核酸类药物ppt精选课件
合集下载
第五章 核酸药物的分离ppt课件
4电场强度的影响低电压下dna迁移率与电压成正比电压增大时不同大小结构和电荷量的dna片段的迁移率增大的比例不同故其分离范围也是不同的55电场方向电场方向通过电场方向周期性的改变使不同通过电场方向周期性的改变使不同dnadna分子分离开来其实其并未改变迁移率分子分离开来其实其并未改变迁移率只是利用了这种方法来分离不同片段的只是利用了这种方法来分离不同片段的dnadna66碱基的组成和温度碱基的组成和温度琼脂糖凝胶对琼脂糖凝胶对dnadna碱基组成和温度的敏感碱基组成和温度的敏感性极低性极低7荧光标记染料荧光标记染料sybrgoldsybrgold其与其与dnadna结合的亲和力高结合的亲和力高sybrgoldsybrgolddnadna复合物产生光子的量是复合物产生光子的量是ebebdnadna复合物的复合物的10001000多倍多倍溴化乙锭溴化乙锭使迁移率降低使迁移率降低88缓冲液缓冲液实为离子强度的改变实为离子强度的改变在没有离子存在时在没有离子存在时如误用蒸馏水配制凝胶如误用蒸馏水配制凝胶电导率最小电导率最小dnadna几乎不移动几乎不移动在高离子强度在高离子强度的缓冲液中的缓冲液中如误加如误加1010电泳缓冲液电泳缓冲液则电导则电导很高并明显产热很高并明显产热严重时会引起凝胶熔化或严重时会引起凝胶熔化或dnadna变性
第五章 核酸药物的分离
5.2核酸药物分离
分离核酸的原则 1 保持核酸分子一级结构的完整性
2. 防止核酸的生物降解
2
分离提取核酸的主要步骤
细胞的破碎 核蛋白的解聚、变性蛋白的去除 核酸的沉淀 核酸的浓度测定 核酸的保存
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
5.2.1盐析法及沉淀法 特点：应用广，设备简单，沉淀易于过滤 原理： 1破坏了核酸和蛋白质分子间的氢键和盐键， 从而分开 2利用试剂选择性的沉淀蛋白质分子，和浓缩 核酸，从而分离
第五章 核酸药物的分离
5.2核酸药物分离
分离核酸的原则 1 保持核酸分子一级结构的完整性
2. 防止核酸的生物降解
2
分离提取核酸的主要步骤
细胞的破碎 核蛋白的解聚、变性蛋白的去除 核酸的沉淀 核酸的浓度测定 核酸的保存
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
5.2.1盐析法及沉淀法 特点：应用广，设备简单，沉淀易于过滤 原理： 1破坏了核酸和蛋白质分子间的氢键和盐键， 从而分开 2利用试剂选择性的沉淀蛋白质分子，和浓缩 核酸，从而分离
13(2)核酸、酶类药物
加5％S DS 溶液至1/1 0体积
粗品DNA加水溶解 搅拌1h，离心1h
Na Cl 至1M 冷乙醇
DNA沉淀
上清液
二．核苷酸的制备
• 酶解法：从DAN,RNA经酶或化学降解的方 法制备
• 发酵法：选育某种特定遗传性状的菌种经 发酵法生产
• 半合成法：核苷经化学方法磷酸化生产核苷酸
（一 ）酶解法及碱水解法制备核苷酸
• GMP不被分解（分解能力微弱） • GMP合成酶活力要强（抗生素激动剂抗狭霉素或德夸菌
素强化其活性） • 增加细胞通透性（在Mn2＋过量的培养基中需添加表面活
性剂改变通透性） • 供给NH4+维持培养基PH7.5－8.0
（三）半合成法制备核苷酸
发酵法生产核苷成本低，产率高，工业生 产的呈味核苷酸一半左右是由发酵法生产核苷后 经提取精制后，直接在5’－羟基上磷酸化
1.酶解法制备脱氧核苷酸
酶解法: DNA或RNA为原料制备5′－核苷酸
常用的酶：橘青霉产生的5′－磷酸二酯酶
橘青霉 压滤 培养液 除菌体
酶液
DNA溶液【酶解】酶解液
加热、调pH9.0 过滤
DNA降解液
【离子交换】 分部洗脱 脱氧核苷酸
吸附于氯型阴离子树脂
(dCMP、dAMP、dTMP、dGMP)
RNA 降解 进一步分离 戊糖核苷酸
取RNA配成3％～3.5％的水溶液，加氢氧化 钠达0.3mol/L浓度，升温38℃，保温16-20 小时，用6mol/L盐酸中和至pH7.0，从RNA 水解成2’，3’－核苷酸，降解率达95％以上
发酵法生产核苷酸
产氨短杆菌发酵生产肌苷酸（IMP） 腺嘌呤营养缺陷型嘌呤核苷酸生物合成途径和代谢调控
[课件]第16章 反义核酸类药物PPT
![[课件]第16章 反义核酸类药物PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/dcc1e872f01dc281e53af039.png)
反义核酸技术（antisense nucleic acids technology) 是根据
