陈继峰《生物技术制药》第二章 生物药物概论

内容回顾生物技术制药（采用现代生物技术,借助某些微生物、植物、动物生产医药品）生物药物、生物技术、现代生物技术（概念、范围）生物技术发展史（三个阶段及代表产品）现代药物的产生过程

第二章生物药物概论第一节生物药物的来源、特性、分类与制备第二节人体来源的药物第三节动物来源的药物第四节植物来源的药物第五节海洋生物药物内容第一节生物药物的来源、特性、分类与制备

一.生物药物的来源

二.生物药物的特性三.生物药物的分类

四.

生物药物的制备一.生物药物的来源1.生物药物的定义

生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术、药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。

2.生物药物的原料来源

天然生物材料:动物、植物、微生物等。

人工生物材料:免疫法制备的动物原料、基因工程技术制备的微生物或其它细胞原料。二、生物技术药物的特性1分子结构复杂2具有种属特异性3针对性强，疗效高4稳定性差5基因稳定性6免疫原性7体内的半衰期短8受体效应9多效性和网络性效应10检验的特异性

二.生物药物的特性1.药理学特性2.在生产、制备中特殊性3.检验上的特殊性1.药理学特性⑴治疗的针对性强，治疗的生理生化机制合理，疗效可靠。细胞色素C：治疗组织缺氧性疾病，效果显著。

⑵药理活性高生物药物是从大量原料中精制出来的高活性物质。注射纯的ATP直接供给机体能，效果确切、显著。⑶毒副作用小，营养价值高

生物药物主要有:蛋白质、核酸、糖类、脂类等，这些物质对人体无害而且还有重要的营养价值。⑷生理副作用常有发生免疫反应、过敏反应2.在生产、制备中特殊性

(1)原料中有效物质含量低杂质种类多且含量高，因此提取、纯化工艺复杂。如胰腺中胰岛素含量仅为％，还含有多种酶、蛋白质等杂质，提纯工艺很复杂。(2)稳定性差生物药物的分子结构中一般具有特定的活性部位，生物大分子药物是以其严格的空间构象来维持其生物活性功能的，一旦遭到破坏，就失去其药理作用。引起活性破坏的因素有：生物性的破坏，如被自身酶水解等；理化因素的破坏，如温度、压力、pH、重金属等。(3)易变质腐败由于生物药物原料及产品均为营养价值高的物质，因此极易染菌、腐败，从而造成有效物质被破坏，失去活性，并且产生热原或致敏物质等。因此生产过程中对于低温、无菌操作要求严格。(4)注射用药要求生物药物由于易被胃肠道中的酶所分解，所以给药途径主要是注射用药，因此对药品制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性等都有严格要求。同时对其理化性质、检验方法、剂型、剂量、处方、贮存方式等亦有明确的要求。

3.检验上的特殊性

理化检验指标生物活性指标三.生物药物的分类生物药物的分类方法有三种:1.按药物的化学本质和特性分类2.按原料来源分类3.按生理功能和临床用途分类1.按药物的化学本质

和化学特性分类(1)氨基酸及其衍生物类药物亮氨酸、色氨酸、N—乙酰半胱氨酸、L—二羟基苯丙氨酸等。(2)多肽及蛋白质类药物蛋白质类药物有：血清白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素等；多肽类药物有：催产素、降钙素、胰高血糖素等。(3)酶与辅酶类药物

酶类药物可按其功能分为：消化酶类、消炎酶类、心脑血管疾病治疗酶类、抗肿瘤酶类、氧化还原酶类等。辅酶种类繁多，结构各异，一部分辅酶亦属于核酸类药物。(4)核酸及其降解物和衍生物类药物这类药物包括核酸(DNA，RNA)、多聚核苷酸、单核苷酸、核苷、碱基等。人工化学修饰的核苷酸、核苷、碱基等的衍生物，如5—氟尿嘧啶、6—巯基嘌呤等。(5)糖类药物糖类药物以粘多糖为主。(6)脂类药物主要有脂肪和脂肪酸类、磷脂类、胆酸类、固醇类、卟啉类等。(7)细胞生长因子类细胞因子是人类或动物各类细胞分泌的具有多种生物活性的因子。细胞生长因子类药物是近年来发展最迅速的生物药物之一，也是生物技术在该领域中应用最多的产品，如基因工程白细胞介素(IL)、红细胞生成素(EPO)等。它们的功能是在体内对人类或动物细胞的生长与分化起重要调节作用。近10年来人们广泛研究的细胞因子有干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等四大系列十几种细胞因子。(8)生物制品类从微生物、原虫、动物或人体材料直接制备或用现代生物技术、化学方法制成作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他疾病的制剂，统称为生物制品。

2.按原料来源分类

(1)人类组织来源的生物药物(2)动物组织来源的生物药物(3)植物组织来源的生物药物(4)微生物来源的生物药物(5)海洋生物来源的生物药物(1)人类组织来源的生物药物人类提供的原料制成的生物药物品种较多，疗效也好，又无副作用，但由于人类提供的原料受到法律或伦理方面的严格限制，批量生产生物药物就寄托在生物技术制药的研究上。现在投人生产的主要品种有：人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类。(2)动物组织来源的生物药物

