生物制药第七章糖类药物课件

1、Your Text糖科学蛋白 核酸糖类生物化学最后的巨大前沿之一第七章 糖类药物 糖类广布于生物体中单糖、低聚糖和多糖。 多糖类药物在抗凝、降血脂、提高机体免疫和抗肿瘤、抗辐射方面都具有显著药理作用与疗效。 在细胞内的存在方式有游离型与结合型两种。结合型多糖有糖蛋白、脂多糖。 糖基在糖蛋白分子中的作用有的与抗原性有关，有的与细胞“识别”功能有关 。 糖类化合物：指具有多羟基醛或多羟基酮结构的一类化合物。Text1Text3Text4Txt5Text6植物动物微生物海藻多糖的分类（按照其来源不同来分）多糖在细胞内的存在方式游离型结合型:糖蛋白，如人参多糖、黄芪多糖等 脂多糖，如胎盘脂多糖、细菌脂

2、多糖等。二、糖类药物的功能（一）低聚糖的功能1、低热值、能防肥胖；2、抑制腐败菌生长繁殖；3、促进肠道中有益菌群双岐杆菌的增殖；4、抗肿瘤等。（二）多糖类具有多种生理活性：（1）调节免疫功能 主要表现为影响补体活性，促进淋巴细胞增殖，激活或提高吞噬细胞的功能。增强机体的抗炎、抗氧化和抗衰老作用。（2）抗感染作用，多糖可以提高机体组织细胞对细菌，原虫，病毒和真菌感染的抵抗力。（3）促进细胞DNA，蛋白质的合成，促进细胞的增殖、生长。（4）抗辐射损伤作用，抗射线的损伤，有抗氧化、防辐射作用。（5）抗凝血作用，肝素是天然抗凝剂。 （6）降血脂，抗动脉粥样硬化作用。类肝素、硫酸软骨素、小分子量肝素等具

3、有降血脂、降血胆固醇，抗动脉粥样硬化作用，用于防治冠心病和动脉硬化。 在组织中，粘多糖几乎没有例外地与蛋白质以共价结合。 多糖类药物的药理活性抗氧化 调节血糖血脂 抗辐射损伤抗溃疡调节免疫功能抗病毒 抗突变 抗衰老抗肿瘤抗凝血 国内已经上市的部分多糖药物产品名称生产单位产品类别适应症香菇多糖金陵药业股份有限公司福州梅峰制药厂中药恶性肿瘤的辅助治疗灵孢多糖注射液北京协和药厂化学药品用于治疗神经官能症、多发性肌炎、皮肌炎、萎缩性肌强直与进行性肌营养不良以及因免疫功能所致的各种疾病。紫芝多糖片江西大茅制药有限责任公司中药用于神经衰弱，白细胞和血小板减少症，电离辐射及职业性造血损伤及肿瘤患者放、化疗后

4、白细胞下降等症。猪苓多糖注射液中国中医科学院实验药厂中药调节机体免疫功能，对慢性肝炎、肿瘤有一定疗效人参多糖注射液沈阳双鼎制药有限公司中药增强机体免疫功能，可克服肿瘤化疗和放射治疗引起的副作用。注射用灵杆菌多糖保定三九济世生物药业有限公司中药用于各种原因引起的白细胞减少症，乙型肝炎及急慢性盆腔炎等疾病的辅助治疗多糖蛋白片福州海王金象中药制药有限公司化学药用于白细胞减少症,传染性肝炎,神经衰弱等症的辅助治疗云芝多糖胶囊上海复星朝晖药业有限公司化学药肿瘤辅助治疗黄芪多糖天津华隆医药保健品有限公司中药广泛应用于各种病毒，细菌性疾病的防治茯苓多糖口服液湖南兰靖茯苓高科技开发有限公司中药用于肿瘤患者放化