核酸杂交原理设计的，以选择性地抑制特定基因表达为目的的
一类核酸研究新技术 包括反义RNA(asRNA)、反义DNA(asDNA) 、核酶(Rz)
反义核酸的基本原理
绝大多数DNA由两条碱基互补的单链组成，生物信息以核苷酸 不同排列顺序编码在DNA链上，基因组形成单顺反子结构
在DNA双链上被转录为RNA的链为正义链，与其相对应的链为 反义链 精心设计一段寡核苷酸与正义链互补，一般由 7到30个核苷酸组 成，将会阻断基因转录；或将含有反义序列的载体导入细胞内， 干扰特定基因表达 利用这一原理可以在基因位点、前体mRNA、 mRNA及蛋白水 平，通过干扰特定基因功能限制细胞增殖、分化和凋亡
反义RNA的临床作用
抗病毒：
将特定的病毒基因反向插入到表达性载体中，以构建反义 RNA 表达载体
再将重组体导入真核细胞(病毒宿主细胞)中表达特异性反义 RNA 从而抑制特异有害基因的表达或抑制病毒复制（疱疹病毒、流 感病毒、人类免疫缺陷病毒） 抗肿瘤： 设计出针对肿瘤细胞的癌基因、突变基因、非正常表达基因及 某些肿瘤相关病毒的癌基因反义RNA 以阻断这些有害基因的表达，达到治疗肿瘤的目的
反义RNA的应用（一）
治疗方法
根据已知癌基因的核苷酸序列合成反义RNA 相应的反义寡聚核苷酸与肿瘤癌基因活化表达的 mRNA的起始翻译位 点结合成RNA/RNA双链体 双链体阻止启动子与核糖体结合，或核糖体沿 mRNA上移，抑制翻译
反义RNA的应用（二）
反义RNA的应用（二）
反义RNA的应用（二）
MOLECULAR DIAGNOSTICS
核酸类药物
已经在临床上应用的抗病毒核苷酸类药物有以下一 些品种：氮杂鸟嘌呤、巯嘌呤、6一氯嘌呤、氟胞 嘧啶、氟尿嘧啶、呋喃氟尿嘧啶、氟苷、阿糖胞苷、 环胞苷、肌苷二醛、异丙基苷、脱氧巯鸟苷、环腺 苷酸、聚肌胞等。
精品文档
反义核酸技术（简称反义技术）
利用这一技术研制的药物称为反义药物，根据核酸 杂交原理，反义药物能与特定基因杂交，在基因水 平干扰致病蛋白的产生过程，及干扰遗传信息从核 酸向蛋白质的传递。
精品文档
四、多核苷酸 二核苷酸类：有辅酶I(COⅠ)、辅酶Ⅱ(COⅡ)、黄素
腺嘌呤二核苷酸(FAD)等； 多核苷酸类：有聚肌胞苷酸(Poly I：C)、聚腺尿苷酸
(PolyA：U)、转移因子(TF)、核糖核酸(RNA)、脱 氧核糖核酸(DNA)、核酸等。
精品文档
依据核酸类药物及其衍生物的性质和功能分两类： 一类为具有天然结构的核酸类物质，缺乏这类物
传统药物主要是直接作用于致病蛋白本身，而反义 药物则作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于 多种疾病的防治。
精品文档
反义核酸作为药物与常规药物相比有两个显著特点： ①有关疾病的靶基因mRNA序列是已知的，因此，
设计合理特异性的反义核酸比较容易； ②反义寡核苷酸与靶基因能通过碱基配对原理发生
特异和有效的结合，从而调节基因的表达。它的缺 点是天然的寡核苷酸难以进入细胞内，而一旦进入 又易被胞内核酸酶水解，很难直接用于治疗。
精品文档
第一节 核酸类药物的分类
依据核酸类药物及其衍生物的化学结构和组成分四 大类： 碱基及其衍生物 核苷及其衍生物 核苷酸及其衍生物 多核苷酸
精品文档
一、核酸碱基及其衍生物 多数是经过人工化学修饰的碱基衍生物。 主要有赤酮嘌呤(Eritadenine)、硫代鸟嘌呤
精品文档
反义核酸技术（简称反义技术）
利用这一技术研制的药物称为反义药物，根据核酸 杂交原理，反义药物能与特定基因杂交，在基因水 平干扰致病蛋白的产生过程，及干扰遗传信息从核 酸向蛋白质的传递。
精品文档
四、多核苷酸 二核苷酸类：有辅酶I(COⅠ)、辅酶Ⅱ(COⅡ)、黄素
腺嘌呤二核苷酸(FAD)等； 多核苷酸类：有聚肌胞苷酸(Poly I：C)、聚腺尿苷酸
(PolyA：U)、转移因子(TF)、核糖核酸(RNA)、脱 氧核糖核酸(DNA)、核酸等。
精品文档
依据核酸类药物及其衍生物的性质和功能分两类： 一类为具有天然结构的核酸类物质，缺乏这类物
传统药物主要是直接作用于致病蛋白本身，而反义 药物则作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于 多种疾病的防治。
精品文档
反义核酸作为药物与常规药物相比有两个显著特点： ①有关疾病的靶基因mRNA序列是已知的，因此，
设计合理特异性的反义核酸比较容易； ②反义寡核苷酸与靶基因能通过碱基配对原理发生
特异和有效的结合，从而调节基因的表达。它的缺 点是天然的寡核苷酸难以进入细胞内，而一旦进入 又易被胞内核酸酶水解，很难直接用于治疗。
精品文档
第一节 核酸类药物的分类
