生物化学课件-第18章：生物药物

第十八章

生物药物第十八章

生物药物1第一节生物药物概述一、生物药物的概念：biopharmaceutics利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物与免疫学、药学等的原理与方法制造的一类用于预防、诊断、治疗的药物。包括各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。第一节生物药物概述一、生物药物的概念：biop2现代生物药物四大类型：基因重组多肽、蛋白质类治疗药物；基因药物：即基因疫苗、反义药物和核酶等；天然生物药物，来自动物、植物、微生物、海洋生物的天然产品；合成和部分合成生物药物。现代生物药物四大类型：3二、生物药物的发展二、生物药物的发展41.传统生物制药（Traditionalbiopharma-ceutics）技术阶段是指从生物材料粗加工制成粗制剂阶段。上古时期4世纪7世纪

炎帝,传说上古时期姜姓部落的首领，又称赤帝、烈山氏，即神农氏(或神农氏的子孙)，相传用蟾酥治疗创伤。

葛洪(284～364),东晋教理论家、医学家、炼丹术家。字稚川，自号抱朴子，丹阳句容（今属江苏）人。《肘后良方》中记载用海藻治瘿病。

孙思邈（581～682），京兆华原（即今陕西省耀县）人，唐代著名道士，医药学家，被世人尊称为“药王”。公元631～682，孙思邈用羊肝治“雀目”。

1、早期生物药物阶段1.传统生物制药（Traditionalbiopharm52.近代生物制药发展阶段（RecentBiopharmaceutics）（1）脏器制药与微生物制药时期（2）生化制药工业时代00502575RecentBiopharmaceutics20thCentury20世纪20年代：胰岛素、甲状腺素、EAA、EFA、VitC20世纪40年代：青霉素20世纪50年代：皮质激素、垂体激素20世纪60年代：酶制剂、维生素60年代后，进入第二个发展时代:生化制药工业时代。生物分离工程技术与设备广泛应用。生化产品达600多种。2.近代生物制药发展阶段（1）脏器制药与微生物制药时期0063).重组人工DNA分子1972年H.W.Boyer和P.Berg把SV40的DNA和λ噬菌体分别切割又将两者连接在一起成功构建第一个重组人工DNA分子1972年，Boyer实验室首先发现EcoRI核酸限制性内切酶2).限制性内切酶4).基因克隆1973年，Cohen等人首次在体外将重组DNA分子导入大肠杆菌1953年首次提出了DNA双螺旋结构提出了DNA复制假说1).DNA双螺旋模型3.现代生物制药阶段（ModernBiopharmaceutics）3).重组人工DNA分子1972年H.W.Boyer和P.71982.10重组胰岛素上市，迄今已有166多种生物技术药物投放市场，369种进入三期临床，760多种进入I-II期，2600多种处于临床前研究。1982.10重组胰岛素上市，迄今已有166多种生物8生物药物的特点药理学特性（1）治疗的针对性强：治疗的生理生化机制合理，疗效可靠。如：细胞色素c治疗组织缺氧。

（2）药理活性高：精制的高活性物质，具高效的药理活性。（3）毒副作用小，营养价值高：主要是蛋白、核酸、糖、脂类等（4）生理副作用常有发生：不同生物、不同个体的活性物质的结构有差异。表现在免疫反应和过敏反应。生物药物的特点药理学特性92、生产、制备中的特殊性（1）原料中的有效物质含量低：杂质种类多且含量高，提取纯化工艺复杂。如，胰腺中胰岛素的含量仅0.002%。（2）稳定性差：生物大分子药物是以严格的空间构象来维持其生物活性功能，一旦受到破坏，即失去其药理功能。如被体内酶水解，理化因素等。（3）易腐败：原料和产品均为高营养物质，易染菌、腐败，失去活性，并产生热源和致敏物质2、生产、制备中的特殊性10（4）注射用药有特殊要求：生物药物易被胃肠道中的酶所分解，所以多为注射用药。因此对制剂的均一性、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、贮存方式等也有明确要求。（5）相对分子质量较大.（6）生产工艺可能影响活性3、检验上的特殊性（1）理化检验指标（2）生物活性检验指标（4）注射用药有特殊要求：生物药物易被胃肠道中的酶所分解，所11第二节生物药物的分类与临床用途一、生物药物的分类（一）按其来源和制造方法对生物药物分类1.动物来源：来源于动物脏器2.微生物来源：发酵第二节生物药物的分类与临床用途一、生物药物的分类12微生物药物(microbialmedicine)

微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbialtransformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。细菌放线菌真菌细菌放线菌真菌13（1）抗生素（1）抗生素14（2）维生素（3）氨基酸（4）酶抑制剂（5）免疫抑制剂（2）维生素153.植物来源4.现代生物技术产品：基因工程，单克隆抗体，转基因动物。5.化学合成：多肽，核酸片段3.植物来源16（二）按药物的化学本质和化学特性来分

1.AA及其衍生物类药物2.多肽和蛋白质类药物3.酶与辅酶类药物4.核酸及其降解物和衍生物类药物5.糖类药物6.脂类药物7.细胞生长因子类8.生物制品类（二）按药物的化学本质和化学特性来分17（三）按生理功能和用途分类

1.治疗用药2.预防用药3.诊断用药4.其他生物医药用药：生化试剂、保健品、化妆品、食品、药用材料。（三）按生理功能和用途分类18二、生物药物的临床用途（一）作为治疗药物

1、内分泌障碍治疗剂7、抗病毒药物2、维生素类药物8、抗辐射药物3、中枢神经系统药物9、抗肿瘤药物4、血液与造血系统药物10、计划生育药物5、呼吸系统药物11、生物制品类治疗剂6、心血管系统药物

二、生物药物的临床用途（一）作为治疗药物19（二）作为预防药物传统性疫苗：

灭活疫苗是经过处理后，去除致病力，保留其免疫原性而成的疫苗。

减毒疫苗是指保留一定的剩余毒力和免疫性制成疫苗，接种人体后，使机体产生一定的感染而获得免疫力。新型疫苗：

重组疫苗应用基因工程技术制成的疫苗，如基因重组乙肝疫苗。基因重组方法还可制成更多种类、更价廉、更安全有效的疫苗或多价疫苗。

核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直接导入动物体细胞内,并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。（二）作为预防药物20（三）作为诊断药物1、免疫诊断试剂2、酶诊断试剂3、器官功能诊断试剂4、放射性核素诊断药物5、诊断用单克隆抗体6、基因诊断芯片（三）作为诊断药物21（四）用作其他生物医药用品

