第五章 动物源性生物制品(精品).ppt

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1、第五章第五章 动物来源生物制品的制备动物来源生物制品的制备第一节第一节 动物源性生物制品概述动物源性生物制品概述一、动物来源药物的特点一、动物来源药物的特点我国应用动物药物历史悠久，我国应用动物药物历史悠久，40004000年前就已经使用年前就已经使用4040多多种动物药。本草纲目中收集了种动物药。本草纲目中收集了440440种，中国药用动物志收种，中国药用动物志收载了载了15001500多种。多种。到到2020世纪世纪5050年代开始，我国陆续开展了动物药物的研究年代开始，我国陆续开展了动物药物的研究与生产，其中取得的重大成果是关于胰岛素的研究，与生产，其中取得的重大成果是关于胰岛素的研究，

2、19651965年得到结晶牛胰岛素。年得到结晶牛胰岛素。生物药物在治疗和预防疾病方面有其他药物不可取代的生物药物在治疗和预防疾病方面有其他药物不可取代的特点，所以越来越引起人们的注意。特点，所以越来越引起人们的注意。动物来源药物的特点：动物来源药物的特点：原料来源丰富，牛、猪、羊的器官、组织、原料来源丰富，牛、猪、羊的器官、组织、腺体、血液、毛角等都可做为原料，来源丰富腺体、血液、毛角等都可做为原料，来源丰富且健康、新鲜，品种繁多，可以制备出人体所且健康、新鲜，品种繁多，可以制备出人体所需要的各种活性物质；需要的各种活性物质；要重视安全性，动物与人体种属差异大，活要重视安全性，动物与人体种属差

3、异大，活性物质的结构有一定的差异，蛋白质是抗原，性物质的结构有一定的差异，蛋白质是抗原，不同来源的蛋白质注射于人体内要产生抗原反不同来源的蛋白质注射于人体内要产生抗原反应，严重时会有生命危险。应，严重时会有生命危险。二、动物来源药物的种类与用途二、动物来源药物的种类与用途1 1、动物多肽与蛋白质类药物、动物多肽与蛋白质类药物（1 1）、动物多肽药物的重要性与种类）、动物多肽药物的重要性与种类1 1）重要性：）重要性：l脑垂体所分泌的多肽激素，药效显著，且毒副脑垂体所分泌的多肽激素，药效显著，且毒副作用小，细胞因子已有近百种，通过对这些活性作用小，细胞因子已有近百种，通过对这些活性物质的结构和功

4、能的研究，有助于我们设计和研物质的结构和功能的研究，有助于我们设计和研制新型药物。制新型药物。2 2）种类：）种类：l多肽类激素：垂体多肽激素（促肾上腺皮质激素、促黑多肽类激素：垂体多肽激素（促肾上腺皮质激素、促黑激素、脂肪水解激素、催产素、加压素）；下丘脑激素激素、脂肪水解激素、催产素、加压素）；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（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）；甲状腺激素（甲状旁腺素、降钙素）；素释放激素）；甲状腺激素（甲状旁腺素、降钙素）；胰岛激素（胰高血糖素、胰解痉多肽）；胃肠道激素胰岛激素（胰高血糖素、胰解痉多肽）；胃肠道激素（胃泌

5、素、胆囊收缩素（胃泌素、胆囊收缩素-促胰酶素、肠泌素、肠血管活性促胰酶素、肠泌素、肠血管活性肽、抑胃肽、缓激肽、肽、抑胃肽、缓激肽、P P物质）；胸腺激素（胸腺素、胸物质）；胸腺激素（胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子）。腺肽、胸腺血清因子）。l多肽类细胞因子：脑氨肽、蛇毒、胎盘提取物、脾水解多肽类细胞因子：脑氨肽、蛇毒、胎盘提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素、转移因子、抗癌肽等。物、肝水解物、心脏激素、转移因子、抗癌肽等。（2 2）、动物蛋白类药物）、动物蛋白类药物蛋白质激素（生长素、催乳激素、促甲状腺素、蛋白质激素（生长素、催乳激素、促甲状腺素、促黄体生成激素、促卵泡激素）；促黄体生成激素、促

