《基因工程制药技术》课程教学大纲

《基因工程制药技术》课程教学大纲课程编号：0803018课程总学时/学分：36/2（其中理论18学时，实验18学时）课程类别：专业限选课一、教学目的和任务《基因工程制药技术》是高等院校生物技术等专业的一门重要的专业课程。开设此课程的目的是使学生掌握该课程的基本知识，熟悉相应的技术原理,为学生以后的工作与从事科学研究打下坚实的基础。通过本课程教学使学生系统掌握基因工程制药的理论、方法与主要技术。二、教学基本要求本课程对基因工程原理、主要技术、常用载体、工具酶等进行系统的介绍，重点是基因工程制药的方法、技术、基因工程药物种类、基因工程制药行业特点和发展趋势等。旨在向学生展示药物和生物活性成分的和生物高技术生产的原理与方法。从而培养学生的对基因工程的实际应用能力，为其今后的工作与科研奠定基础。在授课过程中，要充分利用多媒体现代化教学手段与技术，加大课程的信息容量，使学生更清楚、更准确地理解基因工程制药技术的有关术语概念、理论与技术。三、教学内容及学时分配理论部分：第一章基因工程制药概论（2学时）第一节基因工程制药的发展历史一、传统的生物制药技术是现代生物制药的基础二、基因工程制药是现代生物技术制药发展的核心三、基因工程制药的现状及前景第二节基因工程药品的研发过程一、基因工程药品的实验室研究阶段二、基因工程药品的开发阶段三、基因工程药品的临床实验教学要求：了解基因工程制药的发展和理论基础，掌握基因工程制药技术过程。第二章基因工程制药（6学时）第一节制药基因的克隆一、制药基因的获得二、制药基因与载体分子的体外连接反应三、将人工重组DNA分子导入到能够正常复制的宿主细胞中四、重组子的鉴定和筛选第二节重组蛋白表达系统一、原核表达系统二、酵母表达系统三、昆虫细胞表达系统四、哺乳动物细胞表达系统五、转基因植物表达系统六、转基因动物表达系统七、表达系统的选择第三节蛋白的分离纯化一、蛋白样品的前期处理二、蛋白分离纯化主要方法三、包涵体的分离纯化四、抗体的分离纯化第四节转染技术一、转染方法二、优化转染条件三、报告基因第五节

融合标签一、融合标签的特征及分类二、融合标签各论第六节

已投入市场的基因工程药物一、治疗用激素二、干扰素三、造血因子和凝血因子四、白细胞介素五、最新投入市场的药物教学要求：掌握基因无隆的过程、转基因的技术、常用的重组蛋白表达系统、蛋白分离纯化的主要方法，了解基因工程药物的类型和目前已经应用的基因工程芗。第三章抗体工程制药（4学时）第一节抗体一、抗原、抗体的概念及抗原抗体的关系二、抗体的分子结构、功能及其酶解片段三、免疫球蛋白基因的结构和抗体多样性第二节单克隆抗体一、单克隆抗体产生的基本原理二、单克隆抗体的应用第三节基因工程抗体一、基因工程抗体的特点二、基因工程抗体的应用第四节抗体的氨基酸顺序第五节抗体分子的克隆一、抗体基因克隆的方法二、抗体基因克隆中的重要技术环节三、嵌合抗体四、改形抗体五、表面氨基酸残基的“人源化”——镶面抗体六、表位印迹选择七、单链抗体八、双特异性及多特异性抗体九、小分子抗体第六节

筛选抗体克隆的展示技术一、噬菌体展示技术二、酵母表面展示系统三、核糖体展示技术四、细菌表面展示技术五、噬斑印迹六、质粒展示技术第七节

抗体亲和力的优化一、鼠源及其嵌合抗体的人源化二、通过改进亲和力来增加抗体的功效三、通过选择性的改进结合速率常数增加抗体功效四、构建广谱抗体第八节抗体药物一、概述二、FDA已批准的部分抗体（按时间顺序排列）教学要求：了解抗体的概念、类型、功能，了解单无隆抗体产生的原理与应用，掌握基因工程抗体的制备过程、筛选抗体克隆的展示技术等。第四章基因工程药物设计与研制方法（2学时）第一节重组蛋白药物的复制一、复制生物技术药品的一般技术流程二、复制重组蛋白药品存在的问题第二节通过对现有药物的优化和改造研发新药一、定向突变二、定点突变三、糖基化工程与新药研究第三节创新药物设计一、通过筛选同源基因的方法发现新的药物基因或药物靶基因二、通过RNA的表达谱筛选新的药物基因和靶基因三、蛋白组学四、使用寡核苷酸技术证实药物分子五、基因功能的系统分析六、使用生物模型发现新药七、新药开发的展望教学要求：了解复制生物技术药品的一般技术流程，理解优化现有药物的方法，掌握创新药物设计的原理与方法。第五章基因工程疫苗（4学时）第一节疫苗的概述一、疫苗发展简史二、疫苗的种类三、疫苗基本成分和性质四、疫苗免疫途径第二节传统疫苗及其研发原则一、灭活疫苗二、弱毒疫苗第三节基因工程疫苗及其研发原则一、合成多肽疫苗及其研发原则二、亚单位疫苗及其研发原则三、基因缺失疫苗及其研发原则四、重组活载体疫苗及其研发原则五、核酸疫苗及其研发原则第四节其他疫苗一、T细胞疫苗二、树突状细胞疫苗三、肿瘤疫苗四、避孕疫苗第五节免疫佐剂一、免疫佐剂的定义和特点二、佐剂的种类教学要求：了解疫苗的种类、性质与免疫途径，理解基因工程疫苗及其研发原则，了解其它的疫苗及免疫佐剂。实验部分：[实验一]质粒DNA的提取和酶切电泳鉴定[实验要求]通过实验使学生学会最常用的碱法小量制备质粒DNA的方法、质粒载体的酶切和琼脂糖凝胶电泳技术。[实验学时]3学时[实验二]PCR扩增制备目的基因及目的基因片段与载体连接[实验要求]通过实验使学生学会PCR操作的基本技术和DNA片断的体外连接技术。[实验学时]3学时[实验三]琼脂糖凝胶回收DNA片断[实验要求]通过实验使学生学会从琼脂糖凝胶中回收DNA片断的基本技术。[实验学时]3学时[实验四]感受态细胞的制备[实验要求]通过实验使学生掌握CaCl2法制备大肠杆菌感受态细胞的技术和原理。[实验学时]3学时[实验五]细菌转化[实验要求]通过实验使学生掌握质粒DNA转化感受态受体菌的方法。[实验六]转化克隆的筛选和鉴定[实验要求]通过实验使学生掌握蓝白斑筛选的原理与方法，理解酶切法或PCR法筛选重组质粒转化成功的克隆菌的原理与技术。[实验学时]3学时[实验七]外源基因在大肠杆菌中的表达[实验要求]通过实验使学生掌握外源基因在原核细胞中表达的特点和方法。主要内容是将连接有目的基因的表达转化