1、生化试剂系列2、生物医学材料3、营养保健品及美容化妆品

（四）用作其他生物医药用品22第三节生物药物的研究进展一、天然生物药物的研究发展前景

1．深入研究开发人体来源的新型生物药物2．扩大和深入研究开发动物来源的天然活性物质3．努力促进海洋药物和海洋活性物质的开发研究4．综合应用现代生物技术,加速天然生物药物的创新和产业化5．中西结合创制新型生物药物。第三节生物药物的研究进展一、天然生物药物的研究发展前景23二、生物技术药物研究发展前景生物技术药物（也称基因工程药物，Biotechdrugs）,指以DNA重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子等药物。2008年生物技术药物的市场销售将达到600亿美元。二、生物技术药物研究发展前景241．生物技术药物的发展已进入蛋白质工程药物新时期第一代重组生物技术药物逐渐被第二代蛋白质工程药物所取代,蛋白质工程技术日新月异,点突变技术（site-directedmutagenesis）、DNA改组技术（DNAshuffling）、融合蛋白技术、定向进化技术（directionevolution）、基因插入及基因打靶等技术使蛋白质工程药物新品种迅速增加。1．生物技术药物的发展已进入蛋白质工程药物新时期252．发展新型生物技术药物与疫苗和治疗性抗体。

FDA已批准17种治疗性抗体，在抗肿瘤、治疗风湿性关节炎，防止感染、抗血小板凝集等方面疗效突出。在369种进入临床试验的生物技术药物中有75种是抗体类产品，如抗TNFα嵌合抗体，TNFα-R-Fc融合蛋白。3．新的高效表达系统的研究与应用。4．生物技术药物新剂型研究迅速发展。2．发展新型生物技术药物与疫苗和治疗性抗体。265．生物芯片在药物研究中的应用生物芯片（biochip）是指通过微加工和微电子技术在固体载体的表面上构建的可准确、大信息量检测生物组分的微型分析系统,它包含基因芯片（genechip）、蛋白质芯片（proteinchip）、细胞芯片（cellchip）、组织芯片（tissuechip）和小分子芯片（small-moleculemicroarray）及芯片实验室（lab-on-a-chip）或微流芯片（microfuidics）等种类。5．生物芯片在药物研究中的应用276、反义核酸药物和RNA干扰

使用互补的核酸与特定的mRNA相结合，抑制其作用，这种核酸药物的先驱就是反义药物。7、将基因组学和蛋白质组学的研究成果转化为生物药物技术新药的研究与开发。6、反义核酸药物和RNA干扰28第四节生物技术药物一、美国，欧盟和中国生物技术药物的比较（一）美国批准的生物技术药物（二）欧盟批准的生物技术药物（三）中国批准的生物技术药物第四节生物技术药物29从生物药物品种看，北美制药企业占据了63%，欧洲为25%，日本为7%，包括中国在内的其他地区比较少，加一起只有5%；从市场份额看，也是北美和欧洲占了绝大多数，两者之外的其他地区合计为37%。近年来发展较快的生物技术药物包括：1）抗体药物，2007年全球市场达到258亿美元，约占生物药物的三分之一，2010年达480亿美元；2)疫苗，虽然销售额并不太高，2009年380亿，因此销售额不会太高，但其产量及品种也占生物技术药物的三分之一；3)其他生物治疗药物，包括基因工程药物、核酸药物、细胞治疗、基因治疗等，市场规模合计约400亿美元。生物化学课件-第18章：生物药物30在国际上生物技术已取得的研究成果中，60%以上是医药领域上世纪世纪90年代以来，全球医药行业年均不到10％的增长速度，而全球生物药品销售额以年均30％以上的速度增长。全球生物技术产业销售总额已由1996年的150亿美元，到2007年828亿美元，2008年880.5亿美元，比上期增长11.5％，2009年生物技术药物共1300亿美元。(全球医药8150亿）。到2006年初，美国已有生物技术公司2000家以上，其中有300多家公司上市，市场资本总额近3400亿美元，生物制药企业已呈规模。在国际上生物技术已取得的研究成果中，60%以上是医药领域31二、建立我国生物技术药物研究创新体系

1.研究开发具有自主知识产权的基因工程药物。2．加强基因工程抗体的研究开发。3．加速基因治疗技术平台体系的建设。4．大力开展干细胞与组织工程研究。5．突出新型基因工程疫苗的研究与开发采用基因工程技术,克隆和表达保护性抗原基因,利用表达的抗原产物或重组体自身制成的疫苗称为重组疫苗,是新一代疫苗的研制方向。二、建立我国生物技术药物研究创新体系32第十九章

药物研究的生物化学基础第十九章

药物研究的生物化学基础33第一节生物药物制造的生物化学基础第一节生物药物制造的生物化学基础34制造技术的特点：1.目的物存在于组成非常复杂的生物材料中一种生物材料含有成千上万种成分，各种化合物的形状、大小、分子形式和理化性质各不相同，其中不少还是未知物，而且有效物质在制备过程尚处于代谢动态中，故常常无固定工艺可循。一、生物药物制备方法的特点制造技术的特点：1.目的物存在于组成非常复杂的生物材料中352.有些目的物在生物材料中含量极微只达万分之一、十万分之一、甚至百万分之一，因此分离纯化步骤多，难于获得高收率。3.生物活性成分易变性、破坏4.生物药物制造受理化因素和生物学因素影响生物活性成分离开生物体后，易变性破坏，分离过程必须十分小心，以保护有效物质的生物活性。以致许多工艺设计理论性不强制造工艺几乎都在溶液中进行温度、pH、离子强度对溶液中各种组分的综合影响常常难于固定2.有些目的物在生物材料中含量极微只达万分之一、365.生物药物常采用“多阶式”法纯化一种有效物质常常要联用几个，甚至十几个步骤并变换不同类型的分离方法交互进行才能达到目的。为了保护目的物的活性及结构完整性即“逐级分离”法。生物药物的均一性检测与化学上的纯度概念不完全相同5.生物药物常采用“多阶式”法纯化一种有效物质常常要联用37生物大分子类药物的分离纯化主要原理是：1）根据分子形状和分子大小不同的分离方法如，差速离心，超速离心，膜分离透析。电透析、超滤和凝胶过滤等。2）根据分子电离性质（带电性）不同的分离方法如，离子交换法、电泳法和电聚焦法等。3）根据分子极性大小与溶解度不同的分离方法如，溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀法和有机溶剂分级沉淀法。4）根据配基特异性不同的分离方法——亲和层析生物大分子类药物的分离纯化主要原理是：1）根据分子形状和分子38是指利用生物细胞的代谢反应（更多的是利用微生物转化反应）来合成化学方法难于合成的药物或药物中间体。生物合成：微生物转化反应：是指利用微生物的代谢作用来进行某些化学反应，确切地说就是利用微生物代谢过程中某种酶对底物进行催化反应，以生成所需要的活性物质。二、生物合成技术原理