5、疗脾胃气虚证者粘多糖的特点粘多糖：是指含有氨基糖与糖醛酸或它的衍生物的多糖。 粘多糖在结构上的特点： 1. 粘多糖基本上是由特殊的重复双糖单位构成，在此双糖单位中包括一个N-乙酰氨基己糖 2. 粘多糖的组成结构单位中有两种糖醛酸,即：D-葡萄糖醛酸和L-艾杜糖醛酸；有两种氨基己糖，即：氨基-D-葡萄糖和氨基-D-半乳糖 3. 粘多糖中还有若干其它单糖作为附加成分，如半乳糖等 粘多糖的连接方式甲壳素软骨素4-硫酸软骨素6-硫酸软骨素硫酸乙酰肝素硫酸角质素 透明质酸 硫酸皮肤素几种粘多糖的重复单位四、糖类制备的一般方法（一）单糖、低聚糖及其衍生物的制备（二）多糖的分离纯化第三节 重要糖类药物生产工

6、艺一、D-甘露醇（D-Mannitol）（一）结构与性质甘露醇又名己六醇甘露醇为白色针状结晶，无臭，略有甜味，不潮解。易溶于水，溶于热乙醇，微溶于低级醇类、低级胺类、吡啶，不溶于有机溶剂。适应症（1）组织脱水药。用于治疗各种原因引起的脑水肿，降低颅内压，防止脑疝。（2）降低眼内压。可有效降低眼内压，应用于其他降眼内压药无效时或眼内手术前准备。 （3）渗透性利尿药。用于鉴别肾前性因素或急性肾功能衰竭引起的少尿。亦可应用于预防各种原因引起的急性肾小管坏死。（4）作为辅助性利尿措施治疗肾病综合征、肝硬化腹水，尤其是当伴有低蛋白血症时。（5）对某些药物逾量或毒物中毒（如巴比妥类药物、锂、水杨酸盐和溴化

7、物等），本药可促进上述物质的排泄，并防止肾毒性。（6）作为冲洗剂，应用于经尿道内作前列腺切除术。（7）术前肠道准备。（二）生产工艺 甘露醇在海藻、海带中含量较高。 以葡萄糖为原料，经电解、脱盐，精制即可制得 也可以用发酵法生产。1、提取法 （1）工艺路线2、发酵法（1）工艺路线（2）工艺过程：菌种选育 、种子培养 、发酵 混合柱脱盐。原料 斜面培养基 种子培养基 发酵培养基麦芽 1kg琼脂 2.1%淀粉糖化液 2% 2%玉米粉 2% 2%玉米浆 0.5% 0.5%NaNO3 0.3% 0.3%KH2PO4 0.1% 0.1%MgSO4 0.05% 0.05%KCl 0.05% 0.05%FeS

8、O4 0.001% 0.001%工艺过程及控制要点生产菌种 生产D-甘露糖的菌种为经选育的米曲霉菌Aspergigillus oryazeZzsoy3.409。将菌种接种于斜面培养基中，31oC，培养4d。斜面存于4oC冰箱中，2一3个月传代一次。使用前重新转接活化培养。斜面培养基制备:取麦芽lkg，加水4.5L，于55oC保温lh，升温到62oC ，再保温5一6h，加温煮沸后，用碘液检查糖度应在12oBe以上。pH=5.1以上，即可存于冷室备用。取此麦芽汁加2%琼脂。灭菌后。制成斜面，存于4oC 备用。种子培养 取经活化培养4天的斜面菌种2支，转接于17.5L种子培养基中，雌31士1) oC

9、搅拌遁气培养20一24h。通风比1:5m3(m3.min)。搅拌速度350r/min，罐压lkg/cm2。种子培养基 NaNO30.3%,KH2PO40.1%,MgSO40.05%,KCl O.05%，FeSO40.001%,玉米浆0.5%，淀粉糖化液2%。玉米粉2%，pH=6一7。发酵 于5OOL发酵罐中，加入350L发酵培养基，1.5kg/cm2蒸汽灭菌3Omin，移人种子培养液。接种量5%，30一32oC发酵4一5d，通风比1:0.3 m3/(m3.min)。发酵2Oh后改为1:0.4，罐压lkg/cm2，搅拌速度230r/min，配料时添加适量豆油，防止产生泡沫。发酵培养基与种子培养基