依据核酸类药物及其衍生物的化学结构和组成分四 大类： 碱基及其衍生物 核苷及其衍生物 核苷酸及其衍生物 多核苷酸
精品文档
一、核酸碱基及其衍生物 多数是经过人工化学修饰的碱基衍生物。 主要有赤酮嘌呤(Eritadenine)、硫代鸟嘌呤
抗病毒药药物化学ppt课件
尚无金刚烷胺的代谢产物的报道
8
Ribavirin
三氮唑核苷，病毒唑
O H2N
3 2N
N
4
N1
1-β-D-呋喃核糖基-1H-1，2， 4-三氮唑-3-羧酰胺
HO O
1
OH
OH
9
1-β-D-ribofuranosyl- 1H-1,2,4-triazole-3-carboxamide
利巴韦林（Ribavirin）于1972年由美国加州核酸研究所 首先报道。该研究所J.T.Witkowski等人发现核糖核苷抗 生素吡唑呋喃菌素、间型霉素和焦土霉素除了有抗菌活性 外，在体外还有一定的抗病毒活性，但是其抗病毒活性不 高或抗病毒谱很窄。
NH2
HO
N3
HO O
胸腺嘧啶(T)用腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、 N 胞嘧啶(C)取代仍有活性，用尿嘧啶 (U) 取代无活性 O N
HO O
O
齐多夫定 Zidovudine(AZT) 取代基活性 F>NH2>H>N3，
硫、磺酰基取代形成醚键 或氧桥活性大为降低 O
HN HO O O N
去羟肌苷 N3Didansine(ddI)
DNA链的3′末端时，不能再进行5′-3′磷酸二
酯键的结合，终止了病毒DNA链的延长。
AZTTP对HIV-1逆转录酶的亲和力比细胞
DNA聚合酶强100倍，故其抗病8
O
酯化、醚化后活性降低或消失， HN NH2、F取代后活性保持
HO O O N
O O HN HN
N N N O N
合成，使病毒复制与传播受抑制。X-射线晶体衍射也表明， 毒、甲肝病毒、腺病毒等多种 RNA和DNA病毒
核酸类药物ppt课件
主要用于病毒性角膜炎、单纯疱疹、慢性病
毒性肝炎的辅助治疗。
-
18
-
19
适用于绒毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、急性淋巴细 胞白血病及急性非淋巴细胞白血病、慢性粒细胞 白血病的急变期。
-
12
【不良反应】 ①骨髓抑制：较常见； ②肝脏损害：可致胆汁郁积出现黄疸； ③消化系统：恶心、呕吐、食欲减退、腹
泻和口腔炎，但较少发生； ④高尿酸血症：多见于白血病治疗初期，
严重的可发生尿酸性肾病。
核酸药物中另一类为裸DNA基因疫苗 与基因药物，它们是将具有预防和治 疗疾病的功能基因与真核表达载体重 组，将此重组DNA导入人体细胞，使 其表达活性的多肽或蛋白质，产生免 疫或治疗作用。
-
10
第二节 核酸类药物各论
-
11
一、碱基及其衍生物 巯嘌呤（6-巯基嘌呤）
【作用与用途】
属于抑制嘌呤合成的细胞周期特异性药物，化学 结构与次黄嘌呤相似，能竞争性地抑制次黄嘌呤 的转变过程，在抗肿瘤方面拥有较大市场。
（一）碱基及其衍生物
多数是经过人工化学修饰的碱基衍生 物，主要有巯嘌呤、氟尿嘧啶等。
-
4
（二）核苷及其衍生物
1.腺苷类:阿糖腺苷等。 2.尿苷类:碘苷等。 3.胞苷类:阿糖胞苷等。 4.肌苷类:肌苷等。 5.脱氧核苷类:氮杂脱氧胞苷等。
-
5
（三）核苷酸及其衍生物
1.单核苷酸类:有腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP)、肌苷酸 (IMP)、环腺苷酸(cAMP)、双腺苷酸、辅酶A等。
第十一章 核酸类药物-1第一节 核 Nhomakorabea类药物概述
核酸由核苷酸组成； 核苷酸由碱基、戊糖和磷酸三部分
组成； 戊糖与碱基组成的单元叫核苷。
抗病毒药物ppt课件
1. 它们结合于逆转录酶活性区域附近，改变逆转录酶构象而抑制该酶活性。 2. 此类药物的作用机制相似，有关毒性作用和耐药性产生方面也相近。大
多此类药物尚在临床试验观察阶段。 3. 此类药物的特点有：
①不需要磷酸化； ②仅对HIV-1有效，对HIV-2无效； ③对肝药酶有抑制作用，易引起药物相互作用； ④易出现耐药性，且本类药物间有交叉耐药现象。
41
扎那米韦 药物代谢动力学
1. 临床一般采用鼻内用药或干粉吸入用药。 2. 干粉吸入滞留在口咽部和下呼吸道的量分别约为80％和15％。吸
入用药的吸收率＜20％，吸入10 mg后血浆药物浓度约为35 ～100 ng/mL。 3. 约90％的代谢物从尿中排出体外。 4. 口服吸收率低（约5％），故口服无效。
20
（一）核苷类逆转录酶抑制药
齐多夫定 地丹诺辛 拉米夫定 斯塔夫定 扎西他宾