是指利用生物细胞的代谢反应（更多的是利用微生物转化39微生物转化产物特点：转化条件温和具有立体构型单一公害少后处理简便能进行某些化学反应难于进行或不能合成的反应为此，在制药工业中得到愈来愈广泛的应用，现已形成一个以遗传工程为指导，以发酵工程为基础，包括细胞工程和酶工程有机结合的生物合成技术体系，微生物转化产物特点：转化条件温和具有立体40半合成技术：1）药物其部分结构由天然资源得到化学合成法制得最终产品＋2）化学合成的中间产物微生物转化法获得最终有效化合物＋半合成技术：1）药物其部分结构由天然资源得到化学合成法制得最41

生物技术（biotechnology）

又称为生物工程（bioengineering），是利用生物有机体（动物、植物和微生物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞或细胞器等）发展新产品或新工艺的一种技术体系。三、生物技术原理（前述）生物技术（biotechnology）42包括：发酵工程基因工程细胞工程酶工程包括：发酵工程基因工程细胞工程酶工程43

基因工程技术的定义

用人工方法，提取或制备某种细胞的某种基因，在体外把它和一种载体连接构建重组DNA分子，然后导入受体细胞，让其复制与表达，以改变受体细胞的某些性状或产生人们所需的产物的工程技术。基因工程技术的定义44

细胞工程的定义

应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤,在细胞整体水平或细胞器水平上按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。其技术涉及细胞融合技术、细胞拆和技术、染色体导入技术、基因转移技术、胚胎移植技术、细胞与组织培养技术等。

细胞工程的定义应用细胞45

酶工程的定义

在酶反应器中,利用酶的生物催化作用,生产出人类所需要产品的一门科学技术。例如过去蔗糖几乎全部通过加工甘蔗或甜菜获得,但现在科学家利用α-淀粉酶等多种酶的催化作用,在酶反应器中将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的高果糖浆。酶工程的定义在酶反应46

发酵工程发酵工程也称为微生物工程，是在最适合条件下，对单一菌种进行培养，是生物特定产品的一种生物工艺。发酵工程发酵工程也称为微生物工程，是在47单克隆抗体技术现代生物技术核心重组DNA技术生物工程药物是指运用重组DNA技术和单克隆抗体技术生产的多肽、蛋白质、激素和酶类药物以及疫苗、单抗和细胞生长因子类药物。单克隆抗体技术现代生物技术核心重组DNA技术生物工程药物48工程菌（或细胞）的大量培养与目的蛋白的生产基因工程是生物技术中最重要的一种。目的基因制备载体的选择和制备DNA片段重组连接重组DNA导入受体细胞转化子的筛选DNA重组体的筛选DNA重组体的鉴定工程菌（或细胞）的大量培养与目的蛋白的生产基因工程是生物技术49

(一)基因载体（Vector）1、定义：能携带目的基因片段进入受体细胞的DNA分子。一个理想的载体应具备以下几个条件：（a）本身是一个复制子，能自我复制。载体在进入受体细胞后，可自身复制或插入到基因组中，随受体细胞的基因组一起复制。（b）分子量小，小分子的DNA制备时不易损伤，小分子DNA限制酶的切点少。（c）目的基因与载体连结后，可在受体细胞内转录，翻译成蛋白质产物（表达载体）。（d）能给寄主（受体）细胞提供可选择的标记：如抗药性，营养缺陷型或显色表型等，以利于筛选。

（E）具有多克隆位点，便于目的基因片段与载体连接。(F)拷贝数多，便于分离提纯。(一)基因载体（Vector）1、定义：能携带目50

2、载体的分类

功能分类：克隆载体表达载体转移载体探针载体组成元件的来源分类:

质粒（plasmid）载体噬菌体载体：如λ噬菌体载体、M13噬菌体载体杂合载体(如粘粒cosmid)病毒性载体：逆转录病毒载体、腺病毒载体等人工染色体载体

2、载体的分类

功能分类：克513、克隆载体（cloningvector）（1）克隆载体的功能：用来克隆和扩增DNA片段（目的基因）的载体具备条件：（a）必须是一个复制子，能在受体细胞中复制。复制起点Ori复制区复制终点term（b）带有抗药性基因Tetr：编码膜蛋白，阻止Tet进入细胞Ampr：β-内酰胺环水解酶。Kanr：

Kan～P,neo～pCamr：氯霉素乙酰基转移酶

3、克隆载体（cloningvector）（1）克隆载体的52

（C）具有多克隆位点（multiplecloningsits，MCS）载体上含有的一个人工合成的DNA片段，其上含有数个单一酶切位点，是外源DNA的插入部位具备条件：是载体中的一段碱基序列，由数个酶切位点组成。这些位点在载体上都是单一位点（C）具有多克隆位点（multiplecloni53pBR322质粒有两个抗药性基因，每个抗性基因中均含有单克隆位点，外源DNA插入后使相应的抗性基因失活，宿主细胞失去相应的抗药性，不能在含相应抗生素的培养基中生长，这一现象称为插入失活。pBR322质粒有两个抗药性基因，54质粒pBR322的抗性基因筛选示意图质粒pBR322的抗性基因筛选示意图554、表达载体（expressingvector）（1）表达载体的功能：在受体细胞中表达外源基因的载体

结构：克隆载体+表达构件—原核生物表达真核生物表达

oriampr基础上加转录和翻译相关elementMCS

（2）原核（大肠杆菌）表达载体表达载体=克隆载体+表达元件“启动子—核糖体结合位点—克隆位点—转录终止信号”

“P—RBS—MCS—term”4、表达载体（expressingvector）（1）表达56原核表达载体结构示意图用T7表达系统质粒的基本结构元件原核表达载体结构示意图用T7表达系统质粒的基本结构元件57