10、相同。提取、分离 发酵液加热1OOoC,5min凝固蛋白，加入1%活性炭，80一85oC加热3Omin，离心，澄清滤液于55oC一60oC真空浓缩至31oBe，于室温结晶24h，甩干得甘露醇结晶。将结晶溶于0.7体积水中,加2倍活性炭,70oC加热3min,过滤。清液通过717强碱型阴树脂与732强酸性阳树脂,检查流出液应无氯离子存在。浓缩、结晶、烘干 精制液于55一60oC真空浓缩至25oBe，浓缩液于室温结晶24h,甩干结晶，置105一110oC烘干，粉碎包装。3制剂 取适量注射用水，按20标示量，称取结晶甘露醇，加热90搅拌溶解后，加入1%活性炭，加热5min，过滤，再补足注射用水至标示

11、量，检测pH（4.56.5）和含量，合格后，经G3垂熔漏斗澄清过滤，分装于50ml，100ml，250ml安瓿瓶或输液瓶中，以1Kgcm2蒸汽灭菌40min，即得甘露醇注射液。20甘露醇注射液是饱和溶液，为防止在温度过低时析出结晶，配制时需保温45左右趁热过滤。5.07甘露醇溶液为等渗溶液。含热原的注射液可通过阳树脂（H型 ）与阴树脂（OH- ）处理，制得pH合适又不含热原的注射液。二、1，6-二磷酸果糖（）结构与性质1，6-二磷酸果糖是果糖的1，6-二磷酸酯，其分子形式有游离酸FDPH4与钠盐如1，6-二磷酸果糖三钠盐（FDPNa3H）等。FDPNa3H为白色晶形粉末，有旋光，易溶于水，不溶

12、于有机溶剂，4时较稳定，久置空气中易吸潮结块，转为微黄色。（二）生产工艺1、酶转化工艺 （1）工艺路线： 取经多代发酵应用过的酵母渣，悬浮于适量蒸馏水中，反复冻融3次，加入底物（8蔗糖，4NaH2PO4，30mmolL MgCl2，pH6.5）于30，反应6h。除杂蛋白 煮沸5min。阴离子交换柱层析 转酸 FDPCa沉淀悬浮于水中，732树脂转酸，NaOH调pH535.8，除菌过滤后，冻干。2、固定化细胞制备工艺（1）工艺路线： 菌体用等体积生理盐水悬浮，预热至40，用4倍量生理盐水加热溶解卡拉胶，两者于45混合搅拌10min，倒入成型器皿中，410冷却30min，加入等量0.3moIL K

13、Cl浸泡硬化4h。活化固定化细胞 用含底物的表面活性剂，于35浸泡活化固定化细胞12h，用0.3molL KCl洗涤后浸泡于生理盐水中备用。酶促转化 以活化固定化细胞充填柱反应器，以上行法，通入30底物溶液（内含8%蔗糖，4NaH2PO4，5mmolL ATP，30mmoIL MgC12）；收集反应液。固定化的影响：1、构象改变、立体屏蔽、微扰2、分配效应和扩散限制效应3、酶作用的活力加强、稳定性提高（四）作用与用途FDP是葡萄糖代谢过程中的重要中间产物，是分子水平上的代谢调节剂。FDP具有促进细胞内高能基团的重建，保持红细胞的韧性及向组织释放氧气的能力，是糖代谢的重要促进剂。临床验证表明FD

14、P是急性心肌梗塞、心功能不全、冠心病、心肌缺血发作、休克等症的急救药物，它有利于改善心力衰竭、肝肾功能衰竭等临床危象，在各类外科手术中可以作为重要辅助治疗药物，对各类肝炎引起的深度黄疽、转氨酶升高及低白蛋白血症者也有较好的治疗作用。 三、肝素（一）结构与性质 肝素是天然抗凝剂，是一种含有硫酸基的酸性粘多糖。肝素分子量不均一，由低、中、高三类不同分子量组成，分子量从3000到37500 。 肝素及其钠盐为白色或灰白色粉末，无臭无味，有吸湿性，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、二氧六环等有机溶剂，其游离酸在乙醚中有一定溶解性。 肝素分子中含有硫酸基与羧基，呈强酸性，为聚阴离子，能与阳离子反应成盐。 硫酸

