重组人胰岛素生产工艺
重组人胰岛素和重和生长激素的生产工艺
由于结构和性质的差异，胰岛素和生长激素的分离纯化过程有所不同，
涉及的步骤和技术也有所区别。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
要点一
酵母表达系统
要点二
低成本、高产出
酵母作为宿主细胞具有高表达、易培养、易发酵等优点， 有助于提高胰岛素的生产效率。
通过大规模发酵和分离纯化，可以实现低成本、高产出， 降低治疗费用。
使用哺乳动物细胞作为宿主细胞，能够实现更接近人体 生理状态的糖基化过程，提高生长激素的生物活性。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
更接近人体天然结构
哺乳动物细胞表达的生长激素更接近 人体天然结构，降低了免疫排斥的风 险。
临床效果更佳
由于结构和性质的优化，重组人生长 激素在治疗某些疾病方面具有更好的 临床效果。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的异同点
01 02
原料与培养基
胰岛素生产主要使用酵母作为宿主细胞，而生长激素则更倾向于使用哺 乳动物细胞作为宿主。此外，培养基的成分也有所不同，以满足不同细 胞的需求。
蛋白质修饰
胰岛素和生长激素在蛋白质修饰方面存在差异，以适应其特定的生理功 能和药理作用。
03
分离纯化过程
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的优缺点分析
生产成本高
哺乳动物细胞培养成本较高，导致生长激素的生产成本增加。
生产周期长
哺乳动物细胞生长缓慢，培养周期长，影响了生产效率。
潜在的病毒污染风险
虽然采用了各种病毒消除技术，但仍存在病毒污染的风险。
重组人胰岛素和重和生长激素生产工艺的发展趋势与展望
基因编辑技术应用
通过控制培养条件，如温度、pH、营养物 质等，优化细胞代谢，提高目标蛋白质的产 量。
胰岛素如何生产工艺
胰岛素如何生产工艺胰岛素是一种由胰岛细胞分泌的激素，它在体内起着调节血糖水平的重要作用。
胰岛素的生产工艺主要包括以下几个步骤：基因克隆，表达与纯化，结构鉴定，制剂，灭活与包装。
首先，胰岛素的生产过程需要进行基因克隆。
科学家们通过分离人胰岛素基因，将其放入表达载体中。
这样，利用重组DNA技术，可以将人的胰岛素基因导入到大肠杆菌的DNA中，使其具有胰岛素基因的表达能力。
此过程中，需要进行取样，DNA提取，PCR，酶切等分子生物学技术。
接下来，表达与纯化是胰岛素生产过程中的关键步骤。
将经过改造的大肠杆菌进行培养，使其表达出胰岛素。
随后，采用细胞破碎技术，将大肠杆菌破碎，释放出表达的胰岛素。
然后，利用柱层析技术，例如亲和层析、离子交换层析等，对其进行纯化，去除其他的蛋白质等杂质，获得纯净的胰岛素。
结构鉴定是胰岛素生产工艺中的另一个重要步骤。
对纯净的胰岛素样品进行质谱测定、核磁共振等分析技术分析，以确认其结构的完整性和准确性。
制剂阶段是将胰岛素样品进行整理处理，使之具有成品的形态。
这一步骤通常需要利用充填、灌装等技术，将胰岛素制备成注射液、胰岛素笔等形式。
最后，胰岛素的稳定性是需要考虑的因素。
一旦胰岛素被注射或者口服，它很容易受到消化酶的降解而失去活性。
因此，在胰岛素生产工艺中，通常会进行灭活处理和包装。
这些处理可以延长胰岛素的有效期，并保持其高效性。
总而言之，胰岛素的生产工艺包括基因克隆，表达与纯化，结构鉴定，制剂，灭活与包装等多个步骤。
每个步骤都需要利用不同的技术手段进行操作，以确保胰岛素的高效性、纯净性和稳定性。
胰岛素的工艺流程
胰岛素的工艺流程胰岛素是一种重要的蛋白质激素，它在调节血糖水平和促进葡萄糖的利用方面发挥着关键作用。
胰岛素的生产工艺流程需要经过一系列的步骤，包括基因工程、发酵、提取纯化等过程。
本文将详细介绍胰岛素的生产工艺流程及相关的关键技术。
1. 基因工程胰岛素的生产通常采用大肠杆菌或酵母等微生物作为生产宿主。
首先需要构建含有胰岛素基因的重组表达载体，这一步通常通过限制性内切酶切割和连接技术来完成。
将人类胰岛素基因插入到表达载体中，形成重组表达载体。
2. 发酵接下来，将重组表达载体导入到宿主微生物中，利用培养基和适宜的条件进行发酵。
在发酵过程中，微生物会表达出胰岛素蛋白，并将其分泌到培养基中。
发酵过程需要严格控制温度、pH值、氧气供应等因素，以保证胰岛素的高效表达和稳定产量。
3. 提取纯化发酵结束后，需要对培养基进行提取和纯化，以获得纯度较高的胰岛素。
提取过程通常包括细胞破碎、离心、过滤和纯化柱层析等步骤。
通过这些步骤，可以将胰岛素从培养基中分离出来，并去除杂质，得到纯度较高的胰岛素制剂。
4. 结晶和制剂最后，将纯化的胰岛素溶液进行结晶和干燥处理，得到胰岛素晶体粉末。
随后，胰岛素晶体粉末将进行制剂，通常是配制成注射剂或口服制剂，以满足临床使用的需要。
除了上述基本工艺流程外，胰岛素的生产还需要严格的质量控制和检测。
在每个生产步骤中，都需要进行严格的质量控制，以确保胰岛素的纯度、活性和稳定性。