(3)哺乳动物表达载体（1）病毒载体整合性载体：外源基因通过这种载体与宿主细胞的染色体整合。如pSV系列载体游离型载体：外源基因与这种载体重组后，以病毒颗粒形式在宿主细胞内自行复制或在辅助病毒存在下进行复制。如痘苗病毒、腺病毒、杆状病毒和逆转录病毒等。（2）质粒载体常常是穿梭质粒载体。既含原核的复制位点和筛选标记，又含真核的复制位点筛选标记和表达构件。(3)哺乳动物表达载体（1）病毒载体581.直接从染色体DNA分离

如果物理图谱已确定，可用限制酶直接从原核生物，噬菌体及动物病毒基因组切取目的基因。（二）目的基因的来源（Isolation）1.直接从染色体DNA分离如果物理图谱已确定，592.化学合成要求：已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸序列

基因小2.化学合成要求：已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸603.从cDNA文库（cDNA文库）筛选目的基因

将不同细胞类型或不同阶段细胞的mRNA逆转录成cDNA后,将所有cDNA混合体与载体进行连接后，将所有的重组体分子都引入宿主细胞并进行扩增，所得到的分子克隆的混合体称为cDNA文库。

3.从cDNA文库（cDNA文库）筛选目的基因61mRNAcDNA双链cDNA重组DNA分子cDNA文库反转录酶载体受体菌复制*从cDNA文库获取目的基因逆转录酶AAAA

TTTTAAAASI核酸酶

DNA聚合酶Ⅰ碱水解

TTTTmRNAcDNA双链cDNA重组DNA分子62

4.从基因组文库（genomiclibrary）筛选目的基因

采用限制酶将基因组DNA切成片段，每一个DNA片段都与一个载体分子拼接成重组DNA，然后将所有的重组体都引入宿主细胞并进行扩增，得到的分子克隆的混合体称为“基因组文库”。从基因组文库中通过杂交筛选得到目的基因片段。从细胞中分离基因组DNA、用Sau3A或MboI部分消化、回收大小在一定范围内的片段、构建重组体。4.从基因组文库（genomiclibrary）筛选目63组织或细胞染色体DNA基因片断克隆载体重组DNA分子含重组分子的转化菌限制性内切酶受体菌基因组DNA文库：存在于转化细胞内由克隆载体所携带的所有基因组DNA的集合*从基因组DNA文库获取目的基因组织或细胞染色体DNA基因片断克隆载体重组DNA分子含重组分645.PCR或RT-PCR

根据目的基因的核苷酸序列设计一对引物以基因组DNA为模板经PCR扩增目的基因。以mRNA或RNA为模板经RT-PCR扩增目的基因。5.PCR或RT-PCR65（三）限制酶的应用

限制酶(restrictionenzyme):一类专门切割DNA的酶。是一类能识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并与其特异结合，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类核酸内切酶。

1.定义：（三）限制酶的应用1.定义：662.限制酶的识别和切割位点识别：

4～6碱基对，多具有回文结构（palindrom），少数识别长序列为8个或8个以上碱基对，有的存在简并序列（有的核苷酸位点可以不同）。Sau3AI

EcoRI

PstⅠSmaⅠ5′GATCGAATTCCTGCAGCCCGGG3′3′CTAGCTTAAGGACGTCGGGCCC5′

简并序列：GTYRAC——Y=C/TR=G/AYR=CG/CA/TG/TA∴HindⅡ可识别4个特定序列

2.限制酶的识别和切割位点识别：4～6碱基对，多具有回文673.限制酶的切割方式(1)识别序列内两条链上交错切割，产生单链突出的粘性末端(2)对称处同时切断DNA的两条链，产生平端DNA片段3.限制酶的切割方式(1)识别序列内两条链上交错切割，产生单684.限制酶的切割结果切割的结果：产生三种不同的末端平末端—bluntend5’突出—5’-protruding（cohesiveend）3’突出—3’-protruding（overhangtail）切割的化学本质：磷酸二酯键的断裂,形成含5’—P和3’—OH末端的两个DNA片段。对一特定的DNA而言，识别序列碱基对少的，则切点数多，产生的片段小。4.限制酶的切割结果切割的结果：产生三种不同的末端69生物化学课件-第18章：生物药物70(四)重组体的构建1.粘性末端连接：用同一种酶裂解后，产生相同的粘性末端，很容易按照碱基配对的原则以氢键结合，在T4DNA连接酶的作用下，共价闭合。

连接方式：

定向取代

双向插入（正向/反向）（双酶切）（单酶切）措施：载体酶切后，用AP（碱性磷酸酶）水解5’端的磷酸基团防止载体的自身环化。(四)重组体的构建1.粘性末端连接：用71

同一种限制酶切割DNA产生的粘性末端的连接

G

G

A

T

C

CC

C

T

A

G

GBamHⅠ的识别序列及切割部位G

G

A

T

C

CC

C

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A

G

GBamHⅠ含目的基因的DNA片段BamHⅠGC

C

T

A

G5'3'5'3'3'5'5'3'5'3'5'3'G

G

A

T

C

CC

C

T

A

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G

G

A

T

C

C

G目的基因片段混合、退火G

C

C

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G

A

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C

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G

A

T

C

C

GG

C

C

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G质粒载体含目的基因的重组质粒G

C

C

T

A

G

G

A

T

C

C

GDNA连接酶同一种限制酶切割DNA产生的粘性末端的连接GGAT72双酶切DNA片段粘性末端的连接

G

G

A

T

C

CC

C

T

A

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GBamHⅠBamHⅠBamHⅠG

C

C

T

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G5'3'5'3'5'5'5'3'5'3'3'G

A

A

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T

CC

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T

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A

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G目的基因片段混合、退火G

C

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C

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A

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C

GG

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C

T

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G重组质粒DNA连接酶EcoRIEco

RI5'

G

A

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C

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G

C

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T

A

A

A

A

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T

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G

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C

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G

C

T

T

A

AEcoRI

GATCC

G

G

CCTAG3'5'载体双酶切DNA片段粘性末端的连接GGATCCCC73加入同聚体尾（homopolymerictail）连接

TdT：末端转移酶，可将某种单一脱氧核苷酸逐一加到3’-OH上去。底物：3’粘性突出末端

加入同聚体尾（homopolymerictail）连接74(五)重组体的转化受体细胞应具备下列条件:1.安全宿主菌（或宿主细胞）在人肠道几无存活或存活率极低2.限制酶缺陷型，外源DNA进入受体菌不被降解3.重组缺陷型，保证外源DNA不与细菌基因组DNA重组，独立存在4.能发展成感受态细胞的菌株感受态：是受体菌能接受外源DNA能力的一种生理状态感受态细胞：指经过一定方法处理后具备接受外源DNA能力的细胞(五)重组体的转化受体细胞应具备下列条件:75(五)重组体的转化

