第三篇微生物在药学中的运用课件.pptx

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1、第三篇微生物在药学中的运用第1页，此课件共146页哦 微生物与药学的关系密切:1、许多抗生素是微生物的代谢产物,2、选用微生物来制造医药卫生方面广泛应用的药物,如维生素,辅酶；3、药品卫生质量的控制需要进行微生物学检验；4、药品和生物制剂应用生物工程技术生产时，采用工程菌进行，如：胰岛素、干扰素和生长因子等。第2页，此课件共146页哦第十四章 与微生物有关的药物试剂抗生素维生素氨基酸酶及酶抑制剂菌体制剂及其他与微生物有关的制剂第3页，此课件共146页哦 第一节 抗生素共生现象：互相依存，作为整体 如：根瘤菌与豆科植物拮抗：生活在一起，一种生物产生物质抑制或杀灭另一种生物。抗生素就是拮抗现象的体

2、现。Fleming于1929年首先发现从青霉菌中产生的青霉素（penicillin），Waksman于1944年发现从链霉菌中产生的链霉素（streotomycin）。第4页，此课件共146页哦 抗生素的现状目前从自然界发现和分离的抗生素已达10，000多种，实际应用于生产和医疗上的抗生素约有一百多种一百多种，连同各种半合成衍生物及其盐类共约三百种。国外现有的主要抗生素在我国已有生产，其中的庆大霉素用我国自行分离的菌种生产。国外没有的抗生素 如创新霉素国外虽有，但我国发现新的成分或新的用途 如 平阳霉素（或博来霉素）第5页，此课件共146页哦（一）、抗生素的概念和分类抗生素是指青霉素、链霉素等

3、一类化合物的总称，是人类控制、治疗感染性疾病，保障身体健康及用来防治动植物灾害的重要化合物。原始含义：是指那些由微生物产生的、能抑制其微生物生长的物质。习惯上：将那些由微生物产生的，极微量即具有选择性地抑制其他微生物或肿瘤细胞的天然有机化合物称为抗生素。一、抗生素的概念和分类第6页，此课件共146页哦确切的含义：抗生素是生物（包括微生物、植物和动物）在其生命活动中产生的（或由其他方法获得的），能在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的有机物。第7页，此课件共146页哦（二）、抗生素的分类1、根据抗生素的产生来源、根据抗生素的产生来源（1）细菌产生的抗生素如多粘菌素和短杆菌肽（2）放线菌产生的

4、抗生素主要来自链霉菌属如:链霉素、卡那霉素、四环素（3）真菌产生的抗生素如青霉菌属产生的青霉素，头孢菌属产生的头孢菌素（4）植物和动物产生的抗生素如:地衣和藻类植物产生的地衣酸被子植物蒜中制得的蒜素动物脏器中制得的鱼素第8页，此课件共146页哦2、据抗生素的化学结构和性质分类（1）-内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素 如：青霉素、头孢菌素如：青霉素、头孢菌素 特点特点 分子中有一个含四个原子的酰胺环，分子中有一个含四个原子的酰胺环，化学上称为化学上称为 -内酰胺环。内酰胺环。来源来源 它们起初是从真菌产黄青霉菌和头孢它们起初是从真菌产黄青霉菌和头孢菌属中发现，后来从放线菌的链霉菌属和诺菌属中发现，后

5、来从放线菌的链霉菌属和诺卡菌属及其某些革兰阴性菌中也发现。从生卡菌属及其某些革兰阴性菌中也发现。从生物合成角度看，被认为是从氨基酸聚合而衍物合成角度看，被认为是从氨基酸聚合而衍生的。生的。第9页，此课件共146页哦机制机制 抑制细菌细胞壁基本成分肽聚糖的合成，导致不可逆抑制细菌细胞壁基本成分肽聚糖的合成，导致不可逆转的破坏，具有杀菌作用。早期的青霉素只对革兰阳性和阴转的破坏，具有杀菌作用。早期的青霉素只对革兰阳性和阴性菌有效。对真菌无用（细胞壁不含肽聚糖），对支原体无性菌有效。对真菌无用（细胞壁不含肽聚糖），对支原体无效（无细胞壁）效（无细胞壁）使用注意问题使用注意问题 除个别外，此类抗生素的