同时，需要进行一系列的检测，包括蛋白质含量、内毒素检测、生物活性测定等，以确保胰岛素符合药品的质量标准。
总之，胰岛素的生产工艺流程涉及基因工程、发酵、提取纯化和制剂等多个环节，需要严格控制和操作。
通过不断的技术创新和工艺优化，胰岛素的生产工艺不断得到改进，为临床治疗糖尿病等疾病提供了可靠的胰岛素制剂。
胰岛素生产流程图
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
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
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
L iq W a s te 1 2
P-30 / DF-103
Diafiltration
P-34 / BCF-101
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
P-7 / V-102
P-19 / V-106
通气量： 0.5VVM
S-110 P-3 / MX-101
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
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
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。
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。
重组人胰岛素生产工艺
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
30%常规重组人胰岛素和70%低精蛋白重组人胰岛素
2. 科兴
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 华西医科大学制药厂 第一生化 制药厂 武汉生化制药厂 等
临床用胰岛素分类
LILLY
LENTE ILETIN II
LENTE ILETIN II PORK LENTE INSULIN
NPH ILETIN I BEEFPORK
LILLY
LILLY NOVO NORDISK INC
LILLY
REGULAR PURIFIED PORK INSULIN
REGULAR INSULIN SEMILENTE
猪胰岛素 牛胰岛素 赖脯人胰岛素礼来 速效Ins 门冬胰岛素 诺和诺德 速效Ins 甘精胰岛素 安万特 长效Ins
3D Structure of Insulin
胰岛素二聚体（dimer）
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
基因重组技术生产胰岛素
基因重组技术生产胰岛素介绍胰岛素是一种由胰岛细胞分泌的蛋白质激素，它在调节血糖水平中起着重要的作用。
胰岛素的生产曾经面临着供应不足的挑战，然而通过基因重组技术，科学家们成功地生产了大量的胰岛素，从而满足了临床需求。
本文将介绍基因重组技术生产胰岛素的过程和意义。
胰岛素的生产过程对基因重组技术生产胰岛素的理解首先需要了解传统的生产过程。
传统方法中，胰岛素是从猪和牛的胰腺中提取得到的。
这种方法存在着供应不稳定、产品纯度不高以及与人体胰岛素之间存在差异等问题。
而基因重组技术生产胰岛素则是通过将人类胰岛素基因导入到大肠杆菌等微生物中进行生产。
下面是具体的步骤：1.获得胰岛素基因：从人类胰岛细胞中获得胰岛素基因的DNA序列。
2.构建基因重组载体：将胰岛素基因插入到合适的基因重组载体中，如质粒或病毒。
3.转导宿主细胞：将构建好的基因重组载体导入到宿主细胞中，如大肠杆菌。
4.培养和表达：在适当的培养条件下，促使宿主细胞进行复制和转录，从而表达胰岛素基因并产生胰岛素蛋白质。
5.纯化和提取：通过分离和纯化的步骤，得到纯度较高的胰岛素。
基因重组技术的意义基因重组技术生产胰岛素具有许多优势和意义：1.提供稳定供应：通过基因重组技术生产的胰岛素能够提供更加稳定的供应，解决了传统生产方法中供应不足的问题。
2.提高纯度：基因重组技术可以实现胰岛素的高纯度生产，减少了杂质的存在，从而提高了产品质量。
3.与人体胰岛素相似：基因重组技术生产的胰岛素与人体胰岛素在结构和功能上更为接近，减少了在使用过程中出现的副作用和风险。
4.降低成本：基因重组技术可以实现胰岛素的大规模生产，从而降低了生产成本和售价，使胰岛素更加可负担。
应用领域和前景基因重组技术生产的胰岛素在医药领域有着广泛的应用。
主要包括：1.糖尿病治疗：胰岛素是糖尿病治疗中必不可少的药物，通过基因重组技术生产的胰岛素可以满足糖尿病患者的需求。
2.研究工具：基因重组技术生产的胰岛素可以作为研究工具，用于研究胰岛素的生物学功能以及与糖尿病等疾病的关系。
胰岛素工艺流程说明
胰岛素⼯艺流程说明
重组⼈胰岛素产品⽣产⼯艺流程
时转⼊发酵罐培养分两阶段进⾏控制，第⼀阶段主要通过控制溶氧和补加⽢油使菌体达到富集的⽬的，第⼆阶段通过补加甲醇使菌体进⾏⾼密度表达⽬的产物，HPLC 检测⽬的产物含量⽬的产物存在于发酵液上清中，此步骤主要控制⽬的产物收率
