重组人胰岛素生产工艺课件

1、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

2、岛素，分泌到细胞外，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%。 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。 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)人胰岛素原B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29B

3、28 A21 ;B31 ;B32 Ins的性质 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。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。19

4、21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 LILLY NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN NOVO NORDISK INC ILETIN II LILLY PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEE

5、F-PORK) LILLY INSULIN NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II LILLY INSULIN INSULATARD NPH NORDISK NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II (PORK) LILLY INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK) NOVO NORDISK INCPROTAMINE ZINC INSULIN BRISTOL MYERS SQUIBB LENTARD NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II LI

6、LLY LENTE NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II (PORK) LILLY LENTE ILETIN II LILLY REGULAR PURIFIED PORK INSULIN NOVO NORDISK INC LENTE ILETIN II (PORK) LILLY REGULAR INSULIN NOVO NORDISK INCLENTE INSULIN NOVO NORDISK INC SEMILENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN I (BEEF-PORK) LILLY SEMILENTE INSULIN NOVO

7、NORDISK INC NPH ILETIN II LILLY ULTRALENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II (PORK) LILLY ULTRALENTE INSULIN NOVO NORDISK INCNPH INSULIN NOVO NORDISK INC VELOSULIN 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 SANOFI AVENTIS US LANTUS SANOFI AVENTIS US EXUBERA PFIZER LEVEMIR Novo Nordisk HUMAL

8、OG LILLY MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS HUMALOG MIX 50/50 LILLY NOVOLIN 70/30 Novo NordiskHUMALOG MIX 75/25 LILLY NOVOLIN L NOVO NORDISK INC HUMALOG PEN LILLYNOVOLIN N NOVO NORDISK INC HUMULIN 50/50 LILLY NOVOLIN R NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 LILLY NOVOLIN R（Purified）NOVO NORDISK INC HUMULIN 70

9、/30 PEN LILLYNOVOLOG NOVO NORDISK INC HUMULIN BR LILLYNOVOLOG MIX 70/30 NOVO NORDISK INC HUMULIN L LILLYVELOSULIN BR NOVO NORDISK INC HUMULIN N LILLYVELOSULIN BR HUMANNOVO NORDISK INC HUMULIN R LILLYHUMULIN U LILLYHUMULIN R PEN LILLY临床用胰岛素分类普通胰岛素：从动物胰脏中提取人胰岛素传统中长效胰岛素 长效人胰岛素类似物速效人胰岛素类似物非注射胰岛素速效胰岛素特点：

10、起效快，皮下注射后15分钟起效。 达峰快，注射后15分钟起效，3060分钟达到药效高峰。药效维持时间短，大约在3小时左右（24小时）。 药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似，能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。起效时间 达峰时间峰持续时间 作用消除时间常规皮下Ins: 30-90min1.5-2.5h 2-4h6-8h生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h Lispro （赖脯胰岛素 ，Humalog ）是第一个用于临床的速效胰岛素类似物,由美国礼来公司研制生产，将人胰岛素的B28与B29位的氨基酸对换。 Aspart（门冬胰岛素，Novolog ）

11、由丹麦诺和诺德公司研制生产，结构与人胰岛素的区别在于用天冬氨酸取代了B链28位上的脯氨酸。APIDRA （赖谷胰岛素，Apidra ）安万特公司研制，以赖氨酸和谷氨酸分别取代了人胰岛素B3位的天冬氨酸和B29位的赖氨酸。长效胰岛素-人胰岛素类似物1. 甘精胰岛素（ glargine ）： 商品名Lantus-甘氨酸替代胰岛素A链21位门冬氨酸、并在B链末端增加两 个精氨酸。 使胰岛素结合更多带正电的氨基酸残基，改变等电点，使等电点由5.4上升至中性。这样，胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条件下结晶。2. Insulin Detemir：商品名Levemir -胰岛素B链29位赖氨酸

12、侧链通过酰基化连接一个N-16-烷基 酸的14碳游离脂肪酸该游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰期。 Insulin Detemir（Levemir ）诺和诺德公司研制 glargine （Lantus）安万特公司研制胰岛素肺部吸入制剂-Exubera辉瑞、万安特以及Nektar 共同研发于2006.1.27被FDA批准一种作用快的胰岛素干粉吸入剂适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有速效化的特征重组DNA技术制造人胰岛素 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。已被淘汰反转录酶法：仿照天然合成途径 通过胰岛素原的cDNA合成，表达产物是胰岛素原，经工具酶切开，除去C-肽得人胰岛素。Ins A链Ins B链转化大肠杆菌发酵A链B链纯化二硫键活性胰岛素AB链合成人胰岛素破碎菌体 包含体 尿素溶解 复性