该类药物包括动物脏器制药的全部内容。所用原料的来源丰富，价格低廉，可以批量生产。但由于提供脏器的动物种族差异较大，所以产品需要进行严格的药理毒理实验。还有由其他小动物制得的药物，如蛇毒、蜂毒等。(3)植物组织来源的生物药物植物药物是中草药的主要成分。它的有效成分为具有生物活性的天然有机化合物，如酶、蛋白质、核酸等。(4)微生物来源的生物药物微生物用于制药以抗生素生产最为典型；氨基酸、维生素、酶的生产也大量用微生物发酵技术。微生物发酵技术亦是生物制药技术的主要内容。(5)海洋生物来源的生物药物海洋生物种类繁多，是丰富的药物资源宝库。对新药开发具有很大潜力，已引起重视，但现有成型品种不多。3.按生理功能和临床用途分类(1)治疗药物(2)预防药物(3)诊断药物(4)其它生物医药用品(1)治疗药物生物药物对许多常见病、多发病有着很好的疗效。尤其对于疑难杂症，如肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病、免疫性疾病、内分泌障碍等，生物药物的治疗效果是其他药物不可比拟的。(2)预防药物以预防为主是我国医疗卫生工作的一项重要方针。许多疾病，尤其是传染性疾病，如天花、麻疹、百日咳等，预防比治疗更为重要。常见的预防药物有菌苗、疫苗、类毒素等。生物药物在预防疾病方面将显示出越来越重要的地位。(3)诊断药物大部分临床诊断试剂都来自生物药物。生物药物诊断的特点是：速度快，灵敏度高，特异性强。现已成功使用的有：免疫诊断试剂、单克隆抗体诊断试剂、酶诊断试剂、放射性诊断药物和基因诊断药物等。(4)其它生物医药用品生物药物在其他方面应用也很广泛，如生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料等。四.生物药物的制备

1.生物药物原料的选择、预处理与保存方法

(1)原料选择

有效成分含量高、新鲜；原料来源丰富，易得，原料产地较近；原料中杂质含量少；原料成本低等。原料的选择注意事项：植物原料要注意植物生长的季节性，选择最佳采集时间；微生物原料要注意微生物生长的对数期长短；动物原料有的要注意动物的年龄与性别。例如：幼年动物的胸腺比较发达，老龄后逐渐萎缩，因此胸腺原料必须采自幼龄动物；肝细胞生长因子是从肝细胞分化最旺盛阶段的胎儿、胎猪或胎牛肝中获得的。若用成年动物，必须经过肝脏部分切除手术后，才能获得富含肝细胞生长因子的原料。(2)原料的预处理与保存预处理:动物-速冻、植物-保鲜、微生物原料-与培养液分开进行保鲜处理。主要保存方法:①冷冻法该方法适用于所有生物原料。常用-40℃速冻。②有机溶剂脱水法常用的有机溶剂是丙酮。该法适用于原料少而价值高、有机溶剂对活性物质没有破坏作用的原料，如脑垂体等。③防腐剂保鲜法常用乙醇、苯酚等。该法适用于液体原料、如发酵液、提取液等。生物药物分离纯化的基本过程

发酵液细胞分离胞内产物胞外产物

细胞破碎固液分离浓缩初步分离高度纯化制剂产品

包含体细胞碎片分离变性复性2.生物药物的提取⑴生物组织与细胞的破碎

破碎方法:磨切法、压力法、反复冻融法、超声波震荡、自溶法、酶解法常用细胞破碎方法细胞破碎方法细胞类型研钵研磨法植物材料组织捣碎机捣碎法动物内脏、肉质植物材料匀浆机匀浆法动物脑组织、肉质植物材料超声波法细菌、微藻反复冻融法微藻、肉质植物材料化学溶胀法动物细胞、细菌酶解法细菌、酵母、植物细胞有机溶剂法细菌、酵母、组织培养细胞

⑵提取

破碎后立即提取,根据活性物质的性质，选择提取试剂种类、用量、提取次数、提取时间,注意提取温度、pH、变性剂等。惟有学习，不断地学习，才能使人聪明；惟有努力，不断地努力，才会出现才能。上次课内容复习生物药物的分类方法有几种，分别是什么？按照生物药物的来源、功能与临床用途分为哪几类？可以用作生产生物药物的人体来源的材料哪些？如何解决人体来源药物的局限性？3.蛋白质类药物的分离纯化方法

⑴沉淀法⑵按分子大小分离方法

⑶按分子所带电荷进行分离的方法⑷亲和层析法⑴沉淀法

原理是使蛋白质胶体颗粒的表面水化膜或表面电荷破坏，从而使蛋白质沉淀。常用的方法：盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、靶物质结合沉淀法(抗原-抗体)等。

⑵按分子大小分离方法有超滤法、透析法（膜分离法）、凝胶过滤法、超速离心法等。⑶按分子所带电荷进行分离的方法

氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质，具有等电点。在远离等电点的pH时便会带正电荷或带负电荷。包括离子交换层析法、电泳法、等电聚焦等都是利用电学性质进行分离的。⑷亲和层析法

大部分生物活性物质都有其作用的靶物质。如酶和底物、抗原和抗体、

激素与受体等，它们之间有特异的亲和作用。利用该性质进行的特异层析分离技术称为亲和层析。专一性强。亲和层析原理

亲和层析是利用蛋白质与配体专一性识别并结合的特性而分离蛋白质的一种层析方法。亲和层析的优点是一步就能得到高纯度的目标蛋白，缺点是制备特定蛋白质的专一性配体较为困难。⒋核酸类药物的分离纯化方法