6、卵泡激素）；血浆蛋白质，动物血浆制品不能用于人类；蛋白血浆蛋白质，动物血浆制品不能用于人类；蛋白质类细胞因子；质类细胞因子；粘蛋白（胃膜素、硫酸糖肽、内在因子、血型物粘蛋白（胃膜素、硫酸糖肽、内在因子、血型物质）；质）；胶原蛋白（明胶、阿胶、氧化聚合明胶）；胶原蛋白（明胶、阿胶、氧化聚合明胶）；其他：硫酸鱼精蛋白、胰蛋白酶抑制剂。其他：硫酸鱼精蛋白、胰蛋白酶抑制剂。2 2、动物酶与辅酶类药物、动物酶与辅酶类药物种种 类：类：促消化酶类（胃酶可口服，蛋白酶，胰酶）；促消化酶类（胃酶可口服，蛋白酶，胰酶）；消炎酶类（溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等可提高毛细消炎酶类（溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等可提高

7、毛细血管通透性，消退浮肿）；血管通透性，消退浮肿）；治疗心血管疾病（纤溶酶、尿激酶、凝血酶）；治疗心血管疾病（纤溶酶、尿激酶、凝血酶）；抗肿瘤的酶（天冬氨酰酶、谷氨酰胺酶、半胱氨酸酶、抗肿瘤的酶（天冬氨酰酶、谷氨酰胺酶、半胱氨酸酶、组氨酸酶）；组氨酸酶）；与氧化还原电子传递有关的治疗酶（细胞色素与氧化还原电子传递有关的治疗酶（细胞色素c c、超氧、超氧化物歧化酶、过氧化物酶）；化物歧化酶、过氧化物酶）；其他药用酶（有机磷解毒酶、青霉素酶）。其他药用酶（有机磷解毒酶、青霉素酶）。动物辅酶类药物：大多数属于核苷酸类药物动物辅酶类药物：大多数属于核苷酸类药物。3 3、动物核酸类药物、动物核酸类药物（

8、1 1）、组成与作用）、组成与作用核酸由核苷酸、核苷酸、核苷、碱基及其衍生物。可用在癌核酸由核苷酸、核苷酸、核苷、碱基及其衍生物。可用在癌症、肝炎、抗放射性、心脏病等方面的治疗。症、肝炎、抗放射性、心脏病等方面的治疗。（2 2）、主要种类和用途）、主要种类和用途DNADNA：能改善机体虚弱疲劳、与细胞毒药物合用可提高细胞：能改善机体虚弱疲劳、与细胞毒药物合用可提高细胞毒药物对癌细胞的选择性作用，与红霉素合用，可降低毒性、毒药物对癌细胞的选择性作用，与红霉素合用，可降低毒性、提高疗效；提高疗效；RNARNA：口服可用于精神迟缓、记忆衰退、动脉硬化性痴呆、：口服可用于精神迟缓、记忆衰退、动脉硬化性

9、痴呆、静注用于刺激造血和促进白细胞生成、治疗慢性肝炎、肝硬静注用于刺激造血和促进白细胞生成、治疗慢性肝炎、肝硬化和初期癌症；化和初期癌症；辅酶辅酶A A用于动脉硬化、白细胞、血小板减少，肝、肾病等；用于动脉硬化、白细胞、血小板减少，肝、肾病等；ATPATP用于心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、脑动脉和冠状动脉用于心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、脑动脉和冠状动脉硬化、急性脊髓灰质炎、肌肉萎缩、慢性肝炎等。硬化、急性脊髓灰质炎、肌肉萎缩、慢性肝炎等。4 4、动物糖类药物、动物糖类药物单糖、寡糖、多糖。单糖、寡糖、多糖。多糖以粘多糖为主，是一类胞外生物多糖以粘多糖为主，是一类胞外生物大分子物质，是动物体内蛋白