21
抗病毒作用机制
此类药物一般首先必须在宿主细胞浆内的某些激酶的作用下发 生磷酸化，最终形成活性药物—三磷酸核苷类似物。继而作为酶 的底物产生以下作用： ①竞争性抑制病毒逆转录酶。 ②掺入病毒DNA链中，终止病毒DNA链的延长。
24
齐多夫定 临床应用
ZDV为治疗HIV感染的首选药，可减轻或缓解AIDS相关 症状，减缓疾病进展，延长AIDS病人生存期。
为增强疗效、防止或延缓耐药性产生，临床上须与其他抗 HIV药合用。
25
齐多夫定 不良反应
1. 可引起骨髓抑制，表现为白细胞或红细胞减少、贫血，发生率与 用药剂量和疗程有关，多发生在连续用药6～8周。
（金刚烷胺）、抑制核酸合成药（嘌呤或嘧啶核苷类似药、逆转录 酶抑制药）、抑制蛋白质合成药（干扰素）、干扰蛋白质合成后修 饰药（蛋白酶抑制药）、干扰组装药（干扰素、金刚烷胺）、抑制 病毒释放药（神经酰胺酶抑制药）等。
多此类药物尚在临床试验观察阶段。 3. 此类药物的特点有：
①不需要磷酸化； ②仅对HIV-1有效，对HIV-2无效； ③对肝药酶有抑制作用，易引起药物相互作用； ④易出现耐药性，且本类药物间有交叉耐药现象。
41
扎那米韦 药物代谢动力学
1. 临床一般采用鼻内用药或干粉吸入用药。 2. 干粉吸入滞留在口咽部和下呼吸道的量分别约为80％和15％。吸
入用药的吸收率＜20％，吸入10 mg后血浆药物浓度约为35 ～100 ng/mL。 3. 约90％的代谢物从尿中排出体外。 4. 口服吸收率低（约5％），故口服无效。
20
（一）核苷类逆转录酶抑制药
齐多夫定 地丹诺辛 拉米夫定 斯塔夫定 扎西他宾
21
抗病毒作用机制
此类药物一般首先必须在宿主细胞浆内的某些激酶的作用下发 生磷酸化，最终形成活性药物—三磷酸核苷类似物。继而作为酶 的底物产生以下作用： ①竞争性抑制病毒逆转录酶。 ②掺入病毒DNA链中，终止病毒DNA链的延长。
24
齐多夫定 临床应用
ZDV为治疗HIV感染的首选药，可减轻或缓解AIDS相关 症状，减缓疾病进展，延长AIDS病人生存期。
为增强疗效、防止或延缓耐药性产生，临床上须与其他抗 HIV药合用。
25
齐多夫定 不良反应
1. 可引起骨髓抑制，表现为白细胞或红细胞减少、贫血，发生率与 用药剂量和疗程有关，多发生在连续用药6～8周。
（金刚烷胺）、抑制核酸合成药（嘌呤或嘧啶核苷类似药、逆转录 酶抑制药）、抑制蛋白质合成药（干扰素）、干扰蛋白质合成后修 饰药（蛋白酶抑制药）、干扰组装药（干扰素、金刚烷胺）、抑制 病毒释放药（神经酰胺酶抑制药）等。
核酸类药物课件
例二: 鸟苷2mmol／L悬浮于5ml磷酸三甲酯中，温度 控制0℃，添加氯化氧磷6mmol／L，水2mmo/L，反 应6h，5＇-GMP摩尔产率达90%。
三、核苷的制备 本节叙述核苷的化学法和发酵法生产。 （－）RNA化学水解法制备核苷 1. 核苷生产工艺流程 RNA经甲酰胺化学水解制备核苷
（－）RNA化学水解法制备核苷 1. 核苷生产工艺流程（图14·8）
（二）发酵法生产核苷
发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成果， 产率高，周期短，控制容易，产量大。用发酵法生产各种 核苷的菌株有着许多共同特点:
①它们都使用磷酸单酯酶活力很强的枯草芽孢杆菌或短小 芽抱杆菌为诱变出发菌株；
②它们都是通过使用物理或化学诱变方法选育出在遗传性 状上具有特定标记的诱变菌；
4．菌体自溶法生产核苷酸
磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNA 可产生5′-核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法 生产5‘-核苷酸。
（1）菌体自溶法生产核苷酸工艺流程:
5. 碱水解法生产2＇，3＇-混合核苷酸
RNA结构中的磷酸二酯键对于碱性条件不稳定， 很容易生成2′，3-环状磷酸酯，此环状磷酸酯对碱更 不稳定，很易加水分解生成2＇，3＇-混合核苷酸。 取RNA配成3％～3.5%的水溶液，加氢氧化钠达 0.3mol／L浓度，升温至38℃，保温16～20小时，用 6mol／L盐酸中和至pH7.0，从RNA水解成2′，3＇核苷酸的降解率达95％以上，将2′，3＇-混合核苷酸 制成每片含50～100mg的片剂，经临床使用，对非特 异性血小板减少症、对白血球减少症、癌肿的化疗 和放疗后的升白血球均有较好疗效。
（二）生产工艺 1．以5＇－CMP为原料的合成法 （1）工艺路线:
2.工艺过程：
三、核苷的制备 本节叙述核苷的化学法和发酵法生产。 （－）RNA化学水解法制备核苷 1. 核苷生产工艺流程 RNA经甲酰胺化学水解制备核苷
