重组人胰岛素生产工艺.ppt

1、重组人胰岛素和重组人生长激素生产工艺,2010.4.13,重组人胰岛素,定义： 胰岛素是由胰岛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

2、生成胰岛素，分泌到细胞外，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。,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,B30 A8 ;A10 ;B30 B2

3、8 ;B29 B28 A21 ;B31 ;B32,3D Structure of Insulin,胰岛素二聚体（dimer）,胰岛素六聚体（hexamer ）,Ins的性质,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

4、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。,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。,动物来源的胰岛素（28种）,半合成来源的胰岛素（5种）,基因重组来源的胰岛素（27种）,通化东宝 1998年12月研制出中国第一支基因重组胰岛

5、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,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

6、素类似物 非注射胰岛素,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， Humulin N(rDNA、大肠杆菌) 诺和诺德， Novolin N (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， Humulin 30/70 (30%常规胰岛素，70%精蛋白锌胰岛素) Humulin 50/50 诺和诺德， Novolin 30/70 Novolin 50/50 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,速效胰岛素,特点

7、： 起效快，皮下注射后15分钟起效。 达峰快，注射后15分钟起效，3060分钟达到药效高峰。 药效维持时间短，大约在3小时左右（24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。,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

8、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。,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. Insulin Detemir：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。,Insulin Det

9、emir （Levemir ） 诺和诺德公司研制,glargine （Lantus） 安万特公司研制,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,胰岛素制备工艺,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 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。,Ins A链,Ins B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,反转录酶法合成人胰岛素,破碎菌体 包含体 尿素溶解 复性,酵母系统生产重组胰岛素,优点： 二硫键的结构与位置正确，不需要复性加工处理 缺点： 表达低，发酵时间长 表达载体结构基因