6、毒性非常低。有时出现极除个别外，此类抗生素的毒性非常低。有时出现极为严重的超敏反应为严重的超敏反应。第10页，此课件共146页哦（2）四环类抗生素 如 金霉素、土霉素和四环素 特点 具有很广的抗菌谱及较好的治疗果来源 不同种的链霉菌均能产生四环素类抗生素结构特点 由乙酸和丙二酸单位缩合的键环化而形成；由四个环线形相连而组成。作用特点 抑制核糖体蛋白的合成，其作用是可逆的，因此具有抑制作用。抗菌谱广即革兰阳性与阴性菌、立克次体、衣原体和某些原虫。由于其理化性质（在中性PH条件下不溶水）所决定，天然产生的只能口服，化学半合成获得了一些可用于注射的衍生物及作用周期较长的。第11页，此课件共146页哦

7、（3）氨基糖苷类抗生素（氨基环醇类）来源 包括很广的由链霉菌、小单孢菌和芽孢杆菌产生的物质。化学特征 具有环状氨基醇和与之相连的氨基糖。葡萄糖是氨基醇和氨基糖的来源。作用机制 以不可逆的方式作用于核糖体而抑制蛋白质的合成，具有杀菌作用，主要作用革兰阳性菌。第12页，此课件共146页哦代表药物 链霉素（第一个发现，也是第一个对抗生素有效的抗生素）、卡那霉素、庆大霉素、妥布拉霉素和丁安卡那霉素。特点 由于分子内含许多羟基，此类抗生素水溶性非常好，因而不能口服，主要的副作用为肾和耳毒性。第13页，此课件共146页哦（4）大环内酯类抗生素）大环内酯类抗生素化学结构特点 具有一个由不少于12个碳原子，并

8、由内脂基团使其环化。他们是链霉菌的典型产物，其生物合成是由一系列乙酸和丙酸单位缩合而成。分类与作用特点 分两类 a、抗细菌大环内酯类抗生素 由14-16个碳原子构成的内酯环，至少有两个糖分子；具有抑菌作用；抗菌谱局限于革兰阳性菌和支原体；典型代表是红霉素、竹桃霉素；为改善口服吸收率，还半合成了一些新的衍生物。第14页，此课件共146页哦 (5)肽类抗生素肽类抗生素 由氨基酸组成，经常形成环状结构；主要对革兰阳性菌。短肽菌肽主要干扰细菌细胞膜功能；杆菌肽主要抑制细胞壁肽聚糖的合成。代表药物 多黏菌素-对革兰阴性菌有效，作用于细胞膜；肽托霉素和雷膜拉宁对细胞壁合成抑制作用。第15页，此课件共146

9、页哦（6）安莎霉素类 60年代末期投入临床使用，其典型结构是具有一条脂肪链，连接两个相对的芳香环，像是一条链子上的两个篮子。它们由放线菌属的多种类群所构成，由一系列乙酸和丙酸单位缩合而成。如利福霉素（对革兰阳性菌及分枝杆菌有极强的作用）、利福平（对分枝杆菌及葡萄球菌效果尤佳）。第16页，此课件共146页哦（7）糖肽类抗生素（二丙庚肽类）代表药物为万古霉素和替考拉宁。主要对革兰阳性细菌有效，尤其是对耐-内酰胺类抗生素 的葡萄球菌有效。第17页，此课件共146页哦（三）、医疗用抗生素的基本要求1、差异毒力大 是指微生物或肿瘤细胞等靶体的抑制或杀灭作用，与其对机体损害程度的差异比较。抗生素的差异毒力