（－）RNA化学水解法制备核苷 1. 核苷生产工艺流程（图14·8）
（二）发酵法生产核苷
发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成果， 产率高，周期短，控制容易，产量大。用发酵法生产各种 核苷的菌株有着许多共同特点:
①它们都使用磷酸单酯酶活力很强的枯草芽孢杆菌或短小 芽抱杆菌为诱变出发菌株；
②它们都是通过使用物理或化学诱变方法选育出在遗传性 状上具有特定标记的诱变菌；
4．菌体自溶法生产核苷酸
磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNA 可产生5′-核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法 生产5‘-核苷酸。
（1）菌体自溶法生产核苷酸工艺流程:
5. 碱水解法生产2＇，3＇-混合核苷酸
RNA结构中的磷酸二酯键对于碱性条件不稳定， 很容易生成2′，3-环状磷酸酯，此环状磷酸酯对碱更 不稳定，很易加水分解生成2＇，3＇-混合核苷酸。 取RNA配成3％～3.5%的水溶液，加氢氧化钠达 0.3mol／L浓度，升温至38℃，保温16～20小时，用 6mol／L盐酸中和至pH7.0，从RNA水解成2′，3＇核苷酸的降解率达95％以上，将2′，3＇-混合核苷酸 制成每片含50～100mg的片剂，经临床使用，对非特 异性血小板减少症、对白血球减少症、癌肿的化疗 和放疗后的升白血球均有较好疗效。
（二）生产工艺 1．以5＇－CMP为原料的合成法 （1）工艺路线:
2.工艺过程：
核酸类药物
生物制药工艺学——核酸类药物
核酸类药物 基本概况 核苷酸生产工艺 三磷酸腺苷生产工艺
2013-9-22
1
生物制药工艺学——核酸类药物 概 述
核酸类药物分为两类：一类为具有天然结构的核酸类物质, 这类药 物已广泛用于放射病、血小板减少症、白细胞减少症、慢性肝炎、心 血管疾病等，属于这一类的核酸类药物有ATP、辅酶A、脱氧核苷酸 等。第二类为天然结构碱基、核苷、核苷酸结构类似物或聚合物，这 类药物是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病的重要手段，也是产生干 扰素、免疫抑制的临床药物，主要有三氟胸苷、叠氮胸苷、阿糖腺苷 等。 反义核酸技术及反义药物：反义技术是用人工合成的或生物中自然存 在的寡聚核苷酸片断（反义DNA和反义RNA），结合目标基因或mRNA 特定序列(靶核酸)，从而有效地抑制或封闭基因的转录与翻译。 反义药物能与特定基因杂交，在基因水平干扰致病蛋白的产生过程， 即干扰遗传信息从核酸向蛋白质的传递。
2013-9-22 5
生物制药工艺学——核酸类药物
三磷酸腺苷生产工艺
三磷酸腺苷是体内广泛存在的辅酶，是体内组织细胞所需
能量的主要来源，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需 ATP参与。ATP经腺苷酸环化酶催化形成环磷酸腺苷(cAMP) ，是细胞内的生物活性物质，对细胞许多代谢过程有重要的 调节作用。 ATP为蛋白质、糖原、卵磷脂、尿素等的合成提供能量， 促使肝细胞修复和再生，增强肝细胞代谢活性，对治疗肝病 有较大针对性。但外源性ATP不易进入细胞，且与体内需要
7.2。 ②发酵培养 培养温度30℃，36h，投入腺嘌呤，加尿素、氢氧化钠和氨， 控制pH。通风量1：0.5v／(v· min)。 ③提取、精制 发酵液加热使酶失活后，调节pH3—3.5，过滤，分离除去 菌体，上清液通过769活性炭柱吸附，用氨醇溶液洗脱，洗脱液再用CL型阴离子交换树脂吸附ATP，经氯化钠—盐酸液洗脱．洗脱液经核酸类药物
核酸类药物 基本概况 核苷酸生产工艺 三磷酸腺苷生产工艺
2013-9-22
1
生物制药工艺学——核酸类药物 概 述
核酸类药物分为两类：一类为具有天然结构的核酸类物质, 这类药 物已广泛用于放射病、血小板减少症、白细胞减少症、慢性肝炎、心 血管疾病等，属于这一类的核酸类药物有ATP、辅酶A、脱氧核苷酸 等。第二类为天然结构碱基、核苷、核苷酸结构类似物或聚合物，这 类药物是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病的重要手段，也是产生干 扰素、免疫抑制的临床药物，主要有三氟胸苷、叠氮胸苷、阿糖腺苷 等。 反义核酸技术及反义药物：反义技术是用人工合成的或生物中自然存 在的寡聚核苷酸片断（反义DNA和反义RNA），结合目标基因或mRNA 特定序列(靶核酸)，从而有效地抑制或封闭基因的转录与翻译。 反义药物能与特定基因杂交，在基因水平干扰致病蛋白的产生过程， 即干扰遗传信息从核酸向蛋白质的传递。
