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文档简介

重组人胰岛素生产工艺第一页,共十九页,编辑于2023年,星期三重组人胰岛素定义:

胰岛素:是由胰岛β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。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。

第二页,共十九页,编辑于2023年,星期三结构:

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。第三页,共十九页,编辑于2023年,星期三3DStructureofInsulin胰岛素二聚体(dimer)胰岛素六聚体(hexamer

)第四页,共十九页,编辑于2023年,星期三胰岛素的性质

第五页,共十九页,编辑于2023年,星期三胰岛素的功能

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。第六页,共十九页,编辑于2023年,星期三胰岛素的研究历史

1921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。第七页,共十九页,编辑于2023年,星期三胰岛素制备工艺

以动物胰脏为原料提取胰岛素

----酸醇提取法

※传统胰岛素---猪、牛胰脏提取,只经一步重结晶

※单峰胰岛素----凝胶过滤纯化

※单组分胰岛素---凝胶过滤、离子交换纯化

半合成胰岛素----以猪胰岛素为原料,酶修饰后得到人胰岛素重组DNA技术生产人胰岛素

※AB链合成:分别表达AB链,化学方法连接

※逆转录法:表达胰岛素原,酶切得到重组人胰岛素第八页,共十九页,编辑于2023年,星期三重组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。————已被淘汰第九页,共十九页,编辑于2023年,星期三InsA链InsB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AB链合成法第十页,共十九页,编辑于2023年,星期三2.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。

第十一页,共十九页,编辑于2023年,星期三提取目的基因:既从人的DNA中提取胰岛素基因,可使用限制性内切酶将目的基因从原DNA中分离。主要有如下4种方法:(1)鸟枪法:用一大堆限制性核酸内切酶对附近基因进行剪切,再提取所需要的。至于如何筛选,用DNA分子杂交,即DNA探针(2)人工合成法:根据转录蛋白或者mRNA推导出基因序列,然后人工合成,没有内含子。(3)从基因文库中提取:也就是事先已经提取完毕的拿来用(4)PCR扩增技术:用于大量生产该段基因片段,用于商业化运作……

第十二页,共十九页,编辑于2023年,星期三提取质粒:使用细胞工程,培养大肠杆菌,从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状。主要有如下2种方法:

(1)碱裂解法:此方法适用于小量质粒DNA的提取,提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩增、银染序列分析。

(2)煮沸法

第十三页,共十九页,编辑于2023年,星期三基因重组:取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内切酶将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的基因与质粒“缝合”,形成一个能表达出胰岛素的DNA质粒。第十四页,共十九页,编辑于2023年,星期三将质粒送回大肠杆菌:在大肠杆菌的培养液中加入含有Ca+的物质,如CaCl2,这使细胞会吸收外源基因,此时将重组的质粒也放入培养液中,大肠杆菌便会将重组质粒吸收。将大肠杆菌用氯化钙处理,以增大大肠杆菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒能够进入受体细胞,此时的细胞处于感受态(理化方法诱导细胞,使其处于最适摄取和容纳外来DNA的生理状态)。第十五页,共十九页,编辑于2023年,星期三胰岛素的产生:再大肠杆菌内,质粒通过表达转录与翻译后,便产生出胰岛素蛋白质。通过大肠杆菌的大量繁衍,便可大量生产出胰岛素。(注意:大肠杆菌产出的是多肽链,因为原核生物没有内质网、高尔基体等,不能进行多肽的折叠、修饰等,还需人为进行菌体外加工。)第十六页,共十九页,编辑于2023年,星期三质粒InsmRNA反转录InscDNA转化大肠杆菌PCR连接胰岛素原活性胰岛素二硫键酶切

提取质粒限制性内切酶酶切

反转录酶法合成人胰岛素第十七页,共十九

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