10、 愈大，则愈有利于临床应用。如青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，而人及哺乳类动物细胞不具备细胞壁，因而青霉素的差异毒力大。一般的化学消毒剂对微生物和机体的毒力无明显差异。2、生物活性强大、有不同的抗菌谱 是指在极微量的抗生素就对微生物具有抑制或杀灭作用。第18页，此课件共146页哦抗菌作用的强弱用最低抑菌浓度（MIC）来表示，即能抑制微生物生长所需的最低浓度（以g/ml为单位），数值越小，则作用越强。抗菌谱：是指抗生素所能抑制或杀灭微生物的范围和所需剂量。范围广者称为广谱抗生素，范围窄称为窄谱抗生素。良好的抗生素还应具有不易使病原菌产生抗药性，毒副作用小，不易引起超敏反应，吸收快，血药浓度高，不易

11、被血清蛋白结合而失活。第19页，此课件共146页哦二、抗生素产生菌的分离与筛选 1、从自然界分离筛选新抗生素产生菌 从土壤到海洋 一般常见到极端微生物 从微生物到植物、海洋生物。2、改造现有的已知抗生素的产生菌，再经筛选获得新得抗生素产生菌。3、从已知的抗生素进行结构改造，经筛选获得新的半合成抗生素。第20页，此课件共146页哦（一）土壤微生物的分离1、采土、采土 以春、秋两季采土为宜。去除表土，以春、秋两季采土为宜。去除表土，采取采取5-10cm深处的土壤，装入无菌容器深处的土壤，装入无菌容器。2、分离菌株、分离菌株 将将2-4克土壤均匀散布水中克土壤均匀散布水中待其沉降，上清部分经适当稀释

12、后（待其沉降，上清部分经适当稀释后（一般为一般为10-3-104），涂布于适宜培养基中，并培养至），涂布于适宜培养基中，并培养至单菌落出现，挑取单个菌落移种纯培养，根单菌落出现，挑取单个菌落移种纯培养，根据菌落的特征，初步排除相同菌。据菌落的特征，初步排除相同菌。第21页，此课件共146页哦（二）、土壤微生物的筛选（二）、土壤微生物的筛选 是指从大量待筛选微生物中，尽快地鉴别出有实用价值的抗是指从大量待筛选微生物中，尽快地鉴别出有实用价值的抗生素产生菌的实验过程。生素产生菌的实验过程。1、筛选模型：、筛选模型：是指筛选工作中所使用的实验菌。为了避免感染病是指筛选工作中所使用的实验菌。为了避免感

13、染病原菌的危险，尽可能选用非致病的、且能代表某些类原菌的危险，尽可能选用非致病的、且能代表某些类型致病菌的微生物作为实验菌。型致病菌的微生物作为实验菌。第22页，此课件共146页哦 表表17-1常用的实验菌和代表的致病微生物常用的实验菌和代表的致病微生物 实验菌实验菌 代表的致病微生物代表的致病微生物 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 革兰阳性球菌革兰阳性球菌 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌 革兰阳性杆菌革兰阳性杆菌 耻垢分支杆菌耻垢分支杆菌 结核分枝杆菌结核分枝杆菌 大肠埃希菌大肠埃希菌 革兰阴革兰阴性杆菌性杆菌 白假丝酵母菌白假丝酵母菌 酵母状真酵母状真菌菌 曲霉曲霉 丝状真丝状真菌菌 噬菌体噬菌体

14、 病毒、肿病毒、肿瘤细胞瘤细胞第23页，此课件共146页哦2、筛选方法一般采用琼脂扩散法。一般采用琼脂扩散法。先制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸先制先先制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸先制先制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各放线制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌琼脂培菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌圈产生。养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌圈产生。备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各放线菌备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定

15、大小的放线菌琼脂培养的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌圈产生。块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌圈产生。取各放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线取各放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑菌圈产生。菌圈产生。第24页，此课件共146页哦 三、早期鉴别 （三）、早期鉴别 经过筛选的阳性菌应进一步做抗菌谱和抗药谱的测定，对有价值经过筛选的阳性菌应进一步做抗菌谱和抗药谱的测定，对有价值的产生菌必须从产生菌及自该菌产生的抗生素两方面进行鉴定。的产生菌