主要方法有：提取法和发酵法

⑴提取法生产DNA和RNA主要技术是先提取核酸与蛋白质复合物，再解离核酸与蛋白质，然后分离RNA与DNA。⑵发酵法主要用于生产单核苷酸。⒌糖类的分离纯化方法

因各种糖类的性质和原料来源不同没有统一的提取纯化工艺，

只介绍多糖和粘多糖的一般分离纯化方法。

⑴提取方法：非降解法和降解法非降解法:适用于从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖。溶剂为水和盐溶液。降解法:适用于从组织中提取结合比较牢固的粘多糖。碱降解、酶降解。

⑵分离方法

常用的分离方法：沉淀法离子交换层析法

①乙醇沉淀法：4～5倍体积的乙醇可以使任何结缔组织中的粘多糖完全沉淀。

②离子交换层析法：

粘多糖的聚阴离子能很好地被阴离子交换吸附剂吸附和分离。例如DowexI-X2离子交换树脂、

DEAE-离子交换纤维素。用NaCl进行梯度洗脱。⒍脂类药物的分离纯化方法

⑴提取方法

脂类自然状态下是以结合形式存在的。非极性脂是与其它脂质分子或蛋白质分子的疏水区相结合。提取脂质药物就是要破坏这种结合键，将脂质溶解出来。溶剂：醇、氯仿、甲醇等。⑵纯化方法

①沉淀法：不同脂质在丙酮中溶解度不同，故常用它进行沉淀。

②吸附层析法：

吸附剂有：硅胶、氧化铝等。通过极性和离子力将各种化合物结合到固体吸附剂上。

洗脱：用极性逐渐增大的洗脱液，非极性先流出，极性后流出。

③离子交换层析法：

脂质分子有非解离、两性离子和酸式解离三种状态。在一定的pH条件下选择适当的离子交换剂可将他们提纯。⒎氨基酸类药物的分离纯化方法⑴氨基酸的生产方法①蛋白质水解法:

酸水解：用盐酸水解为常用方法，其优点是水解迅速、完全，产物全部是L-型氨基酸,缺点是色氨酸破坏。

碱水解：产生消旋作用。

酶水解：不完全②发酵法:需特异菌株③化学合成法:化学合成法一般得到的是DL—型氨基酸，尚需要对异构体拆分；④酶促合成法:工艺简单、转化率高、副产物少、易提纯。

⑵氨基酸的分离方法

①沉淀法：依据不同氨基酸在水中或其他溶剂中的溶解度差异进行沉淀分离。特殊试剂沉淀氨基酸

②吸附法：

氨基酸对吸附剂吸附力的差异进行分离。苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的分离就是利用活性炭对其吸附的原理。

③离子交换法：

氨基酸属于两性电解质，常用强酸型阳离子交换树脂。洗脱主要用pH梯度洗脱。第二节人体来源的药物一.人体来源药物的特点与研究意义⒈特点：

⑴安全性好⑵效价高、疗效可靠如蛋白浓度为10％的免疫球蛋白或特异性免疫球蛋白，其抗体效价比血浆中含量高10倍以上。⑶稳定性好冻干制剂，保存期长，有利于运输，使用。

⒉研究意义

⑴资源有限性

受法律和伦理的制约，仅血液、尿液、胎盘可用作原料。

⑵研究的重要意义

对医学和药学有重大意义。如知道了人胰岛素结构就可用基因工程技术生产人胰岛素。二、人体来源药物的种类与用途⒈人血液成分制品

发现血型，输血疗法的应用包括：全血制品、血液成分制品、血浆成分制品、体液细胞内成分制品等。

血液成分制品：红细胞、白细胞、血小板、血浆。

⑴、红细胞制剂

压积红细胞少含白细胞的压积红细胞冰冻贮藏红细胞⑵白细胞浓缩液白细胞是生产干扰素(IFN)的重要原料。干扰素(IFN)系指由干扰素诱生剂诱导有关生物细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质，可用于提高人体的免疫功能，人白细胞干扰素已可以完全纯化。用于制备干扰素的白细胞在使用时现制备。

白细胞疗法输注白细胞疗法，一般在肿瘤病人经细胞药物治疗后．处于骨髓细胞抑制期间遭受感染且各种抗菌素治疗无效情况下采用，疗效显著。白细胞(粒细胞)成分需用单采粒细胞技术(即将所有其他血液成分全部回输给供体)自供血者血循环中采集。用连续离心法收集粒细胞。⑶血小板制剂血小板的分离和使用在国外已经比较普遍。血小板制剂的适应症为白血病、淋巴瘤及其他肿瘤因治疗而导致的骨髓抑制症状。许多再生障碍性贫血病人往往需要长时间输注。⑷新鲜冰冻血浆（FFP）新鲜冰冻血浆能有效地保存血浆中各种生物活性成分的功能。FFP产品规定自采血到血浆冰冻的时间不超过8h，在-30℃以下保存。FFP可在许多临床疾病中应用，包括先天性或获得性凝血因子缺乏症、免疫球蛋白缺乏症等。