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的⾊素和杂蛋⽩
利⽤紫外检测仪控制⽬的产物收率，主要试剂为⼄醇与异丙醇调节PH 值，使P1沉淀，再经离⼼⼲燥，得中间体I 固体
控温进⾏转肽反应，主要试剂为DMSO 与1,4-丁⼆醇
再通过柱层析进⾏提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH 值，使P2沉淀，再经离⼼⼲燥，得中间体II 固体
丙酮，产品为半固体 Tris-HCl 和异丙醇
重组⼈胰岛素⽣产⼯艺流程功能间分布。
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素[宝典]
![基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素[宝典]](https://img.taocdn.com/s3/m/90a698430242a8956aece443.png)
基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素[宝典] 基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的工艺一，背景知识1，基因工程科技名词定义中文名称:基因工程英文名称:genetic engineering;gene engineering其他名称:重组脱氧核糖核酸技术(recombinant DNA technique) 定义1:狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因;广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。
如用重组DNA技术，将外源基因转入大肠杆菌中表达，使大肠杆菌能够生产人所需要的产品;将外源基因转入动物，构建具有新遗传特性的转基因动物;用基因敲除手段，获得有遗传缺陷的动物等。
定义2:将在体外进行修饰、改造的脱氧核糖核酸分子导入受体细胞中进行复制和表达的技术。
扩充:基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。
上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。
一个完整的、用于生产目的的基因工程技术程序包括的基本内容有:(1)外源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。
这一部分的工作是整个基因工程的基础，因此又称为基因工程的上游部分;(2)适合转移、表达载体的构建或目标基因的表达调控结构重组;(3)外源基因的导入;(4)外源基因在宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选;(5)外源基因表达产物的生理功能的核实;(6)转基因新品系的选育和建立，以及转基因新品系的效益分析;(7)生态与进化安全保障机制的建立;(8)消费安全评价。
基本操作步骤(上游技术)提取目的基因获取目的基因是实施基因工程的第一步。
如植物的抗病(抗病毒抗细菌)基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。
要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。
重组人工胰岛素的原理
重组人工胰岛素的原理重组人工胰岛素是一种通过基因工程技术生产的胰岛素，可用于治疗糖尿病患者的胰岛素缺乏或不足。
它的原理是通过将人胰岛素的基因导入到一种细菌或酵母等表达系统中，使其产生人工胰岛素蛋白。
下面我将详细介绍重组人工胰岛素的原理。
首先，选择表达系统。
重组人工胰岛素的制备过程通常采用微生物表达系统，如大肠杆菌、酵母或昆虫细胞等，因为这些微生物具有较高的生长速度和较低的生产成本，能够大规模产生蛋白质。
其次，获得人类胰岛素基因。
人类胰岛素基因位于人类基因组中，通常从人胰腺组织中提取。
在实验室中，可以采用PCR技术将人胰岛素基因扩增并纯化。
然后，构建表达载体。
表达载体是一种DNA分子，可用于将人类胰岛素基因导入到微生物表达系统中。
载体通常含有启动子、终止子、选择标记等序列，在合适的条件下，它能够引导基因的转录和翻译。
接着，将人类胰岛素基因导入表达宿主。
导入表达宿主的方法有多种，如转化、电穿孔和病毒媒介等。
一旦导入宿主，人类胰岛素基因将会与宿主细胞基因组融合，并进入表达宿主的代谢途径。
随后，启动人胰岛素的表达。
一旦人类胰岛素基因被宿主细胞接受，宿主细胞就会开始转录和翻译该基因，在翻译的过程中合成胰岛素前体蛋白。
然后，该胰岛素前体蛋白会遵循内质网-高尔基体-高尔基体突起-溶酶体途径进一步转化为成熟的胰岛素蛋白。
最后，纯化和制剂处理。
人工生产的重组人工胰岛素与天然胰岛素的结构是一致的，但通常需要纯化和制剂处理来提高纯度和可用性。
