生物制品第五章

4、动物糖类药物
➢单糖、寡糖、多糖。
➢多糖以粘多糖为主，是一类胞外生物 大分子物质，是动物体内蛋白多糖分 子中的糖链部分，可抗凝血、降血脂 、抗病毒、抗肿瘤和抗放射性。
➢（1）、粘多糖的种类与分布
✓粘多糖（中性和酸性）、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。 粘多糖主要分布在动物骨、软骨、皮、角、血管、肠 、滑膜液、脑、角膜、肺、肝、心、尿等原料中。 ✓甲壳质：虾、蟹、昆虫等甲壳动物外壳，高等植物细 胞壁，人造皮肤、血管、手术线；消炎、降低胆固醇 和血脂。 ✓肝素：肠黏膜、肺、肝、心、肾等部位，抗凝血药物 ，外科手术后防止形成血栓，可预防血栓形成。
人胰岛素基因位于11号染色体上，单拷贝基 因，全长1.75kb，其结构基因由3个外显子和4 个内含子组成，约1.25kb。胰岛素在弱酸性水 溶液或混悬在中性溶液中较稳定，在碱性溶 液中易水解而失活，温度升高失活越快。
胰岛素可作用于全身几乎所有的组织细胞， 其最主要的靶器官是肝脏、肌肉及脂肪组织， 调节糖、蛋白质、脂肪三大营养物质在细胞 的代谢和贮存。
➢（2）、制备方法
✓提取法：将原料粉碎后用适当的有机溶剂进行直 接提取，再经纯化即得到。 ✓水解法：将目的产物与其他不需要的成分进行水 解分离，提取纯化； ✓生物转化法：利用酶、微生物发酵、动植物细胞 培养来生产药物； ✓化学合成或半合成。
6、动物细胞因子
动物来源的细胞生长调节因子。
几种重要的动物源性生物制品
（1）胰岛素的性质：pI=5.3-5.4，由A链、 B链通过两个二硫键连接；A链含21个氨基 酸，B链含30个氨基酸；是所有蛋白质中研 究得最多，也是研究得最清楚的蛋白。
胰岛素是由动物胰脏中兰氏小岛β细胞分泌的 一种具有降低血糖作用的蛋白激素，因此得 名胰岛素。1955年阐明了胰岛素的结构。 1965年我国首次人工合成。
量冷丙酮，用氨水调pH至4.2-4.3，补加丙酮，离 心去除酸性质白沉淀。 ④锌沉淀：用氨水调pH为6.2-6.4，加入3.6%醋酸 锌溶液（20%浓度），再用氨水调pH至6.0，4℃ 放置过夜；收集沉淀。
⑤除碱性蛋白、结晶：每克加冰冷的2%柠檬酸 溶液50mL，6.5%醋酸锌溶液2mL，丙酮 16mL，用冰水稀释至100mL，使充分溶解； 冷至5℃以下，用氨水调至pH至8.0，过滤； 滤液用10%柠檬酸溶液调pH6.0，补加丙酮， 慢速搅拌3-5h使结晶析出；再转入5℃左右放 置3-4d，使结晶完全；收集结晶，用丙酮、 乙醚脱水后，真空干燥，即得结晶胰岛素。
（2）工艺路线
猪胰脏
提取
提取液
碱化
乙醇，草酸，10-15℃
wenku.baidu.com
氨水，pH8-8.4
碱化液
酸化 硫酸，pH3.6-3.8,5 ℃
酸化液
浓缩
浓缩液 去脂
30 ℃以下，减压
速热速冷
去脂溶液 盐析 NaCl,pH2-2.5
盐析物
除酸性蛋白 水、丙酮、氨水（pH4.2~4.3）
滤液
锌沉淀
氨水，Zn（Ac）2，
pH6.0
0.9%NaCl,反复洗涤3次
溶血 血去离子水，5℃,30min
溶血物
去血红蛋白 乙醇，氯仿,15min
上清液丙酮沉，淀0℃