⒉血浆的综合利用

项目含量血浆占人体体重的量8％血浆占全血的量50％血浆中水分占血浆的量92％血浆中蛋白质占血浆的量6％～7％白蛋白＋IgG占血浆总蛋白的量65％

IgA+IgM+Fg+C3+Tr+·····25%

其他百余种微量蛋白多肽成分含量占血浆总蛋白的量10%不同生理功能的几类主要成分：⑴转输蛋白类

在血液循环中对机体的营养物质、代谢产物、激素、药物等进行转输的血浆蛋白。包括：白蛋白、脂蛋白、转铁蛋白等。⑵免疫球蛋白

构成体液免疫系统。包括：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE⑶凝血系统蛋白(因子)

包括：与凝血有关的蛋白质、酶和因子等。血浆中的凝血系统蛋白，在维持机体的正常凝血机制、保护血管渗漏方面起着重要作用。⑷补体系统蛋白

是机体防御体系之一，在吞噬、调理、趋化和细胞溶解等起重要作用。包括：C1～C9和其它。

⑸蛋白酶抑制物类在蛋白酶抑制物中，α1抗胰蛋白酶(α-1AT)含量最高，它能保护机体正常细胞不受蛋白酶的破坏和损伤，能协助控制感染和炎症，维持机体内环境的稳定。许多蛋白酶抑制物在体内的分工协作，维持了机体内环境的稳定。

⒊人体液细胞中的活性物质人体液细胞包括：红细胞、白细胞、淋巴细胞、血小板、成纤维细胞等。细胞内的活性物质：血红蛋白、SOD、IFN(干扰素)、IL-2（白细胞介素-2）等。⒋其它原料的利用

⑴人胎盘：制品主要有胎盘丙种球蛋白，人胎盘白蛋白、人胎盘RNA酶抑制剂等。

⑵人尿液:

尿激酶、激肽释放酶、尿抑胃素、蛋白酶抑制剂、睡眠因子、集落刺激因子(CSF)和表皮生长因子(EGF)等。⒌细胞因子

⑴特点和生理作用:细胞因子系在体内或体外对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。在临床上，细胞因子可促进受损组织的恢复，但对正常组织无作用。如肝细胞生长刺激因子(HEGF)，用作肝部分切除后的肝组织再生剂，用量极微。

⑵种类

100种以上⒍人体激素激素是调节机体正常发育与活动的重要物质，是一类动物体内腺体细胞和非腺体组织细胞所分泌的化学信息分子。激素主要有蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素和脂类激素。三、人体来源药物的制备实例1.人血浆白蛋白制剂的制备主要功能：人血清白蛋白(Humanserumalbumin,HSA)，是人血浆中的重要组成部分，约占血浆总蛋白的65％。具有多种生理功能，可以增加血容量和维持血浆胶体渗透压，调节组织与血管之间水分的动态平衡。白蛋白的二级结构含有48％的α-螺旋和15％β-折叠结构，具有很多的网状空隙，可以输送体内不同活性物质，如将有毒物质输送到解毒器官，是许多内源因子和外源药物的载体。同种白蛋白制品无抗原性。结构和性质：白蛋白为单链分子，由584个氨基酸残基组成，N端为天门冬氨酸，C端为亮氨酸，Mr为66x103，在离子强度为时，pI为，易溶于水，在60％硫酸铵饱和度以上沉淀。对酸较稳定，受热变性。种类：从人体中分离的白蛋白有两种一种是从健康人血浆中分离制得的人血清白蛋白，另一种是从健康产妇胎盘中分离制得的胎盘白蛋白。白蛋白制备的工艺路线工艺特点：络合(利凡诺沉淀)：血浆在搅拌下用NaHCO3调节pH至，加入等体积的2％利凡诺溶液，充分搅拌后静置2-4h，分离上清与络合物沉淀。解离：在沉淀中加灭菌蒸馏水。用HCl调节pH至弱酸性，加NaCl至％％搅拌下进行解离。加热去杂蛋白：充分解离后，65℃恒温1h，离心分离出上清液。热处理(60℃，10h)：灭活病毒。检验：冻干品为白色硫松物体。白蛋白含量占95％以上，水分＜1％，水溶后pH为，硫酸铵＜％，细菌学和热原质检测合格。外源白蛋白的不足之处：白蛋白在人体内降解速度较快，稳定性差，易变性失活，易从血液循环中清除，单独作为药物载体时缓释时间较短。PEG修饰人血清白蛋白PEG(聚乙二醇)与蛋白质有良好的相容性，PEG修饰后可以增加蛋白质的稳定性，延长血浆半衰期，降低免疫原性和抗原性，降低毒副作用和提高膜的渗透性（Francescoetal,2005）。PEG的末端羟基活性很差，在温和的环境中很难与蛋白质进行偶联，需要使用活化剂，可以使用的活化剂有：氰尿酰胺、羧基二咪唑、环已基碳二亚胺、N-羟基琥珀亚胺、2,4,5-三氯苯基氯甲酸酯（Robertsetal,2002）N-羟基琥珀亚胺(NHS)修饰单甲氧基聚已二醇（mPEG）制备SC-mPEG，然后修饰人血清白蛋白（HSA）获得了mPEG-HSA。可用作蛋白质产品的稳定剂或药物的载体，用于药物的长效缓释剂（徐超等，2006）。尿激酶（Urokinase）的制备⑴结构与性质