（transformation）

定义：

将质粒或其它外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。过程：细胞—低温CaCl2处理—感受态细胞—加重组DNA—42℃热休克—重组体吸入细胞—复苏—涂板（含抗生素）—筛选转化菌落。其它方法：电转化、PEG法等。

(五)重组体的转化

（transformation）76

重组DNA转化过程示意图重组DNA转化过程示意图77

以噬菌体、粘粒和真核病毒为载体的重组DNA分子，体外经包装成为具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒，才能感染相应的细胞，并在其中扩增。此过程又叫转导（transduction）。

生物化学课件-第18章：生物药物78（六）重组体的筛选和鉴定

涉及遗传学方法、免疫学方法、核酸杂交和PCR方法1.根据重组体的表型进行筛选（1）抗生素抗性筛选：所有的克隆载体均带有可供选择的遗传学标志或特征，如某种抗生素的抗性基因，为选择提供方便。

（六）重组体的筛选和鉴定涉及遗传学方法、免疫学方法79

2.酶切鉴定

挑选单个菌落—扩大培养—小量快速提取质粒—酶切（根据插入片段上的酶切位点选定）—分析有无插入片段、插入片段大小及数量、插入方向等。

2.酶切鉴定挑选单个菌落—扩大培养—小量803.核酸杂交法—菌落原位杂交

从基因文库、cDNA文库或重组质粒中筛选目的基因的最有效的方法之一，它与目的基因的表达与否无关。3.核酸杂交法—菌落原位杂交81原位杂交

原位杂交82基因工程的基本过程

基因工程的基本过程83重组DNA技术在药学中的应用①生产基因工程药物②定向改造生物的基因结构，构建高产菌株，用于改造传统制药工业③用于基础研究重组DNA技术在药学中的应用①生产基因工程药物84单克隆抗体的定义：指由B细胞杂交瘤产生的抗体，只识别抗原分子上一种抗原决定簇。杂交瘤技术的原理：致敏B细胞（产生抗体的能力）骨髓瘤细胞（无限繁殖能力）融合（B细胞杂交瘤）单克隆抗体技术单克隆抗体的定义：融合（B细胞杂交瘤）单克隆抗体技术85骨髓瘤细胞应具有的条件：与B细胞的融合率较高本身不合成抗体。缺乏HGPRT和TK。与B细胞融合后能形成稳定的杂交瘤，能无限增殖传代，并分泌特异性抗体。融合的方法：PEG（聚乙二醇）骨髓瘤细胞应具有的条件：86HAT培养基：含HAT培养基中的氨基碟呤为叶酸拮抗剂，抑制细胞DNA合成途径，只能由辅助途径合成DNA。骨髓瘤细胞缺乏HGPRT和TK，不能合成DNA，不能生存。未融合的B细胞不能在体外长期生存而自然死亡。只有杂交瘤细胞从B细胞中获得HGPRT和TK，又能在体外培养繁殖，因而存活。HAT培养基：含87抗原注入小鼠体内用PEG促使细胞融合得到杂交瘤细胞收集骨髓瘤细胞分离受免淋巴细胞培养骨髓瘤细胞单抗产品单抗产品在HAT培养基中培养克隆杂交瘤细胞扩大组织培养或生成腹水瘤分离纯化筛选产生专一抗体的杂交瘤细胞分离纯化杂交瘤细胞与单克隆抗体制造示意图抗原注入小鼠体内用PEG促使细胞融合得到杂交瘤细胞收集骨髓瘤88小结：制备单克隆抗体的基本过程：（1）将抗原注射到小鼠体内进行免疫，取出受免脾淋巴细胞。（2）培养骨髓瘤细胞；（3）细胞融合（杂交瘤细胞）；（4）用选择性培养基筛选杂交瘤细胞；（5）将杂交瘤细胞培养或注射到动物体内（腹水瘤），从培养液或动物腹水中分离纯化单抗。（补充前面的内容加以阐述）小结：89第二节药物质量控制的生物化学基础

(略)第二节药物质量控制的生物化学基础

(略)90第三节药理学研究的生物化学基础第三节药理学研究的生物化学基础91现代药理学研究已从整体、系统、器官、组织、细胞进入到亚细胞、分子甚至量子水平，因此生物化学和分子生物学已成为现代药理学的重要理论基础。现代药理学研究已从整体、系统、器官、组织、细胞进入92一、药物作用的生物化学基础

（一）神经传导与神经递质当两个神经元的突触＜20nm时，动作电位仍可使突触后膜去极化，神经冲动继续向下传递。如裂隙＞20nm时，就必须由神经递质来传递信息。神经递质(突触分泌信号)：神经元突触前膜释放起着信息传递作用的物质称为神经递质。一、药物作用的生物化学基础

（一）神经传导与神经递质93

（二）受体的结构与功能细胞中能识别配体并与其特异性结合，引起各种生物效应的分子称为受体。为蛋白质，部分为糖蛋白或脂蛋白。

受体的化学本质：

（二）受体的结构与功能细胞中能识别配体并与941.受体——离子通道型受体本身构成离子通道。当受体的调节部位与配体结合后，受体变构，使通道开放或关闭、引起或切断阳离子、阴离子的流动，从而传递信息。1.受体——离子通道型受体本身构成离子通道。952.受体——G蛋白-效应蛋白型在真核细胞，鸟苷三磷酸-结合蛋白（G蛋白）在联系细胞膜受体与效应蛋白质中起着重要的介导作用。2.受体——G蛋白-效应蛋白型在真核细胞96生物化学课件-第18章：生物药物973.受体——酪氨酸蛋白激酶型3.受体——酪氨酸蛋白激酶型984.受体——转录因子型4.受体——转录因子型99

（三）药物作用的靶酶药物对靶酶的作用：一是调节酶量（酶的合成增加或减少），二是调节酶活力（激动剂、抑制剂、辅酶或活力调节）。有些重要治疗剂的作用在于它们能选择性地抑制一种靶酶。