15、化程度高的肝素具有较高的降脂和抗凝活性。小分子量肝素（分子量40005000）具有较低的抗凝活性和较高的抗血栓形成活性。 （二）生产工艺 肝素系广泛分布于哺乳动物的肝、肺、心、脾、肾、胸腺、肠粘膜、肌肉和血液里。因此肝素可由猪肠粘膜、牛肺、猪肺提取。 其生产工艺主要有盐解-季胺盐沉淀法，盐解-离子交换法和酶解-离子交换法。肝素在组织内和其他粘多糖一起与蛋白质结合成复合物，因此肝素制备过程包括肝素蛋白质复合物的提取、解离和肝素的分离纯化两个步骤。 1、盐解-离子交换生产工艺（1）工艺路线： 继续升温至95，维持10min 。95乙醇沉淀过夜 NaOH调PH11 ，按3量加入H2O2（H2O2浓度

16、30）浓度30），共48小时 。去热原、杂质。2、酶解-离子交换生产工艺 （1）工艺路线： （2）工艺过程加入4KMnO4 ，预热至80，保温2.5h。 （三）检验方法（四）作用与用途 肝素是典型的抗凝血药，能阻止血液的凝结过程，用于防止血栓的形成。 四、硫酸软骨素（一）结构与性质 硫酸软骨素（CS）的药用商品名为康得灵，是从动物软骨中提取制备的酸性粘多糖，主要是硫酸软骨素A、C及各种硫酸软骨素的混合物。 硫酸软骨素为白色粉末，无臭，无味，吸水性强，易溶于水而成粘度大的溶液，不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂中，其盐对热较稳定，受热80亦不破坏。游离硫酸软骨素水溶液，遇较高温度或酸即不稳定，主要

17、是脱乙酰基或降解成单糖或分子量较小的多糖。（二）生产工艺 硫酸软骨素广泛存在于动物的软骨、喉骨、鼻骨（猪含41），牛、马鼻中膈和气管（含3639）中，在骨腱、韧带、皮肤、角膜等组织中也有。鱼类软骨中含量也很高，如鲨鱼骨中含5060。在软骨中，硫酸软骨素与蛋白质结合成蛋白多糖，并与胶原蛋白结合在一起。其提取分离方法有稀碱-酶解法、浓碱水解法、稀碱-浓盐法、酶解-树脂法。1、稀碱-浓盐法（1）工艺路线：（2）工艺过程： 乙醇浓度为60沉淀 6065，真空干燥 2、稀碱-酶解法（1）工艺路线：（2）工艺过程：酶解 pH8.88.9 ，加人胰酶 ，于5354保温水解67h。 3、制剂 按配方含2硫酸软

18、骨素、0.85NaCl，称取标示量107的硫酸软骨素干粉（以纯品计），撒入注射用水中，使其溶胀，搅拌溶解，再加入NaCl，调pH5.5，加热煮沸，用布氏漏斗过滤，滤液加入0.30.5%活性炭，加热至微沸，保持15min，用砂棒包扎滤纸乘热过滤，滤液冷却后，补加注射用水至全量，用3号垂熔漏斗过滤至瞪明，按每支2ml灌封，灭菌，即得硫酸软骨素注射液。（四）作用与用途 硫酸软骨素，尤其硫酸软骨素A能增强脂肪酶的活性，使乳糜微粒中的甘油三酯分解，使血中乳糜微粒减少而澄清，还具有抗凝和抗血栓作用，可用于冠状动脉硬化、血脂和胆固醇增高、心绞痛、心肌缺血和心肌梗塞等症。硫酸软骨素还用于防治链霉素所引起的听觉障碍症以及偏头痛、神经痛、老年肩痛、腰痛、关节炎与肝炎等。还用作皮肤化妆品等。五、透明质酸（一）结构与性质透明质酸是由（13）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖-（14）-O-D-葡萄糖醛酸的双糖重复单位所组成的酸性多糖，分子量50200万。 透明质酸为白色、无定形固体，无臭无味，有吸湿性，溶于水，不溶于有机溶剂，有旋光，具有较高的粘度特性。下述因素会影响透明质酸溶液的粘度，如pH值低于或高于pH7.0，或有透明质酸酶存在时会引起分子中糖苷键的水解。许多还原性物质如半胱氨酸、焦性没食子酸、抗坏血酸，重金属离子和紫外线、电离辐射等也能引起分子间的解聚而造成粘度下降。（二）生产