16、必须从产生菌及自该菌产生的抗生素两方面进行鉴定。1、抗生素产生菌的鉴别、抗生素产生菌的鉴别 通过形态、培养、生通过形态、培养、生化反应等实验对抗生素产生菌进行初步的分类鉴化反应等实验对抗生素产生菌进行初步的分类鉴定。定。第25页，此课件共146页哦2、抗生素的鉴别、抗生素的鉴别常用理化方法如：常用理化方法如：纸层析法纸层析法 测定抗生素的极性和在测定抗生素的极性和在 各种溶媒中的溶解各种溶媒中的溶解度。度。纸电泳法纸电泳法 判断抗生素是酸性、碱性、判断抗生素是酸性、碱性、中性或两性。中性或两性。薄层层析法薄层层析法 、高效液相层析法、紫外分光光、高效液相层析法、紫外分光光度法等方法测定新抗生素

17、的理化性质和结构。度法等方法测定新抗生素的理化性质和结构。第26页，此课件共146页哦 四、分离精制四、分离精制 将可能产生新抗生素的放线菌进行扩大培养，然后选择合将可能产生新抗生素的放线菌进行扩大培养，然后选择合适的方法从培养液中提取有效抗生素，进一步精制纯化。适的方法从培养液中提取有效抗生素，进一步精制纯化。在此过程中，须跟综测定抗生素的生物活性。在此过程中，须跟综测定抗生素的生物活性。第27页，此课件共146页哦 五、临床前实验研究临床前实验研究 如：进行动物毒性实验（急性、亚急性、慢性）如：进行动物毒性实验（急性、亚急性、慢性）动物治疗保护性实验动物治疗保护性实验 临床前药效实验和药理

18、实验（抗生素在体临床前药效实验和药理实验（抗生素在体内吸收、分布、排泄），经系列实验认为确有前途内吸收、分布、排泄），经系列实验认为确有前途的新抗生素经有关部门审查合格后方可进行临床实的新抗生素经有关部门审查合格后方可进行临床实验。验。国家制定了国家制定了药品临床前研究质量管理规范药品临床前研究质量管理规范，（简称，（简称GLP）。）。第28页，此课件共146页哦 六、临床实验六、临床实验 药品临床实验管理规范药品临床实验管理规范简称简称GCP，是临床实验的全，是临床实验的全过程，包括方案设计、组织实施、监视、审核、记过程，包括方案设计、组织实施、监视、审核、记录、分析、总结和报告的标准。录、

19、分析、总结和报告的标准。第29页，此课件共146页哦三、抗生素的制备三、抗生素的制备 抗生素的制备分为发酵和提取两个阶段。抗生素的制备分为发酵和提取两个阶段。抗生素的发酵：是指抗生素产生菌在一定培养基条件下抗生素的发酵：是指抗生素产生菌在一定培养基条件下生物合成抗生素的过程，该过程又分为菌体生长和抗生素生物合成抗生素的过程，该过程又分为菌体生长和抗生素生物合成两个部分。生物合成两个部分。发酵后存在于发酵液中的抗生素需用一系列物理和化学发酵后存在于发酵液中的抗生素需用一系列物理和化学方法进行提取和精制，得到抗生素成品。方法进行提取和精制，得到抗生素成品。第30页，此课件共146页哦抗生素生产大致

20、分为二个阶段抗生素生产大致分为二个阶段：发酵和提取发酵和提取一般流程一般流程如下：如下：菌种菌种孢子制备孢子制备种子制备种子制备发酵发酵发酵液预处理及发酵液预处理及压滤压滤提取及精制提取及精制成品检验成品检验成品包装成品包装第31页，此课件共146页哦 一、发酵阶段（一）现代抗生素发酵的一般特点 1、需氧发酵 抗生素产生菌多为需氧菌，需要在发酵的过程中不断通入无菌空气无菌空气，并进行机械搅拌，以提供足够氧来进行生物代谢和生物合成。2、深层发酵（或为沉没发酵），在大型发酵罐内进行，可进行较大规模的生产。3、纯种发酵 在纯种培养的抗生素发酵工业中，应防止杂菌及噬菌体污染。第32页，此课件共146页

