多肽和蛋白质类药物.ppt
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1、关于多肽与蛋白质类药物第一张,PPT共九十六页,创作于2022年6月一、多肽和蛋白质药物的基本概念一、多肽和蛋白质药物的基本概念第一节 概述(一)、多肽类药物 多肽是多肽是-氨基酸以肽链连接在一起而形成的氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物化合物,它也是蛋白质水解的中间产物它也是蛋白质水解的中间产物。N N条多肽链按条多肽链按一定的空间结构缠绕纠结就构成了蛋白质。大分子蛋一定的空间结构缠绕纠结就构成了蛋白质。大分子蛋白质水解会生成多肽。白质水解会生成多肽。第二张,PPT共九十六页,创作于2022年6月1、多肽药物的功能特性 多肽是生物体内重要的生物活性成分,主要有以下生理功能特性:(1)作为生
2、理调节的活性分子,参与调节各种生理活动和特性。(2)多肽在生物体内的浓度很低多肽在生物体内的浓度很低(110110-7-7 mol/L mol/L就可发挥活性,有的甚就可发挥活性,有的甚至更低),至更低),但生理活性很强,具有多种多样的生化功能。如胆囊收缩但生理活性很强,具有多种多样的生化功能。如胆囊收缩素在千万分之一就可发挥作用。素在千万分之一就可发挥作用。(3)分子小,结构易于改造,可通过化学合成的方法生产。如由中国首先合成的牛胰岛素,就属于一种含51个氨基酸的多肽。(4)活性多肽的合成过程往往是由蛋白质精加工剪切转化而来的,许多多肽之间都具有共同的来源、相似的结构。第三张,PPT共九十六
3、页,创作于2022年6月2.多肽类药物的分类 主要有多肽激素、多肽类细胞生长调多肽激素、多肽类细胞生长调节因子、含有多肽成分的组织制剂节因子、含有多肽成分的组织制剂:1、多肽激素(1)脑垂体多肽激素;促皮质素(ACTH),促黑激素,催产素,加压素(2)下丘脑激素;促甲状腺激素释放激素,生长素抑制激素,促性腺激素释放激素主要多肽类药物主要多肽类药物主要多肽类药物主要多肽类药物(3)甲状腺激素;甲状旁腺激素,降钙素(4)胰岛激素;胰高血糖素,胰解痉多肽(5)胃肠道激素;胃泌素,胆囊收缩素,肠泌素,肠血管活性肽,抑胃肽,缓激肽,P物质(6)胸腺激素;胸腺素,胸腺肽,胸腺血清因子第四张,PPT共九十六
4、页,创作于2022年6月2 2、多肽类细胞生长调节因子、多肽类细胞生长调节因子 包括表皮生长因子包括表皮生长因子(EGF)(EGF),转移因子,转移因子(TF)(TF),心钠素,心钠素(ANP)(ANP)等。等。3 3、含有多肽成分的组织制剂、含有多肽成分的组织制剂 这是一类临床疗效确切,但其中所含的具体有效成分还不这是一类临床疗效确切,但其中所含的具体有效成分还不十分明了的制剂,主要包括骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、十分明了的制剂,主要包括骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁、蜂毒、蛇毒、安胎素、神经营养素、胎盘提取物、花妇血宁、蜂毒、蛇毒、安胎素、神经营养素、胎盘提取物、花粉提取物、脾水解
5、物、肝水解物、心脏激素等。粉提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素等。第五张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(二)蛋白质药物(二)蛋白质药物蛋白质药物可分为蛋白质类激素、血浆蛋白质、蛋白质类细胞生长调节因子、胶原蛋白等。主要蛋白质类药物有以下几种:主要蛋白质类药物有以下几种:1.1.蛋白质激素蛋白质激素(1 1)垂体蛋白激素)垂体蛋白激素-生长素,催乳素,促甲状腺素,促黄体生成激素,促卵泡激素(2 2)促性腺激素)促性腺激素-人绒毛膜促性腺激素(HCG),绝经尿促性腺激素,血清促性腺激素(3 3)胰岛素及其它激素)胰岛素及其它激素生长素释放抑制因子生长素释放抑制因子,是一种人脑激是一种人
6、脑激素,治疗肢端肥大症,素,治疗肢端肥大症,5050万个羊脑提取万个羊脑提取5mg.5mg.工程菌工程菌:7.5L7.5L培养液可得到培养液可得到5mg.5mg.肢端肥大症肢端肥大症第六张,PPT共九十六页,创作于2022年6月4.4.粘蛋白粘蛋白:胃膜素,硫酸糖肽,血型物质胃膜素,硫酸糖肽,血型物质A A和和B B等。等。5.5.胶原蛋白胶原蛋白:明胶,阿胶明胶,阿胶6.6.碱性蛋白碱性蛋白:硫酸鱼精蛋白硫酸鱼精蛋白7.7.蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂:胰蛋白酶抑制剂,大豆胰蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂,大豆胰蛋白酶抑制剂8.8.植物凝集素植物凝集素:PHAPHA,ConAConA3.3.3.3.