分子量为的天然尿激酶是由和两条链通过二硫键连接。属丝氨酸蛋白酶。

底物：血纤维蛋白溶酶原是唯一的天然蛋白质底物,作用其Arg-Val键，使纤溶酶原转为纤溶酶。尿激酶的pI为8-9，溶液状态不稳定。广泛用于治疗各种新血栓形成或血栓梗塞疾病。

⑵尿激酶的工艺路线工艺要点材料:男性尿，8h内处理。调尿液以下，电导20-30M/Ω，细菌数1000个／ml以下。硅藻土吸附：处理好的尿液加入1％的硅藻土，5℃下搅并吸附1h。洗脱：硅藻土吸附物，用5℃冷水洗涤后装柱，用％氨水内合NaCl溶液洗脱，当洗脱液由清变挥时开始收集。除热原、色素：上述收集液用饱和NaH2PO4，调，加NaCl调电导至22M/Ω，通过DEAE—SephadexA50层析柱，收集流出活性部分。CM—C浓缩：上述收集浓用1mol/LHAc至，用蒸馏水调电导至16-17M/Ω，通过CM-C层析柱。然后用10倍体积的的HAC-NaAC缓冲液洗涤柱床。洗后用％氨水．1mol/LNaCl溶液洗脱尿激酶。收集活性组分．杂质被吸附。

产品质量：无色澄清液或白色冻干粉末。酶活力＞15000IU/mg蛋白质。绒膜促性激素(HCG)的制备白细胞介素—2(IL—2)的制备

⒈可进一步开发新产品

⑴血液的利用用低温乙醇工艺，除冷沉淀外，可将血浆蛋白分离为Ⅰ～Ⅴ个组分。目前仅利用Ⅰ（纤维蛋白原）、Ⅱ（免疫球蛋白）、Ⅴ（白蛋白）3个组分。⑵其它原料的利用胎盘、尿液等。

四、人体来源药物的研究前景⒉用现代生物技术生产人类活性物质

基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程在生物制药中发挥重要作用。用基因工程生产的干扰素、白细胞介素、红细胞生长因子（EPO）研制成功。例如：人体防御素（Humandefensins）研究防御素分子存在于脊椎和非脊椎动物体内，包括昆虫防御素、ａ防御素和β防御素三类，其中ａ防御素仅存在哺乳动物体内，而β防御素除哺乳动物外，也存在鸟类体内。人体含有6种ａ防御素，3种β防御素和一种θ防御素。防御素具有抗细菌（革兰氏阴性和阳性菌），抗真菌和抗包膜病毒的活性。另有人认为，防御素可以进一步内在化，并且破坏DNA和干扰蛋白的合成，最后杀死细菌。防御素的分子很小，有可能穿过革兰氏阳性菌的细胞壁。除直接杀菌作用外，防御素还是信号分子。尽管防御素在人体天然免疫中发挥重要作用，但到目前为止，尚未有防御素应用于临床的报道。防御素活性受到血清和盐离子强烈抑制，使之无法应用于全身治疗，限制了防御素的开发和应用。但应用于局部治疗或外用，以及作为免疫佐剂，仍具有很好开发前景。第三节动物来源的药物

一、动物来源的药物的特点⒈原料来源丰富动物原料主要有牛、猪、羊等的器官、组织、腺体、血液、毛角等。其次是各种小动物。这类资源的来源丰富且健康、新鲜。

⒉要重视安全性动物与人体的种族差异较大，因此活性物质的结构也有一定的差异。特别是蛋白质类药物在化学结构和空间结构上都会有不同程度的差别。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，严重者会有生命危险。因此，对此类药物的安全性研究要特别引起重视。同时也要重视药效问题。

二、动物来源的药物的种类与用途⒈动物多肽与蛋白质类药物

⑴动物多肽药物

①多肽激素有垂体多肽激素、下丘脑激素、甲状腺激素、胰岛激素、胃肠道激素、胸腺激素等。

②多肽类细胞因子含有多肽成分的其他生化药物：此类药物品种繁多且不断更新。如脑氨肽、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。此类药物大部分是多种物质的混合物。

⑵动物蛋白质类药物包括蛋白质激素、血浆蛋白质、蛋白质类细胞因子、粘蛋白、胶原蛋白、其他蛋白等。⒉动物酶与辅酶类药物

⑴促消化酶类这类酶的作用是水解和消化食物，使其变成易于吸收的营养物质。如将蛋白质水解成氨基酸，将多糖类水解成单糖，将脂肪水解成脂肪酸和甘油等。

美国出售的消化酶制剂⑵消炎酶类①酶有提高从毛细血管到结缔组织的通透性的特点。②蛋白消退浮肿。蛋白注射后可以抑制实验性蛋白浮肿、芥辣粉油引起的炎症和浮肿、葡萄糖引起的浮肿等。现在用得最多的消炎酶是溶菌酶。在片剂与胶囊的酶制剂中，常用的消炎酶有：溶菌酶、菠萝蛋白酶、α-胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、明胶肽酶、RNA酶等。⑶治疗心脑血管类疾病的相关酶生命在于矛盾，在于运动，一旦矛盾消除，运动停止，生命也就结束了。在健康人体血管中，凝血和抗凝血保持着动态平衡，既无血栓形成，也无出血现象发生。血纤维蛋白在凝血与解凝过程中起着重要作用。心脑血管疾病中，多发病之一是血栓，也是危害中老年人生命的重要疾病之一。防止血栓的形成和清除已形成的血栓的最有效的酶是纤溶酶，它可溶解纤维蛋白原和纤维蛋白，发挥其溶解血栓作用。纤溶酶激酶能够激活纤溶酶原使其变成有活性的纤溶酶而发挥溶血栓作用。已用于临床的酶类主要有纤溶酶、尿激酶、蚓激酶、链激酶、凝血酶等。