21、哦(二）一般生产流程抗生素发酵阶段一般主要包括：孢子制备、种子制备和发酵，这是进行微生物逐步扩大培养过程。1、孢子制备 目的是将沙土管保存的菌种进行培养，以制备大量孢子供下一步种子制备之用，一般于试管、扁瓶或摇瓶内进行。2、种子制备 目的是使有限数量的孢子发芽繁殖，获得足够菌丝体菌丝体以供发酵之用。在种子罐内进行。通过种子制备，可以缩短发酵罐内菌丝体繁殖生长的时间，增加抗生素合成的时间。一般通过种子罐1-3次，再移种到发酵罐中，分别为二级、三级和四级发酵。第33页，此课件共146页哦 3、发酵 关键阶段 目的是在人工培养条件下使菌丝体产生大量的抗生素。在发酵罐内进行。发酵注意事项：1、无菌操作

22、 污染杂菌主要是种子和空气过滤系统污染，各部件渗漏及操作。在发酵的各阶段各阶段应取样进行杂菌检查。2、营养需要 发酵培养基应供给微生物生产繁殖以及生物合成所需的营养，其原料应尽可能价廉，来源要广。3、pH值：加入使培养基pH值恒定的化合物：硫酸铵、硝酸钠。第34页，此课件共146页哦4、温度 酶的催化需要合适的温度。可通过罐的夹套或蛇管导入冷水或热水以控制罐温。5、前体前体 前体前体是抗生素分子的前身或其组成的一部分，是抗生素分子的前身或其组成的一部分，直接参与抗生素的生物合成而自身无显著变化。在一定条直接参与抗生素的生物合成而自身无显著变化。在一定条件下，加入前体可控制抗生素的合成方向，并增

23、加产量。件下，加入前体可控制抗生素的合成方向，并增加产量。如：在青霉素如：在青霉素G的生产中常加入苯乙酸或苯乙酰胺作为的生产中常加入苯乙酸或苯乙酰胺作为前体；前体；在红霉素生产中添加丙酸、丙醇盐作为前体。在红霉素生产中添加丙酸、丙醇盐作为前体。但前体一般对产生菌有一定的毒性。但前体一般对产生菌有一定的毒性。第35页，此课件共146页哦6、通气、搅拌及消沫、通气、搅拌及消沫 发酵过程中利用溶解氧，因此必发酵过程中利用溶解氧，因此必须不断经空气过滤系统输入无菌空气，同时在发酵罐内设置须不断经空气过滤系统输入无菌空气，同时在发酵罐内设置搅拌和挡板以增加通气效果。为防止泡沫造成的逃液和渗漏搅拌和挡板以

24、增加通气效果。为防止泡沫造成的逃液和渗漏，需用消沫浆或消沫剂。，需用消沫浆或消沫剂。7、发酵终点判断、发酵终点判断 定期取样，测定抗生素含量、发定期取样，测定抗生素含量、发酵液的酵液的pH值、含糖量和含氮量、菌丝含量及形态观察。值、含糖量和含氮量、菌丝含量及形态观察。放罐应在产量的高峰期，过早或过迟都会影响抗生素放罐应在产量的高峰期，过早或过迟都会影响抗生素含量。含量。第36页，此课件共146页哦（二）、发酵液预处理及提取阶段（二）、发酵液预处理及提取阶段 预处理时应尽可能使抗生素转入以后要处理的相中预处理时应尽可能使抗生素转入以后要处理的相中（多数是液相），可用调节（多数是液相），可用调节p

25、H值呈酸性或碱性的方法。值呈酸性或碱性的方法。预处理的主要任务是除去发酵液内的杂质（预处理的主要任务是除去发酵液内的杂质（Ca、Mg、Fe）及蛋白质，并经过过滤，使菌丝与滤液分开，便于进）及蛋白质，并经过过滤，使菌丝与滤液分开，便于进一步提取。一步提取。第37页，此课件共146页哦常用的提取方法主要有四类常用的提取方法主要有四类：1、溶媒萃取法、溶媒萃取法 是用一种溶剂将物质从另一种溶剂中是用一种溶剂将物质从另一种溶剂中提取出来的方法，这两种溶剂不能互溶或只部分互溶，提取出来的方法，这两种溶剂不能互溶或只部分互溶，能形成便于分离的两相。能形成便于分离的两相。目前微生物制药生产中常用的提取方法。