（三）药物作用的靶酶药物对靶酶的作用：一100

一种酶抑制剂要成为应用于临床的有效药物应具备以下条件：被抑制的靶酶所催化的生化反应与某种疾病的发生有关，在患者体内这一生化途径的抑制具有治疗意义。2.这种酶抑制剂必须具有特异性，在治疗剂量内不对其它代谢途径或受体发生抑制作用。3.这种抑制剂应具有某种药动学特征，如可被吸收并渗透到作用部位和具有合理，可预见的量效关系及作用持续时间。4.抑制剂对人体毒性较小，疗效指数高。5.抑制剂应符合药品标准。工艺、质量与价格在临床上与市场上具有竞争性。一种酶抑制剂要成为应用于临床的有效药物应具备以下条件101

（四）细胞生长调节因子细胞生长调节因子系在体内和体外对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类生理活性物质，其中大多数是蛋白质或多肽，亦有非蛋白质物质。许多生长因子在靶细胞上有特异性受体，它们是一类分泌性、可溶性介质，仅微量就具有生物活性。

（四）细胞生长调节因子细胞生长调节因子系在体102细胞生长调节因子分为：1.细胞生长刺激因子类：如：促红细胞生长因子与集落细胞刺激因子等造血细胞生长因子和表皮生长因子、纤维细胞生长因子、神经生长因子、白细胞介素1~18、骨生长因子等。2.细胞生长抑制因子类：如：如干扰素（α、β、γ），肿瘤坏死因子α、β，转化生长因子（TGFS），肝增殖抑制因子等。细胞生长调节因子分为：1.细胞生长刺激因子类：如：促红细103

本章其它部分

了解

本章其它部分104第十八章

生物药物第十八章

生物药物105第一节生物药物概述一、生物药物的概念：biopharmaceutics利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物与免疫学、药学等的原理与方法制造的一类用于预防、诊断、治疗的药物。包括各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。第一节生物药物概述一、生物药物的概念：biop106现代生物药物四大类型：基因重组多肽、蛋白质类治疗药物；基因药物：即基因疫苗、反义药物和核酶等；天然生物药物，来自动物、植物、微生物、海洋生物的天然产品；合成和部分合成生物药物。现代生物药物四大类型：107二、生物药物的发展二、生物药物的发展1081.传统生物制药（Traditionalbiopharma-ceutics）技术阶段是指从生物材料粗加工制成粗制剂阶段。上古时期4世纪7世纪

炎帝,传说上古时期姜姓部落的首领，又称赤帝、烈山氏，即神农氏(或神农氏的子孙)，相传用蟾酥治疗创伤。

葛洪(284～364),东晋教理论家、医学家、炼丹术家。字稚川，自号抱朴子，丹阳句容（今属江苏）人。《肘后良方》中记载用海藻治瘿病。

孙思邈（581～682），京兆华原（即今陕西省耀县）人，唐代著名道士，医药学家，被世人尊称为“药王”。公元631～682，孙思邈用羊肝治“雀目”。

1、早期生物药物阶段1.传统生物制药（Traditionalbiopharm1092.近代生物制药发展阶段（RecentBiopharmaceutics）（1）脏器制药与微生物制药时期（2）生化制药工业时代00502575RecentBiopharmaceutics20thCentury20世纪20年代：胰岛素、甲状腺素、EAA、EFA、VitC20世纪40年代：青霉素20世纪50年代：皮质激素、垂体激素20世纪60年代：酶制剂、维生素60年代后，进入第二个发展时代:生化制药工业时代。生物分离工程技术与设备广泛应用。生化产品达600多种。2.近代生物制药发展阶段（1）脏器制药与微生物制药时期001103).重组人工DNA分子1972年H.W.Boyer和P.Berg把SV40的DNA和λ噬菌体分别切割又将两者连接在一起成功构建第一个重组人工DNA分子1972年，Boyer实验室首先发现EcoRI核酸限制性内切酶2).限制性内切酶4).基因克隆1973年，Cohen等人首次在体外将重组DNA分子导入大肠杆菌1953年首次提出了DNA双螺旋结构提出了DNA复制假说1).DNA双螺旋模型3.现代生物制药阶段（ModernBiopharmaceutics）3).重组人工DNA分子1972年H.W.Boyer和P.1111982.10重组胰岛素上市，迄今已有166多种生物技术药物投放市场，369种进入三期临床，760多种进入I-II期，2600多种处于临床前研究。1982.10重组胰岛素上市，迄今已有166多种生物112生物药物的特点药理学特性（1）治疗的针对性强：治疗的生理生化机制合理，疗效可靠。如：细胞色素c治疗组织缺氧。

（2）药理活性高：精制的高活性物质，具高效的药理活性。（3）毒副作用小，营养价值高：主要是蛋白、核酸、糖、脂类等（4）生理副作用常有发生：不同生物、不同个体的活性物质的结构有差异。表现在免疫反应和过敏反应。生物药物的特点药理学特性1132、生产、制备中的特殊性（1）原料中的有效物质含量低：杂质种类多且含量高，提取纯化工艺复杂。如，胰腺中胰岛素的含量仅0.002%。（2）稳定性差：生物大分子药物是以严格的空间构象来维持其生物活性功能，一旦受到破坏，即失去其药理功能。如被体内酶水解，理化因素等。（3）易腐败：原料和产品均为高营养物质，易染菌、腐败，失去活性，并产生热源和致敏物质2、生产、制备中的特殊性114（4）注射用药有特殊要求：生物药物易被胃肠道中的酶所分解，所以多为注射用药。因此对制剂的均一性、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、贮存方式等也有明确要求。（5）相对分子质量较大.（6）生产工艺可能影响活性3、检验上的特殊性（1）理化检验指标（2）生物活性检验指标（4）注射用药有特殊要求：生物药物易被胃肠道中的酶所分解，所115第二节生物药物的分类与临床用途一、生物药物的分类（一）按其来源和制造方法对生物药物分类1.动物来源：来源于动物脏器2.微生物来源：发酵第二节生物药物的分类与临床用途一、生物药物的分类116微生物药物(microbialmedicine)

微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbialtransformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。细菌放线菌真菌细菌放线菌真菌117（1）抗生素（1）抗生素118（2）维生素（3）氨基酸（4）酶抑制剂（5）免疫抑制剂（2）维生素1193.植物来源4.现代生物技术产品：基因工程，单克隆抗体，转基因动物。5.化学合成：多肽，核酸片段3.植物来源120（二）按药物的化学本质和化学特性来分