纯化过程中可以使用凝胶过滤、离子交换、亲和层析等技术，以去除杂质和提高目标蛋白的纯度。
制剂处理包括稀释、配方和灭菌等步骤，以确保制剂安全。
总结起来，重组人工胰岛素的原理是通过将人胰岛素基因导入到微生物等表达系统中，使其产生人工胰岛素蛋白。
这种技术不仅提供了制造胰岛素的有效方法，也为糖尿病患者生产高纯度的胰岛素提供了可行策略。
重组人工胰岛素已经在临床应用中得到了广泛的使用，为糖尿病患者提供了重要的治疗选择。
人胰岛素的工业制备
人胰岛素的工业制备
人类胰岛素是一种由蛋白质构成的药物，可用于控制血糖水平。
它由 51 个氨基酸残基组成，这些氨基酸残基以特定的顺序排列在链上，形成了一条螺旋式结构。
人类胰岛素的制备主要涉及以下步骤：
1. DNA 重组技术生产基因
制备人类胰岛素的第一步是利用 DNA 重组技术生成表达人类胰岛素的基因。
这种基因可以使用人类组织中自然存在的胰岛素基因作为模板，并对其进行修改，使得其在细胞中产生大量的胰岛素。
2. 重组表达
重组表达是将人类胰岛素基因插入到合适的宿主细胞中，并使其在宿主细胞中大量表达胰岛素的技术。
这个过程需要在生物发酵釜中进行，一般采用大肠杆菌作为宿主细胞。
3. 提纯和分离人胰岛素
当大量的细胞表达人类胰岛素后，需要分离和提纯胰岛素，以获得高纯度的药物。
这个过程通常包括柱层析、钠离子置换、逆流层析和超过滤等步骤。
使用这些技术，可以将胰岛素从其它蛋白质和杂质中去除。
4. 人胰岛素的晶体化
在提纯的最后阶段，人胰岛素的晶体化是非常必要的。
人类胰岛素是一种结构较为稳定的蛋白质，其结晶过程可使其更为纯净和稳定。
晶体化通常使用静态或动态技术，如批量结晶或连续结晶等方法。
总的来说，制备人类胰岛素需要经过一系列的制备和纯化过程，并需使用复杂的技术手段。
尽管人类胰岛素的制备过程复杂，但其应用广泛，已经成为治疗糖尿病的重要药物。
重组人胰岛素原料药生产实验报告
重组人胰岛素原料药生产实验报告一、引言胰岛素是一种重要的药物，用于治疗糖尿病等疾病。
重组人胰岛素是指通过基因工程技术生产的胰岛素，与传统的动物源性胰岛素相比，具有更高的纯度和更好的效果。
本报告旨在介绍重组人胰岛素原料药生产实验的过程和结果。
二、实验设计1. 实验目的本实验旨在通过大肠杆菌表达系统生产重组人胰岛素原料药，并对其进行纯化和鉴定。
2. 实验步骤（1）构建表达载体：将人胰岛素基因插入大肠杆菌表达载体pET-28a(+)中。
（2）转化大肠杆菌：将表达载体导入大肠杆菌中，使其能够表达人胰岛素基因。
（3）培养大肠杆菌：在LB培养基中进行培养，使其能够表达出人胰岛素。
（4）收集细菌：将细菌离心收集，并用冷冻离心法裂解细胞获得包含目标蛋白的上清液。
（5）纯化目标蛋白：通过离子交换层析、凝胶过滤层析等方法对上清液进行纯化。
（6）鉴定目标蛋白：通过SDS-PAGE电泳、Western blot等方法对纯化后的目标蛋白进行鉴定。
三、实验结果1. 表达载体构建将人胰岛素基因插入pET-28a(+)表达载体中，经PCR扩增和酶切，得到正确的表达载体。
2. 转化大肠杆菌将表达载体导入大肠杆菌BL21(DE3)中，利用热激法转化。
经PCR检测和测序验证，转化效率较高。
3. 大肠杆菌培养在LB培养基中进行培养，经过16小时的培养后，细菌进入对数生长期。
经过4小时的诱导，大肠杆菌开始表达人胰岛素基因。
4. 目标蛋白纯化通过离子交换层析、凝胶过滤层析等方法对上清液进行纯化。
最终得到了高纯度的重组人胰岛素原料药。
5. 目标蛋白鉴定通过SDS-PAGE电泳、Western blot等方法对纯化后的目标蛋白进行鉴定。
结果表明，纯化后的目标蛋白具有正确的分子量和免疫反应性。
四、实验讨论本实验通过大肠杆菌表达系统成功生产了重组人胰岛素原料药，并对其进行了纯化和鉴定。
其中，表达载体构建和大肠杆菌转化是实验的关键步骤，需要严格控制条件以确保表达效率和转化效率。
重组人胰岛素生产工艺
手术和应激状态：在手术或应激状态下，重组人 胰岛素可以作为葡萄糖代谢调节剂，维持血糖稳 定
重组人胰岛素生产工艺流程
第三章
基因工程菌培养
基因工程菌的选 择与构建
培养基的配制与 灭菌
基因工程菌的培 养条件与过程
培养过程中的注 意事项与质量控 制
基因工程菌发酵
基因工程菌的选择与构建
基因工程菌的培养条件
重组人胰岛素生产工艺中的 关键技术
第四章
基因工程菌的选择和培养条件优化
基因工程菌的选择：选择具有高表达量、稳定性和适应性的工程菌株
培养条件优化：通过控制培养基成分、温度、pH、溶氧等条件，提高工程菌的生长和表 达水平
发酵过程监控：实时监测工程菌的生长和表达情况，及时调整培养条件
分离纯化技术：采用高效液相色谱、凝胶过滤等方法对重组人胰岛素进行分离纯化，确 保产品质量
质量控制和 监管：加强 质量控制和 监管，确保 重组人胰岛 素的安全性 和有效性
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汇报人：
重组人胰岛素的应用
糖尿病治疗：重组人胰岛素是治疗糖尿病的主要 药物之一，可以降低血糖，改善糖尿病症状