26、目前微生物制药生产中常用的提取方法。先进的萃取设备：先进的萃取设备：ABE-216萃取机萃取机 2、离子交换法、离子交换法 离子树脂交换法是应用离子交离子树脂交换法是应用离子交换树脂作为吸附剂，将发酵液中物质选择性地吸附换树脂作为吸附剂，将发酵液中物质选择性地吸附至离子交换树脂上，然后用合适的洗脱剂将抗生素至离子交换树脂上，然后用合适的洗脱剂将抗生素从树脂上洗脱下来，达到分离、浓缩、提纯的目的。从树脂上洗脱下来，达到分离、浓缩、提纯的目的。由于费用较低，成为提取主要方法。如：链霉素和由于费用较低，成为提取主要方法。如：链霉素和卡那霉素的生产。卡那霉素的生产。第38页，此课件共146页哦3、沉淀

27、法、沉淀法 是利用等电点或能与酸、碱、金属盐类形成不溶性或是利用等电点或能与酸、碱、金属盐类形成不溶性或溶解度极小的复盐沉淀出抗生素。此法简便、经济。如：四环素溶解度极小的复盐沉淀出抗生素。此法简便、经济。如：四环素4、吸附法、吸附法 是利用适当的吸附剂，在一定的是利用适当的吸附剂，在一定的PH条件条件下，使发酵液中抗生素被吸附剂吸附，然后再以适当下，使发酵液中抗生素被吸附剂吸附，然后再以适当的洗脱剂将吸附的抗生素从吸附剂上洗脱下来，达到的洗脱剂将吸附的抗生素从吸附剂上洗脱下来，达到浓缩和提纯目的。浓缩和提纯目的。随着大网格聚合物吸附剂的合成成功，吸附法得到新随着大网格聚合物吸附剂的合成成功，

28、吸附法得到新的发展。的发展。第39页，此课件共146页哦抗生素提取得到粗品后应加以精制，上述方法均可使用。一般用多级溶剂萃取或多级吸附、洗脱或薄层层析、一般用多级溶剂萃取或多级吸附、洗脱或薄层层析、柱层法、葡聚糖凝胶过滤等。因一般抗生素的稳定柱层法、葡聚糖凝胶过滤等。因一般抗生素的稳定性差，应避免常压蒸馏、升华、过酸或过碱等方法。性差，应避免常压蒸馏、升华、过酸或过碱等方法。第40页，此课件共146页哦四、抗生素的主要作用机制四、抗生素的主要作用机制 （一）、抑制细胞壁的合成 多种抗革兰阳性菌的抗生素，主要与抑制肽聚糖的多种抗革兰阳性菌的抗生素，主要与抑制肽聚糖的合成有关，而肽聚糖合成的阻断，

29、就使得合成有关，而肽聚糖合成的阻断，就使得 细胞壁无法完全形成。细胞壁无法完全形成。第41页，此课件共146页哦（二）、影响细胞膜的功能（二）、影响细胞膜的功能 作用于细菌细胞膜抗生素对细菌有较强的杀伤作作用于细菌细胞膜抗生素对细菌有较强的杀伤作用，用，如：多黏菌素，属多肽类抗生素，分子内含碱性如：多黏菌素，属多肽类抗生素，分子内含碱性 亲水性亲水性（多肽）基团与亲脂性脂肪酸链。亲水性基团可以与细（多肽）基团与亲脂性脂肪酸链。亲水性基团可以与细菌细胞膜磷脂上的磷酸基形成复合物，而亲脂链可以插菌细胞膜磷脂上的磷酸基形成复合物，而亲脂链可以插入细胞膜上的脂肪链之间，因而解聚细胞膜的结构，使入细胞膜