沉淀物 去离子水 55-65℃，10-15min
黄绿色澄清液 沉去不溶蛋白，透析 丙酮，去离子水，0℃，6-8h
透析液
吸附、吸脱、超滤、浓缩、干燥
DEAE-SephadexA50,磷酸缓冲液 （K3PO4），pH7.6
二、动物源性生物制品的种类与用途
➢ 按其原料的来源可分为血液用品、组织 和器官来源的生物制品、腺体来源的生 物制品、乳源生物制品及禽蛋来源的生 物制品。
➢ 按其有效成分的化学性质可分为动物蛋 白质与多肽类制品、酶与辅酶类制品、 核酸类制品、糖类制品、脂类制品、动 物细胞因子等。
1、动物多肽与蛋白质类药物 ➢（1）、动物多肽药物的重要性与种类 ✓1）重要性： 脑垂体所分泌的多肽激素，药效显著，且毒副 作用小，细胞因子已有近百种，通过对这些活性 物质的结构和功能的研究，有助于我们设计和研 制新型药物。
沉淀
除碱性蛋白，结晶 Zn（Ac）2，丙酮、氨水，pH8.0， 5℃以下，柠檬酸调pH6.0
结晶 洗涤，干燥 胰岛素精品
水、丙酮、乙醚
图 猪胰岛素生产的工艺路线
（3）工艺要点
①提取：绞碎胰脏，加2.3-2.6倍的86%-88%乙醇和 5%的草酸，提取3h。
②浓缩：30℃减压浓缩至比重为1.04-1.06为止。 ③除酸性蛋白：加入7倍量的蒸馏水溶解，再加3倍
9．溶菌酶
溶菌酶又称胞壁质酶，为糖苷水解酶，全称为1，4－β－ N－溶菌酶。蛋溶解酶是由129个氨基酸组成的碱性球 蛋白。目前使用的溶菌酶主要是从鸡蛋清中提取。
溶菌酶的化学性质较稳定。蛋清溶菌酶的最适pH为6.6， 等电点为10.8左右。
三、动物来源生物制品制备的实例
1、胰岛素的制备 （production of insulin）
2．胰蛋白酶
胰蛋白酶易溶于水，不溶于氯仿、乙醇、乙醚等有 机溶剂。在pH 1.8时，短时煮沸不失活，在碱性溶 液中加热则变性沉淀，钙对其有保护和激活作用。 临床上常用作抗炎剂，在外科手术时常常使用。
3．胰酶
胰酶呈白色或淡黄色无定形粉末，具有特殊的肉臭 味，有吸湿性，部分溶于水及低浓度的乙醇溶液中， 不溶于高浓度的乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂中。 水溶液pH 2～3时稳定，pH 6以上不稳定，钙可增 加其稳定性。遇酸、热及重金属等蛋白质沉淀剂产 生沉淀。生产以猪胰为主，采用稀醇提取，低温激 活，浓醇低温沉淀来制取。
✓动物辅酶类药物：大多数属于核苷酸类药物。
3、动物核酸类药物
➢（1）、组成与作用 核酸由核苷酸、核苷酸、核苷、碱基及其衍生物。可用在癌 症、肝炎、抗放射性、心脏病等方面的治疗。 ➢（2）、主要种类和用途 ✓DNA：能改善机体虚弱疲劳、与细胞毒药物合用可提高细 胞毒药物对癌细胞的选择性作用，与红霉素合用，可降低毒 性、提高疗效； ✓RNA：口服可用于精神迟缓、记忆衰退、动脉硬化性痴呆 、静注用于刺激造血和促进白细胞生成、治疗慢性肝炎、肝 硬化和初期癌症； ✓辅酶A用于动脉硬化、白细胞、血小板减少，肝、肾病等； ✓ATP用于心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、脑动脉和冠状动脉 硬化、急性脊髓灰质炎、肌肉萎缩、慢性肝炎等。