7、蛋白质类细胞生长调节因子蛋白质类细胞生长调节因子蛋白质类细胞生长调节因子蛋白质类细胞生长调节因子干扰素干扰素干扰素干扰素、(IDNIDNIDNIDN),白细胞介素(白细胞介素(116116)()(ILIL)神经生长因子)神经生长因子等等等等2.2.血浆蛋白质血浆蛋白质白蛋白,纤维蛋白溶酶原,血纤蛋白等白蛋白,纤维蛋白溶酶原,血纤蛋白等 硫酸鱼精蛋白硫酸鱼精蛋白是一种强碱,能与强酸性肝素钠或肝素钙形成稳定的盐而使肝素失去抗凝作用。抗肝素药。抗肝素药。用于因注射肝素过量所引起的初出血.第七张,PPT共九十六页,创作于2022年6月FDGF,IL,CSF,IFN,EPO,hGHFDGF,IL,CSF
8、,IFN,EPO,hGH的中文名称的中文名称IFN:干扰素IL:白细胞介素 hGH:生长激素FDGF:成纤维细胞衍化生长因子 CSF:克隆刺激因子 EPO:红细胞生成素第八张,PPT共九十六页,创作于2022年6月二、多肽和蛋白质类药物特点二、多肽和蛋白质类药物特点 1)1)基本原料简单易得基本原料简单易得 多肽和蛋白质类药物主要以20种天然氨基酸为基本结构单元依序连接而得,代谢物氨基酸为人体生长的基本营养成分,可通过农产品发酵而制备。2)2)药效高,副作用低药效高,副作用低,不蓄积中毒不蓄积中毒 多肽和蛋白质类药物本身是人体内源性物质或针对生物体内调控因子研发而得,通过参与,介入,促进或抑制
9、人体内或细菌病毒中生理生化过程而发挥作用,副作用低,药效高,针对性强,不会蓄积于体内而引起中毒。第九张,PPT共九十六页,创作于2022年6月3)3)用途广泛,品种繁多,新型药物层出不穷用途广泛,品种繁多,新型药物层出不穷多肽和蛋白质类药物是目前医药研发领域中最活跃,进展最快的部分,是二十一世纪最有前途的产业之一。将20种基本氨基酸按不同序列相互连接,可得到品种繁多,可用于治疗各种类型疾病的多肽和蛋白质类药物。众多新型多肽和蛋白质类药物在治疗艾滋病,癌症,肝炎,糖尿病,慢性疼痛效果显著。4)4)研发过程目标明确研发过程目标明确,针对性强针对性强借助生命科学领域取得的大量研究成果,包括对各类疾病
10、发病机理的揭示,对体内各种酶,辅酶,生长代谢调节因子的深入认识,可以针对性开展多肽和蛋白质类药物的研发。第十张,PPT共九十六页,创作于2022年6月多肽和蛋白质类药物研发技术与方向多肽和蛋白质类药物研发技术与方向1)1)化学合成方法化学合成方法2)2)改造生物活性多肽及现有多肽药物改造生物活性多肽及现有多肽药物3)3)提高活性多肽及现有多肽药物档次提高活性多肽及现有多肽药物档次4)4)针对具生物活性的多肽天然产物研发针对具生物活性的多肽天然产物研发5)5)生物技术制备多肽和蛋白质药物生物技术制备多肽和蛋白质药物第十一张,PPT共九十六页,创作于2022年6月三、多肽及蛋白质类药物的生产方法三
11、、多肽及蛋白质类药物的生产方法(1 1)化学合成法)化学合成法:化学合成法只能生产少部分多肽类药物。化学合成法借助化学催化剂,按一定的氨基酸序列秩序形成肽键。蛋白质药物一般具有复杂的空间结构,而形成这些空间结构还需要一些特殊的细胞因子参与起辅助作用,这些细胞因子是化学合成过程中无法提供的,所以化学合成不能用于生产相对复杂的蛋白质类药物。19531953年,人类用化学合成法合成了年,人类用化学合成法合成了有生物活性的有生物活性的多肽多肽-催产素。催产素。(1 1)化学合成法:)化学合成法:(2 2)天然动植物及重组动植物提取法)天然动植物及重组动植物提取法(3 3)微生物及重组微生物发酵法)微生