30、上的脂肪链之间，因而解聚细胞膜的结构，使细菌细胞膜的通透性增加，导致细菌细胞内的主要成分细菌细胞膜的通透性增加，导致细菌细胞内的主要成分如氨基酸、核酸和钾离子等渗漏，细菌因而死亡。如氨基酸、核酸和钾离子等渗漏，细菌因而死亡。第42页，此课件共146页哦短杆菌肽：为多肽类抗生素，对革兰阳性菌有较强的杀菌作用，短杆菌肽：为多肽类抗生素，对革兰阳性菌有较强的杀菌作用，其分子的氨基酸侧链也有亲水性和输水性两种基团，也可与细胞其分子的氨基酸侧链也有亲水性和输水性两种基团，也可与细胞膜的脂蛋白或脂质结合，影响细菌细胞膜的通透性和其他功能。膜的脂蛋白或脂质结合，影响细菌细胞膜的通透性和其他功能。两性霉素两性

31、霉素B是一种抗真菌的抗生素，对新型隐球菌和白假是一种抗真菌的抗生素，对新型隐球菌和白假丝酵母菌等具有良好的抗菌作用，其作用机制主要是丝酵母菌等具有良好的抗菌作用，其作用机制主要是能和敏感菌细胞膜上的甾醇部分结合而改变了膜的通能和敏感菌细胞膜上的甾醇部分结合而改变了膜的通透性，使细胞内钾离子和其他成分渗出膜外，从而抑透性，使细胞内钾离子和其他成分渗出膜外，从而抑制了真菌的生长。制了真菌的生长。第43页，此课件共146页哦 （三）、干扰蛋白质合成（三）、干扰蛋白质合成 抑制蛋白质合成过程的抗生素较多，主要有氨抑制蛋白质合成过程的抗生素较多，主要有氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类以及其他一些基糖苷类

32、、四环素类、大环内酯类以及其他一些抗生素。它们作用于蛋白质的起始、延长、终止抗生素。它们作用于蛋白质的起始、延长、终止各阶段的不同环节。各阶段的不同环节。如：链霉素如：链霉素 对蛋白质的起始、延长、终止对蛋白质的起始、延长、终止各阶段均有影响，但其作用是能不可逆地与细菌各阶段均有影响，但其作用是能不可逆地与细菌核糖体核糖体30S亚基结合，抑制蛋白质合成的起始及密码亚基结合，抑制蛋白质合成的起始及密码子识别阶段。子识别阶段。第44页，此课件共146页哦四环素类 与核糖核蛋白体30S亚基16SrRNA上靠近与氨基酰-tRNA连接的区域形成可逆复合物，使氨基酰-tRNA 不能与结合部位结合，阻断蛋白

33、质合成的肽链延长。这类抗生素对细菌有选择性毒性，因为原核细胞中的主动转运体系能使药物特异性透过细胞，真核生物细胞却能主动外排此类抗生素。大环内脂类抗生素大环内脂类抗生素 如红霉素如红霉素 与核糖核蛋白体与核糖核蛋白体50S亚亚基结合，选择性地抑制原核细胞蛋白质的合成基结合，选择性地抑制原核细胞蛋白质的合成林可霉素林可霉素 与核糖核蛋白体与核糖核蛋白体50S亚基结合，抑制蛋亚基结合，抑制蛋白质合成的肽链的延长。白质合成的肽链的延长。第45页，此课件共146页哦（四）、抑制核酸的合成（四）、抑制核酸的合成如：博来霉素如：博来霉素 是引起是引起DNA单链断裂，单链断裂，也可使也可使DNA一条链上的脱

34、氧核糖和磷酸一条链上的脱氧核糖和磷酸连接部分断裂，形成缺口，还可抑制连接部分断裂，形成缺口，还可抑制DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶，干扰聚合酶，干扰DNA的复的复制。制。第46页，此课件共146页哦利福霉素和利福平利福霉素和利福平 可直接作用于可直接作用于RNARNA聚合酶而抑制聚合酶而抑制RNARNA的合成，的合成，主要是特异性抑制主要是特异性抑制RNARNA合成的初始步骤，对原核生合成的初始步骤，对原核生物细胞物细胞RNARNA合成有选择性抑制作用，低浓度可抑合成有选择性抑制作用，低浓度可抑制细胞制细胞RNARNA聚合霉，而高浓度对聚合霉，而高浓度对DNADNA聚合酶几乎无聚合酶几乎无

