轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)胰島素主講人：組員：第1頁第2頁胰島素和諾貝爾獎1921年，加拿大醫(yī)生班廷(Banting)和他助手從狗胰腺中提取胰島素。1922年第一次使用從牛胰腺中提取出來胰島素并應(yīng)用于治療糖尿病，1923年，班廷被授予諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，從發(fā)覺到獲獎，時間不到兩年，創(chuàng)造了諾獎史上“前無古人、后無來者”最短統(tǒng)計。

英國生物化學家桑格在1955年將胰島素氨基酸序列完整地定序出來，取得了1958年諾貝爾化學獎。中國在1965年完成了結(jié)晶牛胰島素人工合成。第3頁研究目標及意義中國當前糖尿病患者數(shù)達1.14億，全球1/3。糖尿病病因是胰島素分泌缺點或其生物作用受損，所以最慣用治療方法就是以注射胰島素方式補充人體內(nèi)胰島素。一開始胰島素都是從狗、豬、牛等家畜胰腺中提取而得，不過，每噸動物胰腺中能提取胰島素不到5克，產(chǎn)量太低。人工合成胰島素略微緩解全世界緊迫需求，不過價格依然高昂，普通人無力負擔。怎樣批量、廉價生產(chǎn)胰島素？方法就是“轉(zhuǎn)基因”。將人類胰島素基因?qū)爰毦ɑ蛘婢┲?，如大腸桿菌或酵母菌，然后大量繁殖細菌，搜集細菌所分泌“人胰島素”。因為細菌繁殖呈指數(shù)級增加，一個轉(zhuǎn)基因細菌在短短幾小時后就能產(chǎn)生上百萬后代，這意味著人們能夠以很低成本取得幾乎無限量人胰島素。經(jīng)過該項技術(shù)全球大多數(shù)糖尿病人才得到了很好胰島素治療。第4頁胰島素結(jié)構(gòu)胰島素含有三對二硫鍵，其中兩對二硫鍵在A鏈和B鏈之間形成，另一對二硫鍵在A鏈上。第5頁合成方法長久以來，人們已開發(fā)了各種大腸桿菌工程菌，但含有代表性和實用型構(gòu)建方案主要有以下三種。AB鏈分別表示法兩種工程菌分別合成β-半乳糖苷酶—人胰島素A鏈、β-半乳糖苷酶—人胰島素B鏈兩種融合蛋白。以2：1分子比混合后進行體外化學折疊。人胰島素原表示法將人胰島素原逆轉(zhuǎn)錄DNA（cDNA）編碼序列克隆在β-半乳糖苷酶基因下游，胰島素原能形整天然空間構(gòu)象，為3對二硫鍵正確配對提供了良好條件，使得體外折疊率高達80％以上。AB鏈同時表示法將人胰島素A鏈和B鏈編碼序列拼接在一起，然后組裝在大腸桿菌β—半乳糖苷酶基因下游。采取對應(yīng)裂解方法取得A鏈和B鏈肽段，最終經(jīng)過體外化學折疊制備含有活性重組人胰島素。第6頁最新研究結(jié)果第三代胰島素速效胰島素：新型超短效胰島素，吸收和起效時間更加快，患者不再受到“提前30分鐘”制約，使用胰島素愈加靈活方便，大大降低了漏用或重復用藥潛在風險。長期有效胰島素：就是經(jīng)過對人胰島素加工和修飾，使其穩(wěn)定、遲緩發(fā)揮作用，從而實現(xiàn)“打一針，管一天”治療效果。而且和既往精蛋白結(jié)合胰島素相比，含有作用時間更長、療效更穩(wěn)定優(yōu)點。第7頁國際市場供不應(yīng)求即使轉(zhuǎn)基因技術(shù)長久、廣泛使用已經(jīng)使胰島素價格降得非常低，不過因為患者需要天天注射，所以需求量非常大，依舊有供不應(yīng)求趨勢。中國一位普通糖尿病患者，一個月使用胰島素需要花費幾百元。

全球已確診糖尿病人總數(shù)有3.2億人，按百分比推算，國際市場胰島素原料藥年需求量約在120～130噸。但實際上，全球胰島素總產(chǎn)量只有40噸左右，可見這一市場增加空間十分巨大。第8頁發(fā)展前景為了深入提升胰島素產(chǎn)量，降低胰島素價格，現(xiàn)在將人胰島素基因轉(zhuǎn)入植物中技術(shù)正在被開發(fā)。加拿大SembioSys生物工程企業(yè)利用北美洲普遍栽培高產(chǎn)油料作物——紅花作為轉(zhuǎn)基因植物“平臺”，成功生產(chǎn)出“紅花子起源人胰島素”（代號SBS－1000），其藥代動力學與藥效學試驗結(jié)果與美國禮來利用大腸桿菌表述胰島素基因生產(chǎn)重組DNA人胰島素基本一樣。理論上，每公頃紅花田可生產(chǎn)出1千克人胰島素原料藥。

受到SembioSys企業(yè)鼓舞，加拿大渥太華大學生物技術(shù)研究中心科研人員也利用另兩種高產(chǎn)作物——煙草和水稻植株生產(chǎn)出了一個名為“胰島素樣生長因子”（ILGF）新型降血糖藥品。據(jù)稱，ILGF降糖效果甚至優(yōu)于常規(guī)口服降糖藥。假如ILGF能經(jīng)過臨床試驗并成功上市，或?qū)⒊蔀榍熬翱善趪H醫(yī)藥市場暢銷產(chǎn)品。第9頁參考文件酵母表示基因工程產(chǎn)物不均一性分析及其對策王洪海，高卜渝-《中國科學:化學》-1994-被引量:42畢赤酵母高效電轉(zhuǎn)化方法探討張艷，楊清武，呂鳳林-《中國修復重建外科雜志》--被引量:15胰島素原基礎(chǔ)和臨床研究駱天紅-《國際內(nèi)分泌代謝雜志》-1995-被引量:15人胰島素原類似物(BKRA)基因合成與表示房德興，王永山-《中國生物化學與分子生物學報》-1998-被引量:12單鏈胰島素前體在酵母中分泌表示及其轉(zhuǎn)變成人胰島素朱尚權(quán)，徐明華，許英鎬，...-《中國科學:生命科學》-1997-被引量:10人胰島素原類似物(BKRA)基因三聯(lián)體構(gòu)建與表示房德興，周宗安，翟春生，...-《藥品生物技術(shù)》-1999-被引量:10