10、多糖分大分子物质，是动物体内蛋白多糖分子中的糖链部分，可抗凝血、降血脂、子中的糖链部分，可抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤和抗放射性。抗病毒、抗肿瘤和抗放射性。（1 1）、粘多糖的种类与分布）、粘多糖的种类与分布粘多糖（中性和酸性）、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。粘多糖（中性和酸性）、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。粘多糖主要分布在动物骨、软骨、皮、角、血管、肠、粘多糖主要分布在动物骨、软骨、皮、角、血管、肠、滑膜液、脑、角膜、肺、肝、心、尿等原料中。滑膜液、脑、角膜、肺、肝、心、尿等原料中。甲壳质：虾、蟹、昆虫等甲壳动物外壳，高等植物细甲壳质：虾、蟹、昆虫等甲壳动物外壳，高等植物细胞壁，人造皮肤、血管、手术

11、线；消炎、降低胆固醇胞壁，人造皮肤、血管、手术线；消炎、降低胆固醇和血脂。和血脂。肝素：肠黏膜、肺、肝、心、肾等部位，抗凝血药物，肝素：肠黏膜、肺、肝、心、肾等部位，抗凝血药物，外科手术后防止形成血栓，可预防血栓形成。外科手术后防止形成血栓，可预防血栓形成。（2 2）、制备方法）、制备方法原料处理，提取有效成分，去除非粘多原料处理，提取有效成分，去除非粘多糖，脱色，脱蛋白，纯化，用乙醇分级糖，脱色，脱蛋白，纯化，用乙醇分级沉淀，季铵盐络合沉淀，离子交换柱层沉淀，季铵盐络合沉淀，离子交换柱层析，分子筛分离，亲和层析等。析，分子筛分离，亲和层析等。5 5、动物脂类药物、动物脂类药物溶于氯仿、苯、石

12、油醚等非极性溶剂，而不溶于或微溶溶于氯仿、苯、石油醚等非极性溶剂，而不溶于或微溶于水中，可分为脂肪、类脂和衍生物，又可分为复合脂和于水中，可分为脂肪、类脂和衍生物，又可分为复合脂和简单脂。简单脂。（1 1）、脂类药物的种类与分布）、脂类药物的种类与分布脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类、卟啉和衍生物。脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类、卟啉和衍生物。主要为脂肪酸和磷脂，分布在脑、脊髓等神经组织中，主要为脂肪酸和磷脂，分布在脑、脊髓等神经组织中，脂肪组织、赶等含量也较丰富，胆酸分布在胆汁中，卟啉脂肪组织、赶等含量也较丰富，胆酸分布在胆汁中，卟啉以血液为主。以血液为主。脂类药物的一个特点是，脂类药物的

13、一个特点是，从生物组织中制得的药物再经从生物组织中制得的药物再经过分子改造可以得到更高疗效的产品。过分子改造可以得到更高疗效的产品。脑磷脂可止血、防动脉硬化以及神经衰弱；卵磷脂防治脑磷脂可止血、防动脉硬化以及神经衰弱；卵磷脂防治动脉硬化、神经衰弱和肝病。动脉硬化、神经衰弱和肝病。（2 2）、制备方法）、制备方法提取法：将原料粉碎后用适当的有机溶剂进行直提取法：将原料粉碎后用适当的有机溶剂进行直接提取，再经纯化即得到。接提取，再经纯化即得到。水解法：将目的产物与其他不需要的成分进行水水解法：将目的产物与其他不需要的成分进行水解分离，提取纯化；解分离，提取纯化；生物转化法：利用酶、微生物发酵、动植

14、物细胞生物转化法：利用酶、微生物发酵、动植物细胞培养来生产药物；培养来生产药物；化学合成或半合成。化学合成或半合成。6 6、动物细胞因子、动物细胞因子 动物来源的细胞生长调节因子。动物来源的细胞生长调节因子。三、几种重要的动物源性生物制品1.动物血红素 铁强化剂和抗贫血药 卟啉类药物前体 从动物全血或红细胞中提取2.胰蛋白酶抗炎药皮革加工从牛、羊、猪胰脏中提取3.胰酶助消化药动物胰腺中提取主要成分：胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶4.胰岛素 从猪胰脏中提取 治疗糖尿病5.胸腺肽从小牛、猪、羊胸腺中提取调节细胞免疫功能、抗衰老、抗病毒6.胆红素 血红蛋白分解代谢后的还原产物 治疗乙脑、血清肝炎、肝硬