2013-9-22 5
生物制药工艺学——核酸类药物
三磷酸腺苷生产工艺
三磷酸腺苷是体内广泛存在的辅酶，是体内组织细胞所需
能量的主要来源，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需 ATP参与。ATP经腺苷酸环化酶催化形成环磷酸腺苷(cAMP) ，是细胞内的生物活性物质，对细胞许多代谢过程有重要的 调节作用。 ATP为蛋白质、糖原、卵磷脂、尿素等的合成提供能量， 促使肝细胞修复和再生，增强肝细胞代谢活性，对治疗肝病 有较大针对性。但外源性ATP不易进入细胞，且与体内需要
7.2。 ②发酵培养 培养温度30℃，36h，投入腺嘌呤，加尿素、氢氧化钠和氨， 控制pH。通风量1：0.5v／(v· min)。 ③提取、精制 发酵液加热使酶失活后，调节pH3—3.5，过滤，分离除去 菌体，上清液通过769活性炭柱吸附，用氨醇溶液洗脱，洗脱液再用CL型阴离子交换树脂吸附ATP，经氯化钠—盐酸液洗脱．洗脱液经核酸类药物
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
肌苷类：有肌苷、肌苷二醛(IDA)、异丙肌苷(Inosiplex) 脱氧核苷类：有氮杂脱氧胞苷(5-Aza-2’-deoxycytidine)、
脱氧硫鸟苷、三氟胸苷
.
三、核苷酸及其衍生物 单核苷酸类：有腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP)、肌苷
酸(IMP)、环腺苷酸(cAMP)、双丁酰环腺苷酸(DBC)、 辅酶A(CoA)等； 核苷二磷酸类：有尿二磷葡萄糖(UDPG)、胞二磷胆碱 (CDP-Choline)等； 核苷三磷酸类：有腺三磷(ATP)、胞三磷(CTP)、尿三 磷(UTP)、鸟三磷(GTP)等； 核苷酸类混合物：有5’-核苷酸、2’，3’-核苷酸、脱氧 核苷酸、核酪等。
质会使机体代谢失调，发生病态，提供这类物质， 有助于改善机体的物质代谢和能量平衡，加速受 损组织的修复. 临床上已广泛应用于放射病、血小板减少症、白 细胞减少症、慢性肝炎、心血管疾病等。 属于这一类的核酸药物有ATP、辅酶A、脱氧核 苷酸、CTP、UTP、腺苷、混合核苷酸、辅酶I等。
.
第二类为天然碱基、核苷、核苷酸结构类似物或聚 合物，这一类核酸类药物是当今人类治疗病毒、肿 瘤、艾滋病等的重要手段，也是产生干扰素、免疫 抑制的临床药物。
已经在临床上应用的抗病毒核苷酸类药物有以下一 些品种：氮杂鸟嘌呤、巯嘌呤、6一氯嘌呤、氟胞 嘧啶、氟尿嘧啶、呋喃氟尿嘧啶、氟苷、阿糖胞苷、 环胞苷、肌苷二醛、异丙基苷、脱氧巯鸟苷、环腺 苷酸、聚肌胞等。
.
反义核酸技术（简称反义技术）
利用这一技术研制的药物称为反义药物，根据核酸 杂交原理，反义药物能与特定基因杂交，在基因水 平干扰致病蛋白的产生过程，及干扰遗传信息从核 酸向蛋白质的传递。
第五章 核酸类药物
.
1868年瑞士青年生化学家米歇尔(Miescher)，在用 胃蛋白酶分解细胞蛋白质的时候，发现酶不能分 解细胞核。经过化学分析，细胞核主要是由含磷 的物质构成的，它的性质又不同于蛋白质，起名 叫核素，20年以后，人们发现这种物质是强酸， 改称为核酸。
德国生化学家科赛尔(Kossel)第一个系统地研究了 核酸的分子结构，从核酸的水解物中，分离出一 些含氮的化合物，命名为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶、胸腺嘧啶，科赛尔因此获得了1910年的诺贝 尔医学与生理学奖。
.
约经过半个世纪，生化学家托德(Todd)把3个“元 件”比较简单的碎片，相互连接组合起来，称核苷 酸，再小心地把各种核苷酸连结起来，而获得了 1957年的诺贝尔化学奖。
英国物理学家克里克(Crick)和美国生化学家沃森 (Watson)则划时代地提出核酸分子模型，揭开了研 究核酸的崭新序幕。
传统药物主要是直接作用于致病蛋白本身，而反义 药物则作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于 多种疾病的防治。
.
反义核酸作为药物与常规药物相比有两个显著特点： ①有关疾病的靶基因mRNA序列是已知的，因此，
设计合理特异性的反义核酸比较容易； ②反义寡核苷酸与靶基因能通过碱基配对原理发生
特异和有效的结合，从而调节基因的表达。它的缺 点是天然的寡核苷酸难以进入细胞内，而一旦进入 又易被胞内核酸酶水解，很难直接用于治疗。
.
