重组人胰岛素生产操作工艺课件

关于重组人胰岛素生产操作工艺第1页，讲稿共26页，2023年5月2日，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。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β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，同时生成胰岛素，分泌到β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。

第2页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三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B30A8;A10;B30

B28;B29B28A21;B31;B32第3页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三3DStructureofInsulin胰岛素二聚体（dimer）胰岛素六聚体（hexamer

）第4页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三Ins的性质

第5页，讲稿共26页，2023年5月2日，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。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。

第6页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三1921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7页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三动物来源的胰岛素（28种）药品名称生产企业药品名称生产企业ILETINILILLYNPHPURIFIEDPORKISOPHANEINSULINNOVONORDISKINCILETINIILILLYPROTAMINEZINC&ILETINI(BEEF-PORK)LILLYINSULINNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINIILILLYINSULININSULATARDNPHNORDISKNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINII(PORK)LILLYINSULINNORDISKMIXTARD(PORK)NOVONORDISKINCPROTAMINEZINCINSULINBRISTOLMYERSSQUIBBLENTARDNOVONORDISKINCREGULARILETINIILILLYLENTENOVONORDISKINCREGULARILETINII(PORK)LILLYLENTEILETINIILILLYREGULARPURIFIEDPORKINSULINNOVONORDISKINCLENTEILETINII(PORK)LILLYREGULARINSULINNOVONORDISKINCLENTEINSULINNOVONORDISKINCSEMILENTENOVONORDISKINCNPHILETINI(BEEF-PORK)LILLYSEMILENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHILETINIILILLYULTRALENTENOVONORDISKINCNPHILETINII(PORK)LILLYULTRALENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHINSULINNOVONORDISKINCVELOSULINNOVONORDISKINC第8页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三半合成来源的胰岛素（5种）药品名称生产企业INSULATARDNPHHUMANNOVONORDISKINCMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSNOVOLIN70/30NOVONORDISKINCNOVOLINLNOVONORDISKINCNOVOLINNNOVONORDISKINC第9页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三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APIDRASANOFIAVENTISUSLANTUSSANOFIAVENTISUSEXUBERAPFIZERLEVEMIRNovoNordiskHUMALOGLILLYMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSHUMALOGMIX50/50LILLYNOVOLIN70/30NovoNordiskHUMALOGMIX75/25LILLYNOVOLINLNOVONORDISKINCHUMALOGPENLILLYNOVOLINNNOVONORDISKINCHUMULIN50/50LILLYNOVOLINRNOVONORDISKINCHUMULIN70/30LILLYNOVOLINR（Purified）NOVONORDISKINCHUMULIN70/30PENLILLYNOVOLOGNOVONORDISKINCHUMULINBRLILLYNOVOLOGMIX70/30NOVONORDISKINCHUMULINLLILLYVELOSULINBRNOVONORDISKINCHUMULINNLILLYVELOSULINBRHUMANNOVONORDISKINCHUMULINRLILLYHUMULINULILLYHUMULINRPENLILLY第10页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三通化东宝

1998年12月研制出中国第一支基因重组胰岛素“甘舒霖”

甘舒霖®R--常规重组人胰岛素注射液甘舒霖®N--低精蛋白重组人胰岛素注射液甘舒霖®30R--30/70混合重组人胰岛素注射液（30%常规重组人胰岛素和70%低精蛋白重组人胰岛素）深圳科兴苏泌啉--常规重组人胰岛素注射液苏泌啉恩--低精蛋白重组人胰岛素注射液徐州万邦

万邦林--常规重组人胰岛素注射液万苏林—猪胰岛素制剂胰岛素国内主要生产厂家其他（持有药品注册证）

---南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生化制药厂、武汉生化制药厂等第11页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三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第12页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

传统中长效胰岛素制剂

低精蛋白锌胰岛素：胰岛素、鱼精蛋白和锌的结晶。例：礼来公司，HumulinN(rDNA、大肠杆菌)

诺和诺德，NovolinN(rDNA、酿酒酵母)

胰岛素锌混悬液：精蛋白锌胰岛素与常规胰岛素的混悬液例：礼来公司，Humulin30/70(30%常规胰岛素，70%精蛋白锌胰岛素)Humulin50/50

诺和诺德，Novolin30/70Novolin50/50缺陷：作用时间少于24小时作用峰值明显，夜间低血糖危险性高吸收不稳定结霜现象，由于温度过冷或过热导致胰岛素再玻璃瓶壁沉淀，丧失活性第13页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三速效胰岛素特点：起效快，皮下注射后15分钟起效。达峰快，注射后15分钟起效，30～60分钟达到药效高峰。药效维持时间短，大约在3小时左右（2～4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:30-90min1.5-2.5h2-4h6-8h生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h第14页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三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®）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。第15页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三长效胰岛素-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.InsulinDetemir：商品名Levemir®

------胰岛素B链29位赖氨酸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。

第16页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三InsulinDetemir（Levemir®）诺和诺德公司研制

glargine（Lantus®）安万特公司研制第17页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三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第18页，讲稿共26页，2023年5月2日，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19页，讲稿共26页，2023年5月2日，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，