15、化从猪胆汁中提取 7.肝素l肝素首先从肝脏发现而得名，天然存在于肥大细胞，现在主要从牛肺或猪小肠黏膜提取。l1、抗凝血：l2、抑制血小板，增加血管壁的通透性，并可调控血管新生。l3、具有调血脂的作用。l4、可作用于补体系统的多个环节，以抑制系统过度激活。与此相关，肝素还具有抗炎、抗过敏的作用。8.硫酸软骨素9.溶菌酶第二节、动物来源生物制品制备的实第二节、动物来源生物制品制备的实例例1 1、胰岛素的制备、胰岛素的制备 （production of insulin）（1）胰岛素的性质：）胰岛素的性质：pI=5.3-5.4，由，由A链、链、B链通过两个二硫键连接；链通过两个二硫键连接；A链含链含2

16、1个氨基个氨基酸，酸，B链含链含30个氨基酸；是所有蛋白质中研个氨基酸；是所有蛋白质中研究得最多，也是研究得最清楚的蛋白。究得最多，也是研究得最清楚的蛋白。（2 2）工艺路线（图）工艺路线（图3-53-5）猪胰脏提取提取乙醇，草酸，乙醇，草酸，10-15提取液碱化碱化氨水，氨水，pH8-8.4碱化液酸化酸化硫酸，硫酸，pH3.6-3.8,5 酸化液浓缩浓缩30 以下，减压以下，减压浓缩液去脂去脂速热速冷速热速冷去脂溶液盐析盐析NaCl,pH2-2.5盐析物水、丙酮、氨水（水、丙酮、氨水（pH4.24.3）除酸性蛋白除酸性蛋白滤液锌沉淀锌沉淀氨水，氨水，Zn（Ac）2，pH6.0沉淀除碱性蛋白，

17、结晶除碱性蛋白，结晶Zn（Ac）2，丙酮、氨水，丙酮、氨水，pH8.0，5以下，柠檬酸调以下，柠檬酸调pH6.0结晶结晶洗涤，干燥洗涤，干燥水、丙酮、乙醚水、丙酮、乙醚胰岛素精品胰岛素精品图图31 猪胰岛素生产的工艺路线猪胰岛素生产的工艺路线（3）工艺要点）工艺要点提提取取：绞绞碎碎胰胰脏脏，加加2.3-2.6倍倍的的86%-88%乙乙醇醇和和5%的草酸，提取的草酸，提取3h。浓缩：浓缩：30减压浓缩至比重为减压浓缩至比重为1.04-1.06为止。为止。除酸性蛋白：加入除酸性蛋白：加入7倍量的蒸馏水溶解，再加倍量的蒸馏水溶解，再加3倍倍量冷丙酮，用氨水调量冷丙酮，用氨水调pH至至4.2-4.3

18、，补加丙酮，离，补加丙酮，离心去除酸性质白沉淀。心去除酸性质白沉淀。锌沉淀：用氨水调锌沉淀：用氨水调pH为为6.2-6.4，加入，加入3.6%醋酸醋酸锌溶液（锌溶液（20%浓度），再用氨水调浓度），再用氨水调pH至至6.0，4放置过夜；收集沉淀。放置过夜；收集沉淀。除碱性蛋白、结晶：每克加冰冷的除碱性蛋白、结晶：每克加冰冷的2%柠檬酸柠檬酸溶液溶液50mL，6.5%醋酸锌溶液醋酸锌溶液2mL，丙酮，丙酮16mL，用冰水稀释至，用冰水稀释至100mL，使充分溶解；，使充分溶解；冷至冷至5以下，用氨水调至以下，用氨水调至pH至至8.0，过滤；，过滤；滤液用滤液用10%柠檬酸溶液调柠檬酸溶液调pH6

