文档介绍：I 《生物制药技术》 讲义 黄国清 第一章 绪论第一节生物技术的发展史一、 生物技术生物技术( biotechnology )属于当今国际上重要的高技术领域,它与微电子技术、新材料和新能源并列,成为影响国计民生的四大科学技术支柱,被公认为 21 世纪科技技术的核心。生物技术的定义:生物技术是以生命科学与基础,利用生物体(或生物组织、细胞及其组分)的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程相结合,利用这样的新物种(或品系)进行加工生产,为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。生物技术的技术范畴: ?基因工程:基因工程是生物技术的核心和关键,是主导技术; ?细胞工程:细胞工程是生物技术的基础;细胞工程是在细胞水平上动手术,也称细胞操作技术; ?酶工程:酶工程是生物技术的条件; ?发酵工程:发酵工程是生物技术获得最终产品的手段。?生化工程: 蛋白质工程:在基因工程基础上综合蛋白质化学、蛋白质晶体学、计算机辅助设计等知识和技术发展起来的研究新领域,开创了按人类意愿设计和研制人类需要的蛋白质的新时期,被称为第二代基因工程。海洋生物技术:生物技术研究的对象已从微生物扩展到动植物,从陆地生物扩展到海洋和空间生物, 因而继 20 世纪 80 年代出现的第二代蛋白质工程后,又出现了第三代生物技术-海洋生物技术,这就大大地扩大了研究范围。二、 生物技术的发展简史 1 、传统生物技术阶段:酿酒和制醋。?传统生物技术的技术特征是酿造技术? 1857 年,巴斯德利用实验的方法证明了乙醇发酵是活酵母所引起的结果,其他不同的发酵产物则是由其他微生物发酵所形成的? 1897 年,发酵磨碎的“死”酵母仍能使糖发酵而形成乙醇,并将其中所含的活性物质称为“酶”? 19 世纪末到 20 世纪 30 年代,陆续出现了许多产品的工业发酵,开创了工业微生物的新时期,生产出的产品有乳酸、乙醇、丙酮、丁醇、柠檬酸及淀粉酶等。大多属于厌氧发酵或表面培养,属于微生物的初级代谢产物。 2 、近代生物技术阶段? 1941 年,美国和英国合作开发研究了英国人 Fleming 发现的青霉素,并于 1943 年发展出了液体深层培养技术( submerged fermentation ),这给生物技术的发酵工业带来了革命性的变化。?近代生物技术的技术特征是微生物发酵技术。?后来,链霉素、金霉素、红霉素等抗生素相继问世,兴起了抗生素工业,促使工业微生物的生产进入了一个新的阶段。抗生素生产的经验很快地促进了其他发酵产品的发展,最突出的成果是 20 世纪 50 年代的氨基酸发酵工业、 60 年代的酶制剂工业以及一些原来用表面培养法生产的产品生产都改用沉没培养法。?近代生物技术产业的主要产品有:抗生素、维生素、甾体激素、氨基酸等。?近代生物技术时期的特点: ?产品类型多:初级代谢产物、次级代谢产物、生物转化产物、酶反应产品?生产技术要求高:无菌发酵、通气、产品纯度?生产设置巨大:单细胞蛋白工厂的气升式发酵罐的容积已超过 2000m 3 ?技术发展速度快:产品质量和产量均有惊人的提高。如青霉素发酵,初期的发酵效价仅为 200U/mL ,目前国际上已达到 80000U/mL 。 3 、现代生物技术?以 DNA 重组技术为标志,人们有可能在实验室中组建按人们意志设计出来的新的生命体。?现代生物技术的发展趋势: ?基因工程药物和疫苗的研究和开发突飞猛进?转基因动植物和动物取得重大突破?阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能?基因治疗第二节生物技术药物一、生物技术药物的分类生物技术药物:采用 DNA 重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物,称为生物技术药物。生物药物:生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为生物药物。现代生物药物有四大类型: ?应用重组 DNA 技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂?基因药物,如基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酸等?来自动植物和微生物的天然生物药物?合成与部分合成的生物药物按照功能来分可分为三类: ?治疗药物?预防药物?诊断药物二、生物技术药物的特性?结构复杂?具有种属特异性?针对性强,疗效高?基因稳定性?免疫原性?体内的半衰期短?受体效应?多效性和网络性效应?检验的特殊性第三节生物技术制药一、生物技术制药的特征?高技术:生物制药是一个知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相渗透的新兴产业。?高投入:目前均费用为 1 亿~3 亿。世界上最大的生物制药公司有 Pfizer (辉瑞,美国)、 GlaxoSmithKline (格兰素史克,英国)、 sanofi-aventis (塞诺菲安万特,法国)、 Novartis (诺华)、强生、默克。?长周期:一般开发一种