12、物及重组微生物发酵法第十二张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(2 2)天然动植物及重组动植物提取法)天然动植物及重组动植物提取法通过生化工程技术,从天然动植物中分离纯化。由于天然动植物中的有效成分含量过低,杂质太多含量过低,杂质太多,引起人们对重组动植物的重视。重组动植物只通过基因工程技术手段,将药物基因或能对药物基因起调节作用的基因转导入动植物细胞,以提高动植物合成药用成分的能力,再经过生化分离,制得生物制品。t-PA(tissue-plasminogen activatort-PA(tissue-plasminogen activator)译成中文为译成中文为组织纤溶酶组织纤溶酶原
13、激活原激活剂,人体内自然存在,同时也是临床上用于急性心肌梗死的一种生物剂,人体内自然存在,同时也是临床上用于急性心肌梗死的一种生物蛋白药物,蛋白药物,有有1818个半胱氨酸,个半胱氨酸,9 9对二硫键对二硫键 第十三张,PPT共九十六页,创作于2022年6月t-PA组织型纤溶酶原激活剂组织型纤溶酶原激活剂的转基因羊的转基因羊第十四张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(3 3)微生物及重组微生物发酵法)微生物及重组微生物发酵法 通过基因工程菌发酵生产多肽和蛋白质药品,生产中期短、成本低、产品质量高。通过基因工程技术手段,把人体细胞内含有的合成某一多肽或蛋白质的基因分离出来,在结合一定的载体
14、,转入特定的微生物细胞,通过微生物细胞将该多肽或及蛋白质的基因表达出来,以生产该类药品用于临床。目前,世界上生产的多肽和蛋白质药品,绝大多数均经过此方法生产。第十五张,PPT共九十六页,创作于2022年6月第二节第二节 动植物动植物提取法提取法生产多肽和蛋白质类药物生产多肽和蛋白质类药物一、概述一、概述(一)材料的选择(一)材料的选择 蛋白质类药物的来源有动植物组织和微生物等,原则是要选择富含所需蛋白质多肽成分的,易于提取的无害生物材料。对天然蛋白质类药物,为了提高质量、产量和降低生产成本,对原料的种属,发育阶段、生物状态、来源、解剖种属,发育阶段、生物状态、来源、解剖部位、生物技术产品的宿主
15、菌或细胞部位、生物技术产品的宿主菌或细胞都有一定要求,使得纯化工作相对容易。第十六张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(1)种属种属:牛胰含胰岛素单位比猪胰岛素多,牛为4000IU/Kg胰脏,猪为3000IU/Kg胰脏.抗原性猪比牛低。猪与人胰岛素相比,只有1个氨基酸差异,而牛有3个氨基酸差异。(2 2 2 2)发育生长阶段)发育生长阶段)发育生长阶段)发育生长阶段:幼年动物的胸腺比较发达,老龄后逐渐萎缩,因此胸腺原料必须采用幼龄动物。肝细胞生产因子是从肝细胞分化最旺盛阶段的胎儿、胎猪或胎牛肝中获得的。若用成年的动物,必须经过肝脏部分切除手术后,才能获得富含肝细胞生长因子的原料。猪胰脏牛
16、胰脏第十七张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(3 3)生物状态)生物状态:动物饱食后宰杀,胰脏中胰岛素含量增加,对提取胰岛素有利,但胆囊收缩素的分泌是胆汁排空,对胆汁收集不利。(4 4)原料来源:)原料来源:血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪颚下腺猪胰脏和猪颚下腺中提取,而稳定性以猪颚下腺来源为好,因其不含蛋白质水解酶。第十八张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(6 6)对生物技术产品宿主菌或细胞的要求:)对生物技术产品宿主菌或细胞的要求:大肠杆菌的产品提取大多要求破壁,有些可能会产生毒素。枯草杆菌和酵母菌虽然可克服上述毛病,但表达的蛋白质成分有缺乏糖基化等翻译及修饰的缺陷。动物细胞较
