具有相似的结构和功能。然而，重组人胰岛素的生产过 程比较复杂，需要经过多个步骤，因此生产成本较高。
3、收集：发酵结束后，收集细菌培养液并进行过滤，以去除其中的杂质和细 胞残骸。
大肠杆菌生产人胰岛素
大肠杆菌生产人胰岛素基因工程自诞生以来发展很快。
1972年，美国斯坦福大学生物化学系主任贝格尔把两种病毒的DNA人工组合到一起，形成了第一个人工重组DNA分子，这是基因工程的开创性工作。
1973年，科恩发表一篇报告，说他们把大肠杆菌的两种质粒的DNA连接到了一起，并且又送回到大肠杆菌细胞中去，重组质粒的DNA得到了复制和表达。
这是第一次完成了一个基因工程。
1976年，美国用大肠杆菌生产出了本来由人脑产生的生长抑制素，完成第一个有实用价值的基因工程。
已知生长抑制素是含有14个氨基酸的多肽链，在清楚其结构以后，根据遗传密码可以倒推出它的基因结构——一条由42个核苷酸组成的DNA片断。
人工合成这个DNA片断，再把它送入大肠杆菌。
由这项研究开始，科学家又掌握了一条获得基因的新途径——人工合成。
使用类似方法，美国人在1978年又用大肠杆菌生产出了胰岛素，使胰岛素可以工业化生产，给糖尿病患者带来了福音。
原先胰岛素的来源是从牛胰脏提取，产量有限。
用化学方法人工合成胰岛素仅有科学意义而无实用价值，因为成本太高了。
现在世界医药市场上的胰岛素，已经大半是基因工程的产品了。
鼠生长激素、人生长激素、鸡卵清蛋白、人白细胞干扰素等许多种物质，也都已经可以用大肠杆菌生产。
生物制法：首先剪切胰岛素基因，再将胰岛素基因转入人的大肠杆菌内，再创造大肠杆菌裂殖的有利环境，对大肠杆菌进行大规模培养，使之产生大量的治疗糖尿病的药物——胰岛素。
基因制法: 在基因工程人胰岛素的生产过程中,一般是先表达胰岛素原,然后对胰岛素原复性,复性后的胰岛素原通过酶切得到有活性的胰岛素.其中胰岛素原的复性效率是决定最终收率的关键因素,正确折叠与错误折益胰岛素原的分子量完全相同,结构非常相似,采用RT-HPLC可对其进行分离检定. Sergeev等利用反相色谱建立了复性液中胰岛素原的检测方法.如果要对正确折叠与错误折盛胰岛素原的结构进一步说明,可将其用蛋白酶V8酶解,然后用RP-HPLC-MS作肤图谱.Damn等用S.aureus protease V8酶解胰岛素原,然后用R'FHPLC做肚谱图,并结合质谱法对重组胰岛素原的折受过程进行了监测.新胰岛素工艺提升市场超15% 行业格局将变(2009-05-22 10:57:54)糖尿病在过去十年里在全球各地发展势头十分迅猛，现在中国、印度、巴西和俄罗斯等新兴工业国也已迈入糖尿病高发国行列。
利用重组酵母菌生产人胰岛素
利用重组酵母菌生产人胰岛素摘要：利用重组酵母菌生成人胰岛素为以下流程：获得目的基因→构建重组质粒→构建基因工程菌→工程菌发酵→产物分离纯化→产品检验。
其中前三个流程为产人胰岛素酵母工程菌的构建，根据人胰岛素的氨基酸序列和酵母偏爱的密码子，采用基因半合成技术合成人胰岛素基因。
将合成的胰岛素基因克隆到pPIC9质粒，构建了毕赤(Pichia)酵母重组表达载体pPINS319，用BglII线性化后用电转化法导入毕赤酵母GSll5菌株，经过营养筛选和PCR 复筛，得到含人胰岛素基因的毕赤酵母工程菌株。
后三个流程为胰岛素的大规模发酵生产，通过补料-分批发酵获得发酵液，分离纯化后获得人胰岛素。
纯化后的重组人胰岛素产品经SDS-PAGE检测，氨基酸组成分析及小鼠惊厥实验证明制得产品为有生物活性的人胰岛素。
关键词：重组酵母；人胰岛素；发酵；纯化；鉴定Using recombinant yeast to produce human insulinHuSheng 1142043040Abstract：The proceedings of produce human insulin by recombinant yeast show as follow:get purpose gene→c onstruct the recombinant plasmid→construct the genetic engineering bacteria→fermentation of e ngineering bacterium→separation and purification of the product→identification of the product. The front three processes is building engineering bacteria of human insulin yeasts . Insulin gene was synthesized according to the amino acid sequence of human insulin and yeast preferential codons. The insulin gene was cloned in to pPIC9 vector and expression vector pPINS319 was constructed. The expression vector was digested with BgllI and then used to transform Pichia Pastoris GSll5 by electroporation. The expression analysis showed that the insulin gene w s able