1．动物血红素 血红素是动物体内血红蛋白的成色成分，是血红蛋
白（Hb）、肌红蛋白（Mb）的辅基，肌红蛋白 是珠蛋白与1分子血红素结合，血红蛋白是珠蛋白 与4分子血红素相结合。
血红素是一种优良的铁强化剂及抗贫血药，还是治 疗恶性肿瘤的卟啉药物和肝炎的原卟啉二钠盐的 前提。在食品行业中是一种安全性高的天然着色 剂。
2、动物酶与辅酶类药物 ➢种 类：
✓促消化酶类（胃酶可口服，蛋白酶，胰酶）； ✓消炎酶类（溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等可提高毛细 血管通透性，消退浮肿）； ✓治疗心血管疾病（纤溶酶、尿激酶、凝血酶）； ✓抗肿瘤的酶（天冬氨酰酶、谷氨酰胺酶、半胱氨酸酶、 组氨酸酶）； ✓与氧化还原电子传递有关的治疗酶（细胞色素c、超氧 化物歧化酶、过氧化物酶）； ✓其他药用酶（有机磷解毒酶、青霉素酶）。
7．肝素
肝素是一种含硫酸酯的黏多糖，属于不均一的多糖分子。
肝素是一种抗凝血物质，能够配合治疗脑血管疾病，防止 癌细胞转移的治疗。
8．硫酸软骨素
硫酸软骨素为白色粉末，无臭无味，吸水性强，易溶于水 而成黏度大的溶液，不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机 溶剂。其盐类对热较稳定，受热80℃不被破坏。但其 水溶液遇高温和酸不稳定。
2、超氧化物歧化酶（SOD）的制备
➢SOD的主要功能是清除体内有氧代谢产生的超氧阴 离子（O2－．）,催化O2－．歧化为H2O2,是生物体 内一种重要的氧自由基清除剂。
➢超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）与 机体抗衰老、肿瘤发生、自身免疫疾病和辐射防护 等有关。用于炎症、类风湿性关节炎、慢性多发性 关节炎及放射治疗后的炎症等。
SOD存在于动物、植物、微生物中，有 Cu-Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD等。
牛红细胞SOD为Cu-Zn-SOD，由两个亚 基组成，每个亚基含1个Cu和1个Zn。在 pH7.6-9.0时稳定。它催化超氧负离子歧 化为H2O2。
（1）工艺路线
新鲜猪血 收集 红细胞
浮洗
净红细胞
去血浆，离心
SOD成品
图 猪血SOD生产工艺路线
（2）工艺要点
①收集：离心去黄色血浆，红细胞用 0.9%NaCI溶液离心浮洗3次。 ②溶血、去血红蛋白：加去离子水，5℃下搅 拌30min后加入乙醇和氯仿，搅拌15min；离 心去血红蛋白，收集上清液。
③沉淀、热处理：0℃下将上清液加入1.2-1.5倍体 积的丙酮，产生絮状沉淀；离心去上清液，得沉 淀物；沉淀物加适量蒸馏水溶解，上清在55-65℃ 下热处理10-15min，除去热变性蛋白，收集黄绿 色澄清液。 ④沉淀、去不溶蛋白：澄清液在0℃下加入适量丙 酮，使其产生大量絮状沉淀；离心去上清液；沉 淀用去离子水溶解，除不溶性蛋白；上清液置透 析袋中得透析液。
第五章 动物源性生物制品
第一节 动物源性生物制品概述