17、好,如果用肿瘤细胞要考虑其安全性。(5 5)原料解剖学部位:)原料解剖学部位:猪胰脏中,胰脏尾部含激素较多,而胰脏头部分含消化酶较多。如果分别摘取则可提高各产品收得率。胃膜素以采取全胃粘膜为好,胃蛋白酶则以采取胃底部粘膜为好,因胃底部粘膜富含消化腺。猪胃第十九张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(二二)蛋白质类制品的分离纯化方法蛋白质类制品的分离纯化方法(1)(1)根据分子大小轻重设计的方法根据分子大小轻重设计的方法。如离心分离法、筛膜分离法、凝。如离心分离法、筛膜分离法、凝胶过滤法等。胶过滤法等。(2)(2)根据溶解度大小分离的方法、根据溶解度大小分离的方法、如盐析法、有机溶剂沉淀法、
18、共如盐析法、有机溶剂沉淀法、共沉淀法、选择性沉淀法、等电点沉淀法等。沉淀法、选择性沉淀法、等电点沉淀法等。(3)(3)按分子所带正负电荷多少分离的方法按分子所带正负电荷多少分离的方法,如离子交换分离法、电泳分,如离子交换分离法、电泳分离法、聚焦层析法等。离法、聚焦层析法等。(4)(4)按稳定性差异建立的分离方法按稳定性差异建立的分离方法,如选择性热变性法表面变性,如选择性热变性法表面变性法等。法等。(5)(5)按亲和作用的差异按亲和作用的差异建立的分离方法,如亲和层析法等建立的分离方法,如亲和层析法等.第二十张,PPT共九十六页,创作于2022年6月二、主要多肽类药物的制备二、主要多肽类药物的
19、制备1 1、胸腺素(、胸腺素(thymocinthymocin)胸腺位于胸骨后面,紧靠心脏,呈灰赤色,扁平椭圆形,分左、右两叶,由淋巴组织构成。青春期前发充良好,青春期后逐渐退化,为脂肪组织所代替。胸腺是造血器官,分泌胸腺素,能产生淋巴细胞,并运送到淋巴结和脾脏等处。这种淋巴细胞对机体的细胞免疫具有重要作用。生长激素和甲状腺素能刺激胸腺生生长激素和甲状腺素能刺激胸腺生长,而性激素则促使胸腺退化。长,而性激素则促使胸腺退化。第二十一张,PPT共九十六页,创作于2022年6月 人体和动物都有免疫系统,包括特异性免疫和非特异性免疫,其中特异性免疫又分为体液免疫系统和细胞免疫系统。当某些外源生物(如细
20、菌)或生物大分子(如蛋白质),也叫抗原,进入动物体后,会刺激动物体本能地产生相应的抗体,引起免疫应答,从而将进入的外源生物或蛋白质分解或清除。细胞免疫细胞免疫主要指机体受到异己物质抗原的刺激后,主要指机体受到异己物质抗原的刺激后,一类小淋巴细胞一类小淋巴细胞依赖胸腺的依赖胸腺的T T细胞细胞发生增生、分化,直接攻击靶细胞或间接地释放一发生增生、分化,直接攻击靶细胞或间接地释放一些淋巴因子从而使机体达到免疫的过程。些淋巴因子从而使机体达到免疫的过程。体液免疫体液免疫则是当机体受到抗原刺激后,则是当机体受到抗原刺激后,来源与来源与骨髓的小淋巴细胞骨髓的小淋巴细胞B B细细胞胞(即(即B B型淋巴细
21、胞)型淋巴细胞)进行增生并分化为浆细胞,进而合成各类免进行增生并分化为浆细胞,进而合成各类免疫球蛋白(即抗体),然后在体液中发挥免疫作用的过程。疫球蛋白(即抗体),然后在体液中发挥免疫作用的过程。第二十二张,PPT共九十六页,创作于2022年6月 T淋巴细胞来源于骨髓的多能干细胞(胚胎期则来源于卵黄囊和肝)。在人体胚胎期和初生期,骨髓中的一部分多能干细胞或前T细胞迁移到胸腺内,在胸腺激素的诱导下分化成熟,成为具有免疫活性的T细胞。T淋巴细胞与激活的血小板 T淋巴细胞第二十三张,PPT共九十六页,创作于2022年6月嗜中性粒细胞Neutrophil嗜中性粒细胞Neutrophil嗜中性粒细胞Ne