to expressed efficiently in Pichia Pastoris. The posterior three processes is large-scale production by fermentation.Through fed - batch fermentation getting fermentation liquor, separation and purification the fermentation liquor getting human insulin.The final products purified by supedrex 75showed one band by SDS-PAGE analysis and were identical with the native human insulin by all critetia employed.(SDS-PAGE analysis,amin acid composition analysis and bioidentity assay) Keywords：recombinant yeast;human insulin; fermentation;purification;identification 胰岛素是FDA批准的第一个用于人类的基因重组药物。
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究一、概述基因工程是一种革命性的生物技术，它允许科学家在分子水平上对生物体进行精确的操控和改造。
自从20世纪70年代基因工程技术诞生以来，它已广泛应用于医药、农业、工业等领域，为解决人类面临的诸多挑战提供了新的途径。
利用基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素是基因工程在医药领域的一个重要应用。
重组人胰岛素是一种通过基因工程技术生产的人胰岛素类似物，具有与天然人胰岛素相似的生物活性。
它主要用于治疗糖尿病等代谢性疾病，具有广阔的市场前景和重要的社会价值。
与传统的动物源胰岛素相比，重组人胰岛素具有纯度高、稳定性好、免疫原性低等优点，因此备受关注。
在大肠杆菌中发酵生产重组人胰岛素的过程涉及多个关键步骤，包括基因克隆、表达载体的构建、宿主细胞的选择、发酵条件的优化等。
通过这些步骤，可以实现重组人胰岛素的高效表达和分泌，从而生产出符合治疗要求的胰岛素产品。
本文旨在探讨基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究进展、技术原理、工艺优化以及未来的发展趋势。
通过深入了解这一领域的研究现状，可以为重组人胰岛素的生产提供理论支持和实践指导，进一步推动基因工程技术在医药领域的应用和发展。
1. 重组人胰岛素的重要性和应用背景重组人胰岛素，作为一种生物技术产品，在医学领域具有极其重要的地位。
它是通过基因工程技术，将人类胰岛素基因插入到大肠杆菌等微生物体内，使其能够生产与人体胰岛素功能相似的胰岛素。
这种胰岛素在治疗糖尿病方面发挥着至关重要的作用。
糖尿病是一种全球性的健康问题，影响着数以亿计的人口。
根据国际糖尿病联盟（IDF）的数据，全球约有62亿成年人患有糖尿病，预计到2045年这一数字将增至7亿。
糖尿病的治疗需要长期使用胰岛素，而重组人胰岛素因其与人体胰岛素的高度相似性，成为糖尿病治疗的首选药物。
重组人胰岛素的应用背景源于对胰岛素需求的不断增长。
在重组人胰岛素出现之前，糖尿病患者主要依赖从猪或牛体内提取的胰岛素进行治疗。
胰岛素制备
胰岛素制备 Prepared on 22 November 2020生物技术制药参考资料基因工程制备胰岛素一、胰岛素的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。
二、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。
三、目前，国际上生产医用重组人胰岛素(recombi—nant human insulin，rhI)的方法1、用基因工程大肠杆菌escherichia coli，E．CO一)分别发酵生产人胰岛素(human insulin，hi)的A、B链，然后经化学再氧化法，使两条链在一定条件下重新形成二硫键，得到hI。
这一方法缺点较多，目前已较少使用；2、用基因工程E．coli发酵生产人胰岛素原(hu—man peoinsulin，hPI)，后经加工形成hI。
E．coli系统表达量高，但缺点是不利于表达hI这样的小蛋白，产物易降解，故常采用融和蛋白形式将hPI连接在一个较大的蛋白质后，表达产物需经过一系列复杂的后加工才能形成有活性的hi；3、通过基因工程酵母菌发酵生产hPI，经后加工形成hI。
酵母系统下游后加工比细菌表达系统简单，但缺点是生产慢，生产周期长，且重组蛋白分泌量少(1～50 mg／L)，产量低。
因此，虽然rhI投放市场已久，但人们一直在努力寻求和探索更加有效的表达系统和高效的表达策略I2 J，尤其是对E．CO一尻表达系统的研究更是越来越深入，用E．coli系统表达hPI的策略也越来越多。
大肠杆菌生产的人胰岛素的生物活性
大肠杆菌生产的人胰岛素的生物活性
肠杆菌是原核生物，只有核糖体，只能形成多肽（肽链）。
而胰岛素是蛋白质，利用大肠杆菌等微生物表达生产胰岛素的过程中，表达产物常常形成包涵体，而不是分泌出来。