1.AA及其衍生物类药物2.多肽和蛋白质类药物3.酶与辅酶类药物4.核酸及其降解物和衍生物类药物5.糖类药物6.脂类药物7.细胞生长因子类8.生物制品类（二）按药物的化学本质和化学特性来分121（三）按生理功能和用途分类

1.治疗用药2.预防用药3.诊断用药4.其他生物医药用药：生化试剂、保健品、化妆品、食品、药用材料。（三）按生理功能和用途分类122二、生物药物的临床用途（一）作为治疗药物

1、内分泌障碍治疗剂7、抗病毒药物2、维生素类药物8、抗辐射药物3、中枢神经系统药物9、抗肿瘤药物4、血液与造血系统药物10、计划生育药物5、呼吸系统药物11、生物制品类治疗剂6、心血管系统药物

二、生物药物的临床用途（一）作为治疗药物123（二）作为预防药物传统性疫苗：

灭活疫苗是经过处理后，去除致病力，保留其免疫原性而成的疫苗。

减毒疫苗是指保留一定的剩余毒力和免疫性制成疫苗，接种人体后，使机体产生一定的感染而获得免疫力。新型疫苗：

重组疫苗应用基因工程技术制成的疫苗，如基因重组乙肝疫苗。基因重组方法还可制成更多种类、更价廉、更安全有效的疫苗或多价疫苗。

核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直接导入动物体细胞内,并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。（二）作为预防药物124（三）作为诊断药物1、免疫诊断试剂2、酶诊断试剂3、器官功能诊断试剂4、放射性核素诊断药物5、诊断用单克隆抗体6、基因诊断芯片（三）作为诊断药物125（四）用作其他生物医药用品

1、生化试剂系列2、生物医学材料3、营养保健品及美容化妆品

（四）用作其他生物医药用品126第三节生物药物的研究进展一、天然生物药物的研究发展前景

1．深入研究开发人体来源的新型生物药物2．扩大和深入研究开发动物来源的天然活性物质3．努力促进海洋药物和海洋活性物质的开发研究4．综合应用现代生物技术,加速天然生物药物的创新和产业化5．中西结合创制新型生物药物。第三节生物药物的研究进展一、天然生物药物的研究发展前景127二、生物技术药物研究发展前景生物技术药物（也称基因工程药物，Biotechdrugs）,指以DNA重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子等药物。2008年生物技术药物的市场销售将达到600亿美元。二、生物技术药物研究发展前景1281．生物技术药物的发展已进入蛋白质工程药物新时期第一代重组生物技术药物逐渐被第二代蛋白质工程药物所取代,蛋白质工程技术日新月异,点突变技术（site-directedmutagenesis）、DNA改组技术（DNAshuffling）、融合蛋白技术、定向进化技术（directionevolution）、基因插入及基因打靶等技术使蛋白质工程药物新品种迅速增加。1．生物技术药物的发展已进入蛋白质工程药物新时期1292．发展新型生物技术药物与疫苗和治疗性抗体。

FDA已批准17种治疗性抗体，在抗肿瘤、治疗风湿性关节炎，防止感染、抗血小板凝集等方面疗效突出。在369种进入临床试验的生物技术药物中有75种是抗体类产品，如抗TNFα嵌合抗体，TNFα-R-Fc融合蛋白。3．新的高效表达系统的研究与应用。4．生物技术药物新剂型研究迅速发展。2．发展新型生物技术药物与疫苗和治疗性抗体。1305．生物芯片在药物研究中的应用生物芯片（biochip）是指通过微加工和微电子技术在固体载体的表面上构建的可准确、大信息量检测生物组分的微型分析系统,它包含基因芯片（genechip）、蛋白质芯片（proteinchip）、细胞芯片（cellchip）、组织芯片（tissuechip）和小分子芯片（small-moleculemicroarray）及芯片实验室（lab-on-a-chip）或微流芯片（microfuidics）等种类。5．生物芯片在药物研究中的应用1316、反义核酸药物和RNA干扰

使用互补的核酸与特定的mRNA相结合，抑制其作用，这种核酸药物的先驱就是反义药物。7、将基因组学和蛋白质组学的研究成果转化为生物药物技术新药的研究与开发。6、反义核酸药物和RNA干扰132第四节生物技术药物一、美国，欧盟和中国生物技术药物的比较（一）美国批准的生物技术药物（二）欧盟批准的生物技术药物（三）中国批准的生物技术药物第四节生物技术药物133从生物药物品种看，北美制药企业占据了63%，欧洲为25%，日本为7%，包括中国在内的其他地区比较少，加一起只有5%；从市场份额看，也是北美和欧洲占了绝大多数，两者之外的其他地区合计为37%。近年来发展较快的生物技术药物包括：1）抗体药物，2007年全球市场达到258亿美元，约占生物药物的三分之一，2010年达480亿美元；2)疫苗，虽然销售额并不太高，2009年380亿，因此销售额不会太高，但其产量及品种也占生物技术药物的三分之一；3)其他生物治疗药物，包括基因工程药物、核酸药物、细胞治疗、基因治疗等，市场规模合计约400亿美元。生物化学课件-第18章：生物药物134在国际上生物技术已取得的研究成果中，60%以上是医药领域上世纪世纪90年代以来，全球医药行业年均不到10％的增长速度，而全球生物药品销售额以年均30％以上的速度增长。全球生物技术产业销售总额已由1996年的150亿美元，到2007年828亿美元，2008年880.5亿美元，比上期增长11.5％，2009年生物技术药物共1300亿美元。(全球医药8150亿）。到2006年初，美国已有生物技术公司2000家以上，其中有300多家公司上市，市场资本总额近3400亿美元，生物制药企业已呈规模。在国际上生物技术已取得的研究成果中，60%以上是医药领域135二、建立我国生物技术药物研究创新体系

1.研究开发具有自主知识产权的基因工程药物。2．加强基因工程抗体的研究开发。3．加速基因治疗技术平台体系的建设。4．大力开展干细胞与组织工程研究。5．突出新型基因工程疫苗的研究与开发采用基因工程技术,克隆和表达保护性抗原基因,利用表达的抗原产物或重组体自身制成的疫苗称为重组疫苗,是新一代疫苗的研制方向。二、建立我国生物技术药物研究创新体系136第十九章