⑷抗肿瘤的酶用于治疗肿瘤的酶，有L-门冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋氨酸酶、组氨酸酶等。L-门冬酰胺酶是一种引人注目的抗白血病药物，它是利用门冬酰胺酶选择性地剥夺某些类型肿瘤组织的营养成分，干扰或破坏肿瘤组织代谢，而正常细胞能自身合成门冬酰胺而不受影响。

⑸与电子传递有关的治疗酶⑹其它药用酶⑺动物辅酶类药物主要动物来源的酶类药物⒊动物核酸类药物

⑴组成与作用核酸是由核苷酸组成的，核苷酸又由碱基、戊糖和磷酸三部分组成。戊糖与碱基组成的单元叫核苷。

DNA、RNA均有复杂的二级和三级结构，它们在生物的遗传、变异、生长发育以及蛋白质合成等方面起着重要的作用。⑵主要种类与用途（主要核酸类药物）HaveaRest!⒋动物糖类药物动物多糖类药物以粘多糖类为主。粘多糖是一类脑外生物大分子物质，是动物体内蛋白多糖分子中的糖链部分。粘多糖的生物合成起始于核心蛋白，经过多种糖基转移酶和有关修饰酶的作用，形成有特定顺序的重复单位的线性分子。此类成分具有多种药理活性，包括抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤及抗放射性等作用。（1）、粘多糖的种类与分布广义的粘多糖包括粘多糖、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。多糖类药物以粘多糖为主，包括中性粘多糖和酸性粘多糖。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。其他动物如腔肠动物、海绵动物中含量也较高。重要药用粘多糖：甲壳素、硫酸软骨素、肝素、透明质酸等的存在部位与功能列于下表。(2)粘多糖制备的一般方法

粘多糖分离的主要步骤有：原料处理，提取（包括降解法和非降解法)，去除非粘多糖，脱色，脱蛋白等，纯化，用乙醇分级沉淀，季铵盐络合沉淀，离子交换柱层析分离，分子筛分离，亲和层析等。

⒌动物脂类药物

脂类药物种类与分布：主要包括有脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类(含固醇类)、卟琳及其衍生物等。动物脂类药物中脂肪酸及磷脂类主要分布在脑、脊髓等神经组织中，脂肪组织、肝等含量亦较丰富；胆酸类药物分布以胆汁为主，卟啉类以血液为主。

主要动物脂类药物（1）主要动物脂类药物（2）脂类药物的另一特点是，从生物组织制得的脂类药物再经过分子改造，可以得到更高疗效的产品。分子改造可采用酶促合成或化学半合成，再经提纯制得。例如以胆酸为原料经氧化或还原可分别制得去氢胆酸或去氧胆酸。脂类药物的制备：可以通过提取法、水解法、生物转化法、化学合成或半合成法活动获得。⒍动物细胞因子细胞因子在体内或体外对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。包括细胞生长因子和细胞生长抑制因子。在临床上，细胞因子可促进受损组织的恢复，但对正常组织无作用。(1)主要动物来源的细胞生长调节因子(1)主要动物来源的细胞生长调节因子（续表）阳离子抗菌小肽（cationicantibioticsmallpeptides）是一组长12~60个氨基酸的富含赖氨酸或精氨酸的带正电荷短肽，在各种动植物体内均广泛存在，是高等天然免疫的重要组成成分。有的细菌也产生此类小肽，作为与其他细菌竞争的武器，如乳酸菌产生的乳链菌肽（nisin）就是一例。这些分子都具有两个特点：富含正电荷和具有双性特征，即分子表面一部分疏水而另一部分亲水。正电荷特性利于抗菌肽与靶细胞表面带负电的位点结合，而双性特征对膜结构的破坏效应是必需的。常见动物（哺乳动物、两栖动物和昆虫）来源的阳离子抗菌小肽见表。抗真菌肽LP-1的制备动物来源药物制备实例胰岛素的制备1)胰岛素的性质

胰岛素的pI＝，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；Mr近6000；能与锌离子结合成锌胰岛素。锌胰岛素在pH＝2的水溶液中呈二聚体。制备猪胰岛素的工艺路线制备胰岛素工艺要点：提取：纹碎胰脏，再加倍的86％~88％乙醇和5％的草酸，提取3h。浓缩：上清液过滤后，在30℃减压浓缩至比重为。除酸性蛋白：盐折物中加入7倍量的蒸馏水溶解，再加3倍量冷丙酮，用氨水调pH至，补加丙酮，使水﹕丙酮为7﹕3，搅拌后过夜，离心去除酸性蛋白沉淀。锌沉淀：滤液用氨水调pH为，加人％醋酸锌溶液(20％浓度)，再用氨水调pH至，4℃放置过夜；收集沉淀，冷丙酮洗涤，干燥。除碱性蛋白、结晶：按干品重量计，每克加冰冷的2％柠檬酸溶液50mL、％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，过滤；滤液用10％柠檬酸溶液调，补加丙酮，使溶液含丙酮达16％；慢速搅拌3~5h使结晶析出；再转入5℃左右放置3~4天，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。如果一个人充满信心地朝他的理想迈进，并且