19、.0，补加丙酮，补加丙酮，慢速搅拌慢速搅拌3-5h使结晶析出；再转入使结晶析出；再转入5左右放左右放置置3-4d，使结晶完全；收集结晶，用丙酮、，使结晶完全；收集结晶，用丙酮、乙醚脱水后，真空干燥，即得结晶胰岛素。乙醚脱水后，真空干燥，即得结晶胰岛素。2 2、超氧化物歧化酶（、超氧化物歧化酶（SOD）的制备的制备超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）与机与机体抗衰老、肿瘤发生、自身免疫疾病和辐射防护等体抗衰老、肿瘤发生、自身免疫疾病和辐射防护等有关。用于炎症、类风湿性关节炎、慢性多发性关有关。用于炎症、类风湿性关节炎、慢性多发性关节炎及放射治疗后的炎

20、症等。节炎及放射治疗后的炎症等。SOD存在于动物、植物、微生物中，有存在于动物、植物、微生物中，有Cu-Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD等。等。牛红细胞牛红细胞SOD为为Cu-Zn-SOD，由两个亚基组成，由两个亚基组成，每个亚基含每个亚基含1个个Cu和和1个个Zn。在。在pH7.6-9.0时稳定。它时稳定。它催化超氧负离子歧化为催化超氧负离子歧化为H2O2。新鲜猪血去血浆，离心去血浆，离心红细胞0.9%NaCl,反复洗涤反复洗涤3次次收集收集（1 1）工艺路线（图）工艺路线（图3-23-2）浮洗浮洗净红细胞溶血溶血血去离子水，血去离子水，5,30min溶血物去血红蛋白去血红蛋白乙醇，

21、氯仿乙醇，氯仿,15min上清液沉淀沉淀丙酮，丙酮，0沉淀物去离子水去离子水55-65，10-15min黄绿色澄清液沉去不溶蛋白，透析沉去不溶蛋白，透析丙酮，去离子水，丙酮，去离子水，0，6-8h透析液吸附、吸脱、超滤、浓缩、干燥吸附、吸脱、超滤、浓缩、干燥DEAE-SephadexA50,磷酸缓冲液磷酸缓冲液（K3PO4），），pH7.6SOD成品图图3-6猪血猪血SOD生产工艺路线生产工艺路线（2）工艺要点）工艺要点 收收 集集：离离 心心 去去 黄黄 色色 血血 浆浆，红红 细细 胞胞 用用0.9%NaCI溶液离心浮洗溶液离心浮洗3次。次。溶血、去血红蛋白：加去离子水，溶血、去血红蛋白：

22、加去离子水，5下搅下搅拌拌30min后加入乙醇和氯仿，搅拌后加入乙醇和氯仿，搅拌15min；离离心去血红蛋白，收集上清液。心去血红蛋白，收集上清液。沉淀、热处理：沉淀、热处理：0下将上清液加入下将上清液加入1.2-1.5倍体倍体积的丙酮，产生絮状沉淀；离心去上清液，得沉积的丙酮，产生絮状沉淀；离心去上清液，得沉淀物；沉淀物加适量蒸馏水溶解，上清在淀物；沉淀物加适量蒸馏水溶解，上清在55-65下热处理下热处理10-15min，除去热变性蛋白，收集黄绿除去热变性蛋白，收集黄绿色澄清液。色澄清液。沉淀、去不溶蛋白：澄清液在沉淀、去不溶蛋白：澄清液在0下加入适量丙下加入适量丙酮，使其产生大量絮状沉淀；

23、离心去上清液；沉酮，使其产生大量絮状沉淀；离心去上清液；沉淀用去离子水溶解，除不溶性蛋白；上清液置透淀用去离子水溶解，除不溶性蛋白；上清液置透析袋中得透析液。析袋中得透析液。吸吸附附、洗洗脱脱、超超滤滤、冻冻干干：透透析析液液加加到到用用磷磷酸酸缓缓冲冲液液平平衡衡好好的的DEAE-Sephadex A50柱柱上上吸吸附附，用用磷磷酸酸钾钾缓缓冲冲液液梯梯度度洗洗脱脱，收收集集SOD活活力力洗脱液，超滤浓缩后，冷冻干燥得洗脱液，超滤浓缩后，冷冻干燥得SOD成品。成品。电电泳泳鉴鉴定定条条件件：0.5%琼琼脂脂糖糖凝凝胶胶平平板板电电泳泳法法，用聚丙稀酰胺凝胶电泳方法鉴定更灵敏。用聚丙稀酰胺凝胶