➢ 我国应用动物药物历史悠久，4000年前就已 经使用40多种动物药。本草纲目中收集了440 种，中国药用动物志收载了1500多种。
➢ 到20世纪50年代开始，我国陆续开展了动物 药物的研究与生产，其中取得的重大成果是关 于胰岛素的研究，1965年得到结晶牛胰岛素。
➢（2）、动物蛋白类药物
✓蛋白质激素（生长素、催乳激素、促甲状腺素、 促黄体生成激素、促卵泡激素）； ✓血浆蛋白质，动物血浆制品不能用于人类；蛋白 质类细胞因子； ✓粘蛋白（胃膜素、硫酸糖肽、内在因子、血型物 质）； ✓胶原蛋白（明胶、阿胶、氧化聚合明胶）； ✓其他：硫酸鱼精蛋白、胰蛋白酶抑制剂。
✓2）种类：
多肽类激素：垂体多肽激素（促肾上腺皮质激素、促黑 激素、脂肪水解激素、催产素、加压素）；下丘脑激素 （促甲状腺激素释放激素、生长素抑制激素、促性腺激 素释放激素）；甲状腺激素（甲状旁腺素、降钙素）； 胰岛激素（胰高血糖素、胰解痉多肽）；胃肠道激素（ 胃泌素、胆囊收缩素-促胰酶素、肠泌素、肠血管活性肽 、抑胃肽、缓激肽、P物质）；胸腺激素（胸腺素、胸腺 肽、胸腺血清因子）。 多肽类细胞因子：脑氨肽、蛇毒、胎盘提取物、脾水解 物、肝水解物、心脏激素、转移因子、抗癌肽等。
➢（2）、制备方法 ✓原料处理，提取有效成分，去除非粘多 糖，脱色，脱蛋白，纯化，用乙醇分级 沉淀，季铵盐络合沉淀，离子交换柱层 析，分子筛分离，亲和层析等。
5、动物脂类药物
➢溶于氯仿、苯、石油醚等非极性溶剂，而不溶于或微溶 于水中，可分为脂肪、类脂和衍生物，又可分为复合脂和 简单脂。 ➢（1）、脂类药物的种类与分布 ✓脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类、卟啉和衍生物。 ✓主要为脂肪酸和磷脂，分布在脑、脊髓等神经组织中， 脂肪组织、赶等含量也较丰富，胆酸分布在胆汁中，卟啉 以血液为主。 ➢脂类药物的一个特点是，从生物组织中制得的药物再经 过分子改造可以得到更高疗效的产品。 ➢脑磷脂可止血、防动脉硬化以及神经衰弱；卵磷脂防治 动脉硬化、神经衰弱和肝病。
➢ 生物药物在治疗和预防疾病方面有其他药物不 可取代的特点，所以越来越引起人们的注意。
一、动物来源药物的特点
➢原料来源丰富，牛、猪、羊的器官、组织、 腺体、血液、毛角等都可做为原料，来源丰富 且健康、新鲜， ➢品种繁多，可以制备出人体所需要的各种活 性物质； ➢要重视安全性，动物与人体种属差异大，活 性物质的结构有一定的差异，蛋白质是抗原， 不同来源的蛋白质注射于人体内要产生抗原反 应，严重时会有生命危险。
4．胰岛素 胰岛素是一种蛋白质激素，在动物体内具有促进葡萄
糖氧化及肝糖原合成的生理功能，注射胰岛素后能 使体内血糖降低，肝糖原增加。 5．胸腺肽 胸腺肽是一种具有高活力的混合肽类药物制剂，其中 氨基酸组成达15种，必需氨基酸含量高，对热较稳 定，加热80℃生物活性不降低。在临床上用来调节 细胞免疫功能，有较好的抗衰老和抗病毒作用。 6．胆红素 胆红素是金黄色或深红棕色单斜晶体，干燥固体较稳 定，其氯仿溶液在暗处较稳定，在碱性溶液中和遇 Fe3＋极不稳定，很快被氧化为胆绿素。 具有多种药理作用，对乙型脑炎类病毒的灭活率、抑 制指数高，可以治疗肝脏疾病；是制造人工牛黄的 主要原料。