1、重要生物藥物制造工藝,第 三 篇,本門課程由以下三大部分內(nèi)容組成,生物藥物的類別,（一）天然生物藥物 1.微生物藥物 microbil medicine 2.生化藥物（含海洋藥物） Biochemical medicine（Marine medicine）,（二）生物技術(shù)藥物（新生物制品） 1.DNA重組藥物（DNA recombinant medicine）基因工程與蛋白質(zhì)工程藥物 2. 基因藥物,（三）合成或半合成生物藥物,聚乙二醇化技術(shù)原理,屏蔽效應(yīng),減少酶的降解,降低清除率,提高溶解度,降低免疫反應(yīng)性,降低免疫原性,經(jīng)典案例PEGASYS,生化藥物制造工藝,第 十 三 章,生化藥物的定

2、義、分類、特點(diǎn),定義：具體運(yùn)用生物化學(xué)研究方法，從生物體中經(jīng)提取、分離、純化等手段獲得的天然存在的生化活性物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲞@些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性物質(zhì)，通稱生化藥物(Biochemical medicine)。,分 類,生化藥物特性,1藥理學(xué)特性：,藥理活性高，針對性強(qiáng),毒副作用少，營養(yǎng)價值高,生理副作用常有發(fā)生 免疫原反應(yīng) 過敏反應(yīng),2化學(xué)特性：,3.天然生化藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物: 通過合理藥物設(shè)計(jì)，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專一，更易為機(jī)體接受，副作用與不良反應(yīng)更小的新藥。,GLP-1具有明確的 降血糖活性，但由 于半衰期過短，原 形難以直接用于臨床,先導(dǎo)

3、物,分子改構(gòu)及受體天然激動劑的 篩選，代表性藥物是Exendin-4,化學(xué)修飾，代表藥物是Novo Nordisk公司 的Liraglutide,融合蛋白，代表藥物是HGS 公司的Albugon（融合白蛋白）,生化藥物特性,GLP-1的結(jié)構(gòu),人體內(nèi)源性的GLP-1有兩種形式：GLP-1（7-36）-NH2和GLP-1（7-37），前者較后者在C末端缺少一個Gly，但末端是酰胺化的。其N末端的His-Ala結(jié)構(gòu)是人體內(nèi)DPP-4酶的識別序列，可迅速被切去，酶切后的產(chǎn)物失去降糖活性且是原形多肽的競爭性抑制劑。,GLP-1的天然受體激動劑,上圖顯示的是Exendin-4的分子結(jié)構(gòu)，該分子是源于美洲巨

4、蜥唾液的一種天然多肽，它與GLP-1有53%的序列同源性，是GLP-1受體的天然激動劑。由于N端結(jié)構(gòu)為His-Gly，該分子可有效抵抗DPP-4的酶解，其體內(nèi)半衰期為3.3-4小時，每天注射兩針。,GLP-1的結(jié)構(gòu)改造,上圖顯示的是Novo Nordisk公司基于GLP-1研發(fā)的Liraglutide，該分子第34位Lys突變?yōu)锳rg，第26位Lys軟脂酸修飾后可與體內(nèi)的白蛋白結(jié)合。與白蛋白偶合后的分子一方面可以有效的抵抗酶解，另一方面可顯著延長體內(nèi)半衰期(12.6小時)，該藥物在臨床上可實(shí)現(xiàn)每天注射一針。,GLP-1的結(jié)構(gòu)改造,上圖顯示的是采用PEG修飾GLP-1的結(jié)構(gòu)，通過對GLP-1第3

5、4位Lys進(jìn)行選擇性修飾可顯著提高GLP-1對DPP-4的抵抗能力（酶解半衰期自9.6min延長至88.1min），而其生物學(xué)活力保持良好（PEG-GLP-1生物學(xué)活力是GLP-1原形多肽的93%）。,有機(jī)溶劑分級分離、等電沉淀 -粗提物 100余種,離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù) -提高了產(chǎn)品的純度和收率 350余種,多種層析技術(shù)、超速離心等 -高純度的生化藥物 500多種,生化藥物的資源,植 物,動 物,動物臟器,血液、分泌物及其它代謝物,微 生 物,海 洋 生 物,主要從以下臟器中制取生化藥物,毒蜥,Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體內(nèi)的GLP-1在

6、序列上有53的同源性，同GLP-1一樣具有促進(jìn)胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)胰島細(xì)胞等作用。2005年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。Exenatide是Exendin-4的人工合成品。,Exenatide,麻省Transmolecular公司的科學(xué)家將放射性I131附著于自蝎子毒液中提取的一種多肽制成藥物，研究發(fā)現(xiàn)該藥物具有靶向性，對晚期神經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，患者只需要從外部注射這種化合物，而無需再進(jìn)行化療或放射治療。該藥物目前仍處于臨床研究階段。,蝎 毒 肽,利用微生物作為工具,微生物的代謝物,微生物菌體,海藻類：已知的海藻有1萬多種,海洋動物類：腔腸動物類、節(jié)肢動物類、 軟體動物

7、類、魚類、爬行動 物類、海洋哺乳動物類,海洋微生物：,僧袍芋螺,齊考諾肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，現(xiàn)已人工合成，是一種神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛藥物，用于治療嚴(yán)重的慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘內(nèi)注射劑經(jīng)FDA批準(zhǔn)于2005年上市。,齊考諾肽（ziconotide）,Didemnin B是一種由7個氨基酸和2個羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽,既能抑制蛋白質(zhì)的合成,也能抑制DNA、RNA的合成,對黑色素瘤B16細(xì)胞周期作用的研究表明,它可殺傷各期細(xì)胞,尤以G1至S期細(xì)胞敏感 ，它可快速完全介導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡。目前Didemin B已能夠人工全合成,該藥完成了臨床期實(shí)驗(yàn),

8、最有希望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代didemnins-脫氫didemnins B(aplidine)現(xiàn)也已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)。,海鞘來源的抗癌肽 Didemnin B,海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、生理功能各異的次生代謝產(chǎn)物,如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)酯及肽類等,其中肽類化合物尤為引人注目。其中 Dolastatin15和Dolastatin10已經(jīng)完成全合成,并正在美國進(jìn)行期和期臨床試驗(yàn),主要用于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等實(shí)體瘤的治療。,海兔來源的抗癌作用肽,第一節(jié) 氨基酸類藥物,氨基酸類的分類,蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸,非蛋白氨基酸：D型氨基酸、-氨基酸、-氨基酸等,衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等,氨基酸的生產(chǎn)方法,發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨 酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜 氨酸、賴氨酸、亮氨酸等,化學(xué)合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、絲氨酸等,酸水解法 堿水解法 酶水解法,溶解度法 特殊試劑吸附法 吸附法 離子交換法,結(jié)晶 重結(jié)晶,蛋白質(zhì)水解法,微生物，植物細(xì)胞，動物細(xì)胞,化學(xué)合成，生物合成，天然存在,底 物(AA前體),生物反應(yīng)器,含L-AA反應(yīng)液,L-AA,酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)L-AA流程,133.10,89.09,2.77,6.0,酸性氨