24、电泳方法鉴定更灵敏。3 3、用肝脏生产核糖核酸（、用肝脏生产核糖核酸（RNARNA）用肝脏生产的动物用肝脏生产的动物RNARNA具有其他生物来源具有其他生物来源RNARNA所不具有的药所不具有的药物功能。提纯难度较大。物功能。提纯难度较大。（1 1）工艺路线图）工艺路线图(图图3-73-7肝肝RNARNA生产工艺路线生产工艺路线)匀浆匀浆健康猪/牛肝0.1mol/LNaCl,0.05mol/L柠檬酸钠，柠檬酸钠，PVS(聚乙烯硫酸脂），聚乙烯硫酸脂），Triton100(表面化性剂）表面化性剂）清液提取提取三乙醇胺，三乙醇胺，SDS,EDTA,苯酚，震荡，离心苯酚，震荡，离心清液除蛋白除蛋白氯

25、仿，震荡，离心，反复三次氯仿，震荡，离心，反复三次清液沉淀沉淀醋酸钾，醋酸钾，20乙醇，乙醇，0，1h离心离心沉淀除糖原除糖原0.001mol/LEDTA,NaAc,K2HPO4,乙二醇甲醚，乙二醇甲醚，0离心离心清液精制精制制制0.2mol/LNaAc,CTAB,0,离心离心0.5h沉淀洗涤洗涤0.1mol/LNaAc,EDTA,70%乙乙醇，反复洗醇，反复洗5次，离心次，离心沉淀溶解溶解0.001mol/L,EDTA,0.14mol/LNaAc,溶解，过滤除菌溶解，过滤除菌无菌RNA溶液制剂制剂装灌，冻干装灌，冻干RNA成品（2）工艺要点）工艺要点 匀浆：肝用生理盐水洗净，切成小块，加入匀

26、浆：肝用生理盐水洗净，切成小块，加入1-2倍量柠檬酸钠、聚乙烯硫酸脂（倍量柠檬酸钠、聚乙烯硫酸脂（PVS）Triton X100（pH7.0）溶液，用组织捣碎机捣成匀浆，溶液，用组织捣碎机捣成匀浆，离心。离心。提取：加入等体积三乙醇胺、十二烷基磺酸钠提取：加入等体积三乙醇胺、十二烷基磺酸钠（SDS）、）、乙二胺四乙酸二钠（乙二胺四乙酸二钠（EDTA，pH9.0）溶溶液，搅拌均匀后，加等体积苯酚（含液，搅拌均匀后，加等体积苯酚（含0.2%8-羟基羟基喹啉）及等体积氯仿；室温振荡喹啉）及等体积氯仿；室温振荡30min，离心离心20min。除除蛋蛋白白：离离心心清清液液中中加加入入等等量量氯氯仿仿振

27、振荡荡，反反复复2-3次，至中间界面无明显蛋白层为止。次，至中间界面无明显蛋白层为止。乙乙醇醇沉沉淀淀：清清液液中中加加入入1/10体体积积KAC和和两两倍倍体体积积20乙醇；乙醇；0放置放置1h，离心得白色沉淀。离心得白色沉淀。除除糖糖原原：将将沉沉淀淀溶溶于于含含EDTA-0.01mol/L NaAc溶溶液液中中，加加入入等等体体积积K2HPO4,搅搅拌拌下下再再加加入入等等体体积积乙二醇甲醚，乙二醇甲醚，0放放0.5h，离心得清液。离心得清液。络络合合：清清液液在在0下下搅搅拌拌加加入入等等体体积积0.2mol/L NaAc溶溶液液和和1/4体体积积1%十十六六烷烷基基三三甲甲基基溴溴化化铵铵（CTAB）；0放放0.5h；离心取沉淀。离心取沉淀。洗洗涤涤：沉沉淀淀用用NaAc，70%乙乙醇醇溶溶液液反反复洗涤复洗涤5次，至无泡沫为止。次，至无泡沫为止。