胰岛素缺乏症治疗：对于胰岛素分泌不足的糖尿 病患者，重组人胰岛素可以替代体症如 酮症酸中毒和高渗性非酮症性昏迷的治疗 中，重组人胰岛素可以降低血糖，纠正代 谢紊乱
变质。
原材料使用：按 照规定的投料量 和使用方法进行 操作，确保原材 料在生产过程中 得到充分利用， 同时避免浪费和
污染。
生产过程的质量控制
原料质量控制：对原料进行严格筛选和检测，确保符合质量标准 生产过程监控：对生产过程中的关键步骤进行严格监控，确保产品质量 稳定 成品检验：对成品进行严格检验，确保符合质量标准
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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。
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
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%。
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。
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
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。
Hale Waihona Puke 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
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NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN
PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK)
NOVO NORDISK INC LILLY
INSULIN
INSULIN INSULATARD NPH NORDISK
INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK)
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PROTAMINE ZINC INSULIN
BRISTOL MYERS SQUIBB
REGULAR ILETIN II
LILLY
REGULAR ILETIN II (PORK)
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LENTE ILETIN II
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LENTE ILETIN II (PORK) LENTE INSULIN
NPH ILETIN I (BEEF-PORK)
LILLY NOVO NORDISK INC
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REGULAR PURIFIED PORK INSULIN
REGULAR INSULIN SEMILENTE
SEMILENTE INSULIN
NOVO NORDISK INC
NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC NOVO NORDISK INC
➢ 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。
NPH ILETIN II NPH ILETIN II (PORK)
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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
生产企业
INSULATARD NPH HUMAN NOVO NORDISK INC
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)
人胰岛素原
B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29 B28 A21 ;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）
SANOFI AVENTIS US PFIZER
LANTUS LEVEMIR
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。
动物来源的胰岛素（28种）
药品名称
生产企业
药品名称
生产企业
ILETIN I ILETIN II
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。