努力去过他想过的生活，他常常会有意想不到的成功。三、动物来源药物的研究前景（１）１.动物资源中活性成分的深入研究与扩大开发

动物资源研究主要包括：

（１）哺乳动物中药用活性物质研究包括脏器及腺体、血液及其他体液、骨与皮组织等。研究方向是用新技术来生产老品种，研究新的生物药物的纯化、结构与用途；继续发现新的活性物质。

（２）陆生其它动物药物研究包括鸟类、昆虫类、爬行类、两栖类等，这些动物中许多活性物质具有特殊的药物功能，如蛇毒是哺乳动物中所没有的。（３）水生动物药物研究三、动物来源药物的研究前景（2）２.现代生物技术在动物药物研究中的应用主要包括：抗体工程、基因工程、细胞工程、酶工程与发酵技术等。这些技术的应用对于生产动物体内微量的活性物质将起到重要作用。同时这些技术的引入对于发现新的活性物质等亦具有重要意义。三、动物来源药物的研究前景（3）３.动物药物的分子改造、化学合成与新药设计根据动物药物，特别是对Mr不太大的药物，如活性多肽、活性多糖、不饱和肪酸类、核酸降解物等，可根据其结构和功能特点与规律进行生物药物设计，进而运用现代生物学和化学技术进行合成或半合成，或对提取药物进行分子改造以提高疗效，降低毒副作用。第四节植物来源的药物一、植物来源药物的特点

约40%的药物来源于植物。种类繁多，结构复杂。除小分子天然有机化合物外，还含有众多的生物大分子活性物质。如蛋白质、多肽、酶、核酸、糖类、脂类等。二、植物来源药物的种类与用途⒈植物中的天然有机化合物