药物研究的生物化学基础第十九章

药物研究的生物化学基础137第一节生物药物制造的生物化学基础第一节生物药物制造的生物化学基础138制造技术的特点：1.目的物存在于组成非常复杂的生物材料中一种生物材料含有成千上万种成分，各种化合物的形状、大小、分子形式和理化性质各不相同，其中不少还是未知物，而且有效物质在制备过程尚处于代谢动态中，故常常无固定工艺可循。一、生物药物制备方法的特点制造技术的特点：1.目的物存在于组成非常复杂的生物材料中1392.有些目的物在生物材料中含量极微只达万分之一、十万分之一、甚至百万分之一，因此分离纯化步骤多，难于获得高收率。3.生物活性成分易变性、破坏4.生物药物制造受理化因素和生物学因素影响生物活性成分离开生物体后，易变性破坏，分离过程必须十分小心，以保护有效物质的生物活性。以致许多工艺设计理论性不强制造工艺几乎都在溶液中进行温度、pH、离子强度对溶液中各种组分的综合影响常常难于固定2.有些目的物在生物材料中含量极微只达万分之一、1405.生物药物常采用“多阶式”法纯化一种有效物质常常要联用几个，甚至十几个步骤并变换不同类型的分离方法交互进行才能达到目的。为了保护目的物的活性及结构完整性即“逐级分离”法。生物药物的均一性检测与化学上的纯度概念不完全相同5.生物药物常采用“多阶式”法纯化一种有效物质常常要联用141生物大分子类药物的分离纯化主要原理是：1）根据分子形状和分子大小不同的分离方法如，差速离心，超速离心，膜分离透析。电透析、超滤和凝胶过滤等。2）根据分子电离性质（带电性）不同的分离方法如，离子交换法、电泳法和电聚焦法等。3）根据分子极性大小与溶解度不同的分离方法如，溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀法和有机溶剂分级沉淀法。4）根据配基特异性不同的分离方法——亲和层析生物大分子类药物的分离纯化主要原理是：1）根据分子形状和分子142是指利用生物细胞的代谢反应（更多的是利用微生物转化反应）来合成化学方法难于合成的药物或药物中间体。生物合成：微生物转化反应：是指利用微生物的代谢作用来进行某些化学反应，确切地说就是利用微生物代谢过程中某种酶对底物进行催化反应，以生成所需要的活性物质。二、生物合成技术原理

是指利用生物细胞的代谢反应（更多的是利用微生物转化143微生物转化产物特点：转化条件温和具有立体构型单一公害少后处理简便能进行某些化学反应难于进行或不能合成的反应为此，在制药工业中得到愈来愈广泛的应用，现已形成一个以遗传工程为指导，以发酵工程为基础，包括细胞工程和酶工程有机结合的生物合成技术体系，微生物转化产物特点：转化条件温和具有立体144半合成技术：1）药物其部分结构由天然资源得到化学合成法制得最终产品＋2）化学合成的中间产物微生物转化法获得最终有效化合物＋半合成技术：1）药物其部分结构由天然资源得到化学合成法制得最145

生物技术（biotechnology）

又称为生物工程（bioengineering），是利用生物有机体（动物、植物和微生物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞或细胞器等）发展新产品或新工艺的一种技术体系。三、生物技术原理（前述）生物技术（biotechnology）146包括：发酵工程基因工程细胞工程酶工程包括：发酵工程基因工程细胞工程酶工程147

基因工程技术的定义

用人工方法，提取或制备某种细胞的某种基因，在体外把它和一种载体连接构建重组DNA分子，然后导入受体细胞，让其复制与表达，以改变受体细胞的某些性状或产生人们所需的产物的工程技术。基因工程技术的定义148

细胞工程的定义

应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似于工程学的步骤,在细胞整体水平或细胞器水平上按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。其技术涉及细胞融合技术、细胞拆和技术、染色体导入技术、基因转移技术、胚胎移植技术、细胞与组织培养技术等。

细胞工程的定义应用细胞149

酶工程的定义

在酶反应器中,利用酶的生物催化作用,生产出人类所需要产品的一门科学技术。例如过去蔗糖几乎全部通过加工甘蔗或甜菜获得,但现在科学家利用α-淀粉酶等多种酶的催化作用,在酶反应器中将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的高果糖浆。酶工程的定义在酶反应150

发酵工程发酵工程也称为微生物工程，是在最适合条件下，对单一菌种进行培养，是生物特定产品的一种生物工艺。发酵工程发酵工程也称为微生物工程，是在151单克隆抗体技术现代生物技术核心重组DNA技术生物工程药物是指运用重组DNA技术和单克隆抗体技术生产的多肽、蛋白质、激素和酶类药物以及疫苗、单抗和细胞生长因子类药物。单克隆抗体技术现代生物技术核心重组DNA技术生物工程药物152工程菌（或细胞）的大量培养与目的蛋白的生产基因工程是生物技术中最重要的一种。目的基因制备载体的选择和制备DNA片段重组连接重组DNA导入受体细胞转化子的筛选DNA重组体的筛选DNA重组体的鉴定工程菌（或细胞）的大量培养与目的蛋白的生产基因工程是生物技术153

(一)基因载体（Vector）1、定义：能携带目的基因片段进入受体细胞的DNA分子。一个理想的载体应具备以下几个条件：（a）本身是一个复制子，能自我复制。载体在进入受体细胞后，可自身复制或插入到基因组中，随受体细胞的基因组一起复制。（b）分子量小，小分子的DNA制备时不易损伤，小分子DNA限制酶的切点少。（c）目的基因与载体连结后，可在受体细胞内转录，翻译成蛋白质产物（表达载体）。（d）能给寄主（受体）细胞提供可选择的标记：如抗药性，营养缺陷型或显色表型等，以利于筛选。

（E）具有多克隆位点，便于目的基因片段与载体连接。(F)拷贝数多，便于分离提纯。(一)基因载体（Vector）1、定义：能携带目154

2、载体的分类

功能分类：克隆载体表达载体转移载体探针载体组成元件的来源分类:

质粒（plasmid）载体噬菌体载体：如λ噬菌体载体、M13噬菌体载体杂合载体(如粘粒cosmid)病毒性载体：逆转录病毒载体、腺病毒载体等人工染色体载体

2、载体的分类

功能分类：克1553、克隆载体（cloningvector）（1）克隆载体的功能：用来克隆和扩增DNA片段（目的基因）的载体具备条件：（a）必须是一个复制子，能在受体细胞中复制。复制起点Ori复制区