文档介绍:生物技术制药
二、生物技术——DNA诊断
指对患者某一特定基因或其转录产物进行检测,获取突变基因,从而对疾病进行诊断。称基因诊断、DNA探针技术。
类型:酶谱分析法、探针杂交分析法、PCR等方法。
应用:遗传病(染色体病、单基因遗传
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发现和筛选生物技术新药:
(1)从自然界、人或动物或植物中分离提取具有药物作用的生物活性蛋白,以基因工程技术钓取或合成其对应的基因片段,构建能表达制造某种药物的工程菌或细胞株。
(2)从基因工程构建的基因组DNA文库中,筛选表达某生物功能的活性蛋白的克隆,制备该活性蛋白,通过理化生物活性的分析和进一步筛选来获得生物技术新药。
五、生物技术来源药物的发现和筛选
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(3)应用PCR技术、噬菌体表达技术构建噬菌体文库、细菌表达文库,从这些随机肽库中或融合随机多肽库中,以单克隆抗体或纯化蛋白或受体或完整的细胞作为陪体,筛选出与之结合的多肽和蛋白分子及其相对应的DNA片段,从中进一步筛选开发成新的生物技术新药。
五、生物技术来源药物的发现和筛选
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(4)应用蛋白质工程技术和计算机模建技术,对活性蛋白进行突变、剪切、修饰改造或设计全新的分子,应用基因工程技术生产被改造的或新的分子,筛选出有效的新的活性多肽和蛋白质药物。
(5)应用DNA合成技术,合成阻断有害基因的复制、表达的寡核苷酸(反义核酸、核酶和抗基因寡核苷酸)药物,此外通过合成技术合成随机寡核苷酸库,通过与蛋白多肽或有机分子等配体的结合与作用来筛选寡核苷酸药物。
五、生物技术来源药物的发现和筛选
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(6)应用基因工程技术为基础的酵母双杂交系统,通过在其体内检测蛋白质与蛋白质的相互作用,寻找与某已知蛋白质相互作用的未知蛋白质,直接克隆未知蛋白的基因,筛选某些修饰的调整蛋白,通过药理作用的验证,发现和设计新的生物技术药物。
(7)人类基因组计划为新的靶基因或靶蛋白的开发生物技术新药提供了的源泉。约30亿对核苷酸、3~4万个基因序列的确定,以生物信息学分析、分离功能基因和致病基因,通过基因表达、蛋白质分析、功能与代谢、药效毒理和药理学的研究,发现和设计新的生物技术药物
五、生物技术来源药物的发现和筛选
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(8)通过基因工程技术,对一些小分子药物如抗生素等的生物合成途径中的多酶体系基因簇进行缺失、替换等突变,重建整个合成途径,最终产生与组合化学文库相似的组合生物合成文库,从中筛选具有新特性的小分子药物。
五、生物技术来源药物的发现和筛选
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六、生物技术药物的生产
生物技术来源药物的生产是通过基因修饰的活细胞或机体来生产的,因此它与天然来源的材料如血浆、血清、组织中分离的或化学合成的药物显然不同。
生产过程中一般需要高密度发酵或高密度细胞培养和复杂的提纯方法及质量控制分析鉴定方法。
对生物技术药物的评价与验证过程、生产环境的控制、净化的无菌操作及质量分析系统与质量控制,基本上与所有的药物制品相同,但鉴于生物技术药物系统的复杂性要求较其它一般药物为高,一定要确保它们的同源性、批次间的一致性及安全性。
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六、生物技术药物的生产
1、活性多肽、蛋白质的生产
(1)原核系统的生产
优点是:①对细菌的生物学及分子生物学背景的了解已非常透彻; ②细菌生长增殖快,应用的培养基比较简单,易获得高密度培养和高浓度的蛋白产物; ③大肠杆菌宿主系统已研究的非常成熟,具有各种载体和适用于表达生产蛋白的各种方法,可达到高水平的生产; ④可以大规模发酵,现已应用超过10万升规模的发酵罐进行工程菌的生产,成本较低廉。
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六、生物技术药物的生产
1、活性多肽、蛋白质的生产
(1)原核系统的生产
缺点是: ①大肠杆菌生产的蛋白常常是以无活性还原状态的包涵体存在,需要通过氧化产生分子内二硫键形成正确的折叠,复性转变为有活性的蛋白; ②大肠杆菌生产的蛋白起始序列为N-甲酰甲硫氨酸、大肠杆菌的水解系统常常不能去除该残基,于是所得蛋白是天然蛋白的甲硫氨酰衍生物; ③在大肠杆菌中表达的蛋白由于存在微量蛋白酶而有遭致生物降解的可能; ④大肠杆菌系统产生的蛋白常污染有内毒素,要通过纯化除去。最近进展可使大肠杆菌表达产生的蛋白以可溶性形式分泌至胞外或细胞周质中,这样既可除去不需要的N-末端的甲硫氨酸和较易纯化。
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六、生物技术药物的生产
(2)真核系统(哺乳动物细胞及酵母)的生产
优点是产物往往分泌于胞外,并且它具有原核细胞所不具有的蛋白质转录加工的能力,这样生产的活性蛋白能特异地折叠,在一级、二级及三级结构上与天然蛋白一致。
缺点是所需要费用较高,技术难度大,其规模越大影响也越大,随着生物反应器、微载体、微囊培养系统及培养基研究的进展,这方