要通过变性和复性过程才能得到有活性的人胰岛素。
通过基因工程，将人胰岛素基因A、B链的人工合成基因分别组合到大肠杆菌的不同质粒上，然后再移至菌体内，这种重组质粒在大肠杆菌细胞内进行正常的复制和表达，从而使带有A、B链基因的工程菌株分别产生人胰岛素A、B链，然后再用人工的方法，在体外通过二硫键使这2条链连接成有活性的人胰岛素。
现在大都已经改为用酵母菌、昆虫培养细胞、或哺乳动物培养细胞等真核细胞作为表达载体，可以直接分泌胰岛素。
重组人胰岛素生产工艺
PCR
Ins mRNA
反转录
Ins cDNA
连接
转化大肠杆菌
酶切
二硫键
活性胰岛素
胰岛素原
重组胰岛素的质量控制
测定生物活性 效价测定
长期重复大 剂量使用
控制产品中杂质或潜在有害物质
保证产品安全性和有效性
谢谢！
➢ 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。
胰岛素的研究历史
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
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）。
提取质粒：使用细胞工程,培养大肠杆菌， 从大肠杆菌的细胞质中提取质粒，质粒 为环状。主要有如下2种方法：
（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
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 质粒。
1970s----单峰胰岛素和 单组分胰岛素
70年代末----半合成胰岛素
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简介
胰岛素(Insulin)是糖尿病，尤其是I型糖尿病的特效药物
，可以促进血液中葡萄糖的利用而降低血糖，并调节糖、脂肪及蛋白质代谢。
WHO 相关资料表明：糖尿病已成为继
心血管疾病、肿瘤之后的第 3 位主要疾病，严重威胁全人类健康，全球共有糖尿病患者 1.75亿人，中国糖尿病患
者9200 万人，已超越印度成为亚洲第一大国。
2002 年到2012 年的十年间，全球胰岛素的销售额年复合增长率达14.5%；2010年全球胰岛素药物的销售额超过145亿美元，因此胰岛素药物的开发和生产具有重大的社会效益和经济
效益。
人胰岛素是利用基因重组技术生产出来的。
是利用重组DNA 技术生产与天然胰岛素有相同的结构和功能。
可调节糖代谢，促进肝脏、骨骼和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用，促进葡萄糖转变为糖原贮存于肌肉和肝脏内，并抑制糖原异生。
❖胰岛素由A、B两个肽链组成。
人胰岛素(Insulin Human)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。
主要成份
活性成份：人胰岛素
非活性成份：甘油、间–甲酚
其结构式：
分子式：C257H338N65O77S6
分子量：5807.69
生产企业
中国通化东宝、丹麦诺和诺德、美国礼来
目前，国际上生产医用重组人胰岛素的（recombinant human insulin,rhI）方法主要有三种：
1)用基因工程大肠杆菌(E.coli)分别发酵生产人胰岛素(human
insulin，hI)的A、B链，然后经化学再氧化法，使两条链在一定
条件下重新形成二硫键，得到hI。
这一方法缺点较多，目前已
较少使用；
2)用基因工程 E.coli发酵生产人胰岛素原(human
pminsulin，hPI)，后经加工形成hI。
E.coli系统表达量高，但缺
点是不利于表达hI这样的小蛋白，产物易降解，故常采用融和
蛋白形式将hPI连接在一个较大的蛋白质后，表达产物需经过
一系列复杂的后加工才能形成有活性的hI；
3)通过基因工程酵母菌发酵生产hPI，经后加工形成hI。
酵母系统下游后加工院细菌表达系统简单，但缺点是生产慢，生产周期长，且重组蛋白分泌量少(1～50 mg/L)，产量低。
因此，虽然rhI投放市场已久，但人们一直在努力寻求和探索更加有效的表达系统和高效的表达策略，尤其是对E.coli表达系统的研究更是越来越深入，用E.coli系统表达hPI的策略也越来越多。
另一方面，在胰岛素的基因工程生产中，下游处理非常复杂，复杂的下游处理极大地降低了胰岛素的最终收率。
本研究围绕着提高重组目的蛋白表达量，筒化下游处理过程等方面进行探索，建立了一套经过优化的高效完整的基因工程E.coli 发酵表达(His)6-Arg-Arg-人胰岛素原[(His)6-Arg-Arg-human proinsulin，RRh-PI] ，后加工成hl的制备工艺。
4)医用的胰岛素主要有两种，一种是从动物脏器中生化提取的动物胰岛素，如猪胰岛素、牛胰岛素等，动物脏器中生化提取产量低、成本高（100公斤动物胰腺只能提取4-5克胰岛素，一个病人所需胰岛素要从40头牛或50头猪的胰腺中提取）、纯度低，疗效差；一种是通过基因工程手段的人胰岛素，基因重组人胰岛素纯度高、疗效好
美国的E 1 i L i l l y和丹麦的No v o是目前向
市场供应基因工程人胰岛素的主要厂家，他们
分别研究和利用大肠杆菌和酵母生产人胰岛
素。
这两个系统各有利弊，一般讲．大肠杆菌系
统表达效率高，但后处理较难：酵母系统表达量
虽然比较低．对表达产物的处理较简便。
关键。