二、核苷及其衍生物
依据形成核苷的碱基或核糖的不同分为： 腺苷类：有腺苷、肌浸膏、核脉通、腺苷甲硫氨酸
(SAM)、辅酶型维生素B12(Co-B12)、腺苷二醛、巯 苷、嘌呤霉素(Puromycin) 尿苷类：有尿苷、氮杂尿苷(Azauridine)、碘苷、氟苷、 溴苷
胞苷类：有环胞苷(Cyclo-C)、氟环胞苷(AAFC)、氮杂 胞苷(Azacyti-dine)
.
此外，21世纪人类基因组的创建，也将预示着核 酸研究与应用的新的里程碑的到来。以此为契机， 蛋白质组学，基因组学得到了迅速发展，基因芯 片，质谱，2D电泳技术得到了广泛应用。
世界各国对核酸的研究和应用是非常活跃的，新 的发现一个接一个的涌现出来，应用于临床的核 酸及其衍生物类生化药物愈来愈多，并初步形成 了核酸生产工业。对制药来说，可以利用合成核 糖核酸的方法来研究、设计、生产治疗多种严重 疾病的新生化药物。
.
Fomivirsen是全球批准上市的第一个反义药物，1998 年已被美国FDA批准上市，用于二线治疗AIDS所致 的巨细胞病毒(CMV)视网膜炎。
.
核酸疫苗（又称基因疫苗或基因免疫） 是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直
接导人动物细胞内，并通过宿主细胞的转录系统合 成抗原蛋白质，诱导宿主产生对该抗原蛋白质的免 疫应答以达到防病治病的目的。 核酸疫苗DNA疫苗为目前尚无满意疗法的某些疾病 (如慢性病毒性肝炎、疟疾、艾滋病)提供一种新的 治疗途径。
.Leabharlann 四、多核苷酸 二核苷酸类：有辅酶I(COⅠ)、辅酶Ⅱ(COⅡ)、黄素
腺嘌呤二核苷酸(FAD)等； 多核苷酸类：有聚肌胞苷酸(Poly I：C)、聚腺尿苷酸
(PolyA：U)、转移因子(TF)、核糖核酸(RNA)、脱 氧核糖核酸(DNA)、核酸等。
.
依据核酸类药物及其衍生物的性质和功能分两类： 一类为具有天然结构的核酸类物质，缺乏这类物
.
第二节 核酸类药物的性质
一、理化性质 RNA和核苷酸的纯品都呈白色粉末或结晶，DNA
则为白色类似石棉样的纤维状物。除肌苷酸、鸟 苷酸具有鲜味外，核酸和核苷酸大都呈酸味。 DNA、RNA和核苷酸都是极性化合物，一般都溶 于水，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，它们的钠 盐比游离酸易溶于水。
.
相对分子质量在100万以上的DNA在水中为l0g/L 以上时，呈黏性胶体溶液。
.
第一节 核酸类药物的分类
依据核酸类药物及其衍生物的化学结构和组成分四 大类： 碱基及其衍生物 核苷及其衍生物 核苷酸及其衍生物 多核苷酸
.
一、核酸碱基及其衍生物 多数是经过人工化学修饰的碱基衍生物。 主要有赤酮嘌呤(Eritadenine)、硫代鸟嘌呤
(Thioguanine)、巯嘌呤(Mercap-topurine)、氯嘌呤 (Choropurine)、乳清酸、氟胞嘧啶(Flucytosine)、 氟尿嘧啶等。
脱氧硫鸟苷、三氟胸苷
.
三、核苷酸及其衍生物 单核苷酸类：有腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP)、肌苷
酸(IMP)、环腺苷酸(cAMP)、双丁酰环腺苷酸(DBC)、 辅酶A(CoA)等； 核苷二磷酸类：有尿二磷葡萄糖(UDPG)、胞二磷胆碱 (CDP-Choline)等； 核苷三磷酸类：有腺三磷(ATP)、胞三磷(CTP)、尿三 磷(UTP)、鸟三磷(GTP)等； 核苷酸类混合物：有5’-核苷酸、2’，3’-核苷酸、脱氧 核苷酸、核酪等。
质会使机体代谢失调，发生病态，提供这类物质， 有助于改善机体的物质代谢和能量平衡，加速受 损组织的修复. 临床上已广泛应用于放射病、血小板减少症、白 细胞减少症、慢性肝炎、心血管疾病等。 属于这一类的核酸药物有ATP、辅酶A、脱氧核 苷酸、CTP、UTP、腺苷、混合核苷酸、辅酶I等。
.
第二类为天然碱基、核苷、核苷酸结构类似物或聚 合物，这一类核酸类药物是当今人类治疗病毒、肿 瘤、艾滋病等的重要手段，也是产生干扰素、免疫 抑制的临床药物。
已经在临床上应用的抗病毒核苷酸类药物有以下一 些品种：氮杂鸟嘌呤、巯嘌呤、6一氯嘌呤、氟胞 嘧啶、氟尿嘧啶、呋喃氟尿嘧啶、氟苷、阿糖胞苷、 环胞苷、肌苷二醛、异丙基苷、脱氧巯鸟苷、环腺 苷酸、聚肌胞等。
.