⑴糖和糖苷类

种类繁多，是生物药物的一个重要组成部分。

⑵苯丙素类

如苯丙烯、苯丙酸、香豆素等。

⑶醌类

如辅酶Q10、紫草素等。⑷

黄酮类

如黄酮醇、花色素、黄芩苷等。⑸鞣质

如奎宁酸、槲皮醇等。⑹萜类

青蒿素、齐墩果酸等。⑺甾体

乌沙苷元、毛地黄毒苷元等。⑻生物碱

咖啡因、喜树碱等。药用植物天然化合物⒉植物蛋白质、多肽、酶类生理

活性物质的种类和作用目前应用植物作原料制备蛋白质、多肽、酶类的药物品种不多，这是由于这些生物大分子物质在结构上与人体种族差异很大，免疫反应强烈。目前多用于口服和外用。部分植物蛋白质、多肽、酶类生理活性物质名称来源功能天花粉蛋白瓜娄引产蓖麻毒蛋白蓖麻籽抗癌胰蛋白酶抑制剂大豆治疗胰腺炎木瓜蛋白酶木瓜汁促消化消炎超氧化物歧化酶沙棘消除自由基麦芽淀粉酶麦芽助消化脲酶刀豆分解尿素⒊植物糖类药物⑴单糖类：葡萄糖、果糖、核糖等，糖酸类有维生素C等，糖醇类有木糖醇、山梨醇、甘露醇等。⑵聚糖类：低聚糖有蔗糖、麦芽糖等，多聚糖有淀粉、纤维素、人参多糖、黄芪多糖、海藻酸等。⑶糖的衍生物：葡萄糖-6-磷酸、氨基葡萄糖等。现已用于临床治疗的主要植物糖类药物⒋植物脂类药物醌类、黄酮类、萜类、甾类、苯丙素、鞣质等均属于植物脂类药物。⑴脂肪和脂肪酸类：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸。⑵磷脂类：大豆磷脂⑶固醇类：β-谷固醇、豆固醇等植物来源药物制备实例1．茶叶超氧化物歧化酶(SOD)的制备植物SOD的研究近年来引起了科学家们的特别重视，一是因为它具有清除体内过量的超氧自由基(02-﹒)的功能，对于预防衰老、血管硬化等有显著效果；二是植物SOD稳定性较动物好。主要用于保健品、美容品等。比较好的品种有：刺梨、沙棘、茶叶等植物SOD。茶叶中制备SOD工艺路线工艺要点：提取：20g丙酮干粉中加入20g聚己内酰胺和的磷酸钾缓冲液，研磨提取。氯仿—乙醇沉淀杂质，用氯仿︰乙醇=2︰3(体积分数)的混合液加入倍体积。丙酮沉淀酶：取40％至70％丙酮沉淀的酶组分。SephadexG100柱分离用样品：用的磷酸钾缓冲液解粗酶，经超滤浓缩后上柱。DEAE-纤维柱分离：先用的磷酸钾缓冲液平衡柱子。洗脱用的磷酸钾缓冲液进行梯度洗脱，收集活性组分。2、植物不饱和脂肪酸的制备植物不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等，它们含有不同量的（C＝C）双键，具有抗氧化，防止血管硬化的功能。在肌体内也用于合成其他生物活性物质，如前列腺素E1、E2等的原料。亚油酸制备的工艺路线亚油酸制备的工艺特点：皂化，酸化：取玉米油33L，搅拌下加入20％NaOH，继续搅拌15min，于25-40℃静置皂化48h；取出皂化物(固体)，捣成碎块，慢慢加入45％-50％的硫酸，搅拌，酸化温度在30-40℃，6-7h酸化完毕，得租品。水洗，脱水：取粗品1L，置于5L分液漏斗中，加入30℃水2L，振摇，分层后，分去水层；反复洗5-7次至无硫酸根检出为止。加入10％(g/ml)无水硫酸钠脱水，振荡，在25-30℃静置48h，即得精品。用玻璃砂漏斗过滤得精品。密闭，避光保存。植酸钙镁与肌醇的制备胡萝卜素、番茄红素专题1——茶多酚的提取专题2——紫杉醇的生产三、植物来源药物的研究前景（１）由于药用植物本身具有种类多、疗效突出等特点，在自然界中分布比较有限，因此利用生物技术研究与开发植物药物，倍受各国重视。１.植物细胞培养研究工作（１）植物细胞大规模培养技术及植物细胞培养的培养装置研究（２）重点培养的植物细胞工程项目有：红豆杉细胞培养产生紫杉醇，鬼臼类植物细胞培养产生鬼臼毒素，长春花细胞培养产生春新碱，毛地黄细胞培养产生地高辛等。三、植物来源药物的研究前景（２）２.植物组织培养通过组织培养生产含有效成分多的药用植物植株。在该方面台湾药物研究所工作十分出色，走在世界前列。生物技术，特别是植物细胞培养技术用于植物药物生产，将解决植物药物原料短缺的难题。３.天然药用植物中有效成分的分离、纯化，结构、功能测定。植物中表达的人类与动物疫苗转基因植物生产的药物蛋白植物中表达抗体第五节海洋生物药物一、海洋生物药物的研究海洋生物来源的药物，又称海洋药物。国外自20世纪60年代开始对海洋天然药用活性物质进行深入的研究。各国科学家对海洋藻类、微生物、海绵、棘皮动物、腔肠动物、软体动物、鱼类等海洋生物进行了广泛的研究，从中分离和鉴定了数千种海洋天然物质，它们的特异化学结构多是陆地天然物质无法比拟的。许多物质具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗凝血等药理活性作．为海洋新药开发研究打下了基础。二、海洋生物及海洋生物药物的种类与用途⒈海藻海藻分为绿藻门、褐藻门、蓝藻门、红藻门等10门，10,000多种。从中已生产出褐藻酸钠、烟酸甘露醇酯、六硝基甘露醇等多个品种，用于抗肿瘤，防止心血管疾病等。

⒉腔肠动物腔肠动物是原始多细胞动物，有9,000多种。目前开发的不多．正在研究的项目有，从柳珊瑚提取前列腺素A2及萜类抗菌药物，抗神经毒剂柳珊瑚酸衍生物的合成等。⒊节肢动物如虾、蟹壳可用于生产甲壳质。⒋软体动物软体动物有80,000种，包括螺、蚌、乌贼等。从软体动物中分离的活性物质有多糖、多肽、糖肽、毒素、酶、凝集素等。它们分别具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌、降血脂、止血和平喘等生理功能。⒌棘皮动物棘皮动物有6,000多种，包括海星、海胆、海参等。海星的毒素，大多数类似溶血性的皂素型化合物。海胆毒素能使呼吸困难、溶血。海胆含有丰富的二十碳五烯酸(EPA)，用于防治冠心病。海参素有抗癌作用。⒍鱼类鱼类有20,000多种，已用于制造的多种药物有：鱼肝油、鱼软骨素、鱼细胞色素C、磷脂酰胆碱(卵磷脂)、脑磷脂等。⒎爬行动物主要有海蛇、海龟等。海蛇毒含有蛋白酶、透明质酸酶、转氨酶、胆碱脂酶、RNA酶、DNA酶、磷脂胆碱酶等，具有镇痛作用。⒏海洋哺乳动物鲸、海豚、海狗、海豹等。利用它们的脏器和腺体已制成多种药物，如鲸肝抗贫血剂，海狗17肽(海狗骨骼肌)有扩张血管、降低血压的作用。⒐其它海洋动物

海绵动物、环节动物、两栖动物等也都是重要海洋生物材料。其中海绵毒素、海绵皂苷、海绵脂肪酸等的研究已引起重视。重要的海洋药物三、海洋生物药物的制备实例1．黄海葵强心肽A(AP—A)的制备海洋生物中，有许多含有多肽或蛋白质毒素，这些毒素往往具有特殊的药物功能。如海绵毒素、海葵毒素等的强心功能，棘皮、软体等动物的抗癌肽的抗癌功能等。黄海葵强心肽就是其中一种。人们已从黄海葵中分离出具有强心作用的黄海葵强心肽A、B、C(anthopleurinA、B、C)。AP—A由49个氨基酸组成，Mr为5500，属碱性多肽。AP-A分离的工艺流程工艺要点

柱层析