22、utrophil嗜中性粒细胞Neutrophil嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞NeutrophilNeutrophil嗜酸性粒细胞Eosinophil嗜酸性粒细胞Eosinophil嗜酸性粒细胞Eosinophil嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞EosinophilEosinophil嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞EosinophilEosinophil嗜碱性粒细胞Eosinophil嗜碱性粒细胞Eosinophil单核细胞单核细胞Monocyte嗜碱性粒细胞Eosinophil嗜碱性粒细胞Eosinophil淋巴细胞淋巴细胞Lymphocyte第二十四张,PPT共九十六页,创作于2022年6月胸腺素胸腺素(th
23、ymosin;thymin),-是由胸腺分泌的一类促细胞分裂的含2828个氨基酸残基的具个氨基酸残基的具有生理活性的有生理活性的多肽激素多肽激素。可诱导造血干细胞发育为T淋巴细胞,具有增强细胞免疫功能和调节免疫平衡等作用。-临床上常用的胸腺肽是从小牛胸腺发现并提纯的有临床上常用的胸腺肽是从小牛胸腺发现并提纯的有非特异性免疫效应的小分子多肽。非特异性免疫效应的小分子多肽。第二十五张,PPT共九十六页,创作于2022年6月(1)结构和性质)结构和性质 胸腺素组分胸腺素组分5 5是由是由8080热稳定的热稳定的40-5040-50种多肽组成的混合物种多肽组成的混合物,分,分子量在子量在1000150
24、00100015000之间,等电点在之间,等电点在3.59.53.59.5之间。之间。胸腺素组分胸腺素组分5 胸腺素组分胸腺素组分5 5这一名称来源于生产加工这一名称来源于生产加工过程,过程,即以小牛胸腺为原料,采用一定的即以小牛胸腺为原料,采用一定的工艺提取纯化得到的第工艺提取纯化得到的第5 5组分。组分。区-pI5.0以下多肽。区-pI5.07.0以下多肽区-pI7.0以上多肽(种类较少)根据等电点不同,可根据等电点不同,可以将胸腺素组分以将胸腺素组分5 5中所中所含多肽分为含多肽分为、三个区,三个区,胸腺素组分胸腺素组分5 5中,所含的多肽中并非每一种都有免疫活性,有活中,所含的多肽中并
25、非每一种都有免疫活性,有活性的称为性的称为胸腺素胸腺素,如胸腺,如胸腺11、5 5、7 7,无活性的称为,无活性的称为多肽,如多肽,如1 1 等。等。第二十六张,PPT共九十六页,创作于2022年6月胸腺素组分胸腺素组分5 5 作用与用途:作为免疫调节剂原发性和继发性免疫缺陷病,如反复上呼吸道感染等;原发性和继发性免疫缺陷病,如反复上呼吸道感染等;自身免疫病,如肝炎,肾病,红斑狼疮,类风湿关节炎、重症肌无力自身免疫病,如肝炎,肾病,红斑狼疮,类风湿关节炎、重症肌无力等;等;变态反应性疾病,如支气管哮喘等;变态反应性疾病,如支气管哮喘等;细胞免疫功能减退的中年人和老年人疾病,并可抗衰老。细胞免疫
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- 多肽 蛋白质 类药物
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