反义核酸技术（简称反义技术）
利用这一技术研制的药物称为反义药物，根据核酸 杂交原理，反义药物能与特定基因杂交，在基因水 平干扰致病蛋白的产生过程，及干扰遗传信息从核 酸向蛋白质的传递。
第五章 核酸类药物
.
1868年瑞士青年生化学家米歇尔(Miescher)，在用 胃蛋白酶分解细胞蛋白质的时候，发现酶不能分 解细胞核。经过化学分析，细胞核主要是由含磷 的物质构成的，它的性质又不同于蛋白质，起名 叫核素，20年以后，人们发现这种物质是强酸， 改称为核酸。
德国生化学家科赛尔(Kossel)第一个系统地研究了 核酸的分子结构，从核酸的水解物中，分离出一 些含氮的化合物，命名为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶、胸腺嘧啶，科赛尔因此获得了1910年的诺贝 尔医学与生理学奖。
.
约经过半个世纪，生化学家托德(Todd)把3个“元 件”比较简单的碎片，相互连接组合起来，称核苷 酸，再小心地把各种核苷酸连结起来，而获得了 1957年的诺贝尔化学奖。
英国物理学家克里克(Crick)和美国生化学家沃森 (Watson)则划时代地提出核酸分子模型，揭开了研 究核酸的崭新序幕。
传统药物主要是直接作用于致病蛋白本身，而反义 药物则作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于 多种疾病的防治。
.
反义核酸作为药物与常规药物相比有两个显著特点： ①有关疾病的靶基因mRNA序列是已知的，因此，
设计合理特异性的反义核酸比较容易； ②反义寡核苷酸与靶基因能通过碱基配对原理发生
特异和有效的结合，从而调节基因的表达。它的缺 点是天然的寡核苷酸难以进入细胞内，而一旦进入 又易被胞内核酸酶水解，很难直接用于治疗。
.
二、核苷及其衍生物
依据形成核苷的碱基或核糖的不同分为： 腺苷类：有腺苷、肌浸膏、核脉通、腺苷甲硫氨酸
(SAM)、辅酶型维生素B12(Co-B12)、腺苷二醛、巯 苷、嘌呤霉素(Puromycin) 尿苷类：有尿苷、氮杂尿苷(Azauridine)、碘苷、氟苷、 溴苷
胞苷类：有环胞苷(Cyclo-C)、氟环胞苷(AAFC)、氮杂 胞苷(Azacyti-dine)
.
此外，21世纪人类基因组的创建，也将预示着核 酸研究与应用的新的里程碑的到来。以此为契机， 蛋白质组学，基因组学得到了迅速发展，基因芯 片，质谱，2D电泳技术得到了广泛应用。
世界各国对核酸的研究和应用是非常活跃的，新 的发现一个接一个的涌现出来，应用于临床的核 酸及其衍生物类生化药物愈来愈多，并初步形成 了核酸生产工业。对制药来说，可以利用合成核 糖核酸的方法来研究、设计、生产治疗多种严重 疾病的新生化药物。
.
Fomivirsen是全球批准上市的第一个反义药物，1998 年已被美国FDA批准上市，用于二线治疗AIDS所致 的巨细胞病毒(CMV)视网膜炎。
.
核酸疫苗（又称基因疫苗或基因免疫） 是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直
接导人动物细胞内，并通过宿主细胞的转录系统合 成抗原蛋白质，诱导宿主产生对该抗原蛋白质的免 疫应答以达到防病治病的目的。 核酸疫苗DNA疫苗为目前尚无满意疗法的某些疾病 (如慢性病毒性肝炎、疟疾、艾滋病)提供一种新的 治疗途径。
.Leabharlann 四、多核苷酸 二核苷酸类：有辅酶I(COⅠ)、辅酶Ⅱ(COⅡ)、黄素
腺嘌呤二核苷酸(FAD)等； 多核苷酸类：有聚肌胞苷酸(Poly I：C)、聚腺尿苷酸
(PolyA：U)、转移因子(TF)、核糖核酸(RNA)、脱 氧核糖核酸(DNA)、核酸等。
.
依据核酸类药物及其衍生物的性质和功能分两类： 一类为具有天然结构的核酸类物质，缺乏这类物
.
第二节 核酸类药物的性质
一、理化性质 RNA和核苷酸的纯品都呈白色粉末或结晶，DNA
则为白色类似石棉样的纤维状物。除肌苷酸、鸟 苷酸具有鲜味外，核酸和核苷酸大都呈酸味。 DNA、RNA和核苷酸都是极性化合物，一般都溶 于水，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，它们的钠 盐比游离酸易溶于水。
.
相对分子质量在100万以上的DNA在水中为l0g/L 以上时，呈黏性胶体溶液。
.
第一节 核酸类药物的分类
依据核酸类药物及其衍生物的化学结构和组成分四 大类： 碱基及其衍生物 核苷及其衍生物 核苷酸及其衍生物 多核苷酸
.
一、核酸碱基及其衍生物 多数是经过人工化学修饰的碱基衍生物。 主要有赤酮嘌呤(Eritadenine)、硫代鸟嘌呤
(Thioguanine)、巯嘌呤(Mercap-topurine)、氯嘌呤 (Choropurine)、乳清酸、氟胞嘧啶(Flucytosine)、 氟尿嘧啶等。