35、作用，作用，利福霉素类抗生素还能抑制利福霉素类抗生素还能抑制RNARNA指导的指导的DNADNA聚合酶（逆转录酶）和聚合酶（逆转录酶）和RNARNA复制酶。复制酶。蒽环类抗生素：如阿霉素蒽环类抗生素：如阿霉素 可致可致DNADNA断裂、染色体断裂、染色体交换率增高、染色体畸变、抑制交换率增高、染色体畸变、抑制DNADNA复制复制第47页，此课件共146页哦（五）干扰细胞的能量代谢和电子传递体系（五）干扰细胞的能量代谢和电子传递体系 由于大多数毒性较强，限制在临床上的广乏应用。由于大多数毒性较强，限制在临床上的广乏应用。如：抗霉素如：抗霉素A 是呼吸链电子传递体系的抑制剂，可以使是呼吸链电子传递

36、体系的抑制剂，可以使细胞色素细胞色素b变成还原状态，细胞色素变成还原状态，细胞色素c1变成氧化状态，变成氧化状态，抑制细胞色素抑制细胞色素b和细胞色素和细胞色素c1间的电子传递。另外，抗间的电子传递。另外，抗霉素还能抑制细胞能量代谢中的氧化磷酸化过程，其机霉素还能抑制细胞能量代谢中的氧化磷酸化过程，其机制可能是阻抑电子传递体系放出的自由能形成高能中间制可能是阻抑电子传递体系放出的自由能形成高能中间体向体向ATP生成的过程。生成的过程。第48页，此课件共146页哦第二节 维生素第49页，此课件共146页哦维生素是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，在人体生长、代谢、

37、发育过程中发挥着重要的作用。维生素既不参与构成人体细胞，也不为人体提供能量。第50页，此课件共146页哦一、维生素C维生素C（英语：Vitamin C，又称L-抗坏血酸）是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。抗坏血酸在大多的生物体可借由新陈代谢制造出来，但是人类是最显著的例外。最广为人知的是缺乏维生素C会造成坏血病。在生物体内，维生素C是一种抗氧化剂，保护身体免于自由基的威胁，维生素C同时也是一种辅酶。其广泛的食物来源为各类新鲜蔬果。第51页，此课件共146页哦二、维生素B2核黄素，水溶性。由D.T.Smith和E.G.Hendrick在1926年发现。也被称为维生素G多存在于酵母、肝脏

38、、蔬菜、蛋类。缺少维生素B2易患口舌炎症（口腔溃疡）等。第52页，此课件共146页哦三、维生素B12水溶性。由Karl Folkers和Alexander Todd在1948年发现。也被称为氰钴胺或辅酶B12。多存在于肝脏、鱼肉、肉类、蛋类。是治疗儿童恶性贫血的首选药物。第53页，此课件共146页哦第三节、氨基酸含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在-碳上的为-氨基酸。组成蛋白质的氨基酸均为-氨基酸。目前已知的20多种氨基酸基本上均能用维生素进行发酵生产。产量最大的为谷

39、氨酸和赖氨酸。第54页，此课件共146页哦一、谷氨酸医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。食品工业上，味精是常用的食品增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋（谷蛋白）水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。L谷氨酸 又名“麸酸”或写作“夫酸”，发酵制造L谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，采用“等电点提取”加上“离子交换树脂

40、”分离的方法而制得。第55页，此课件共146页哦二、赖氨酸用作食品强化剂和饲料添加剂，黑麦、米、玉米、花生粉等所含赖氨酸为限制氨基酸，小麦、芝麻、燕麦等所含赖氨酸为第一限制氨基酸。第56页，此课件共146页哦第四节、酶及酶抑制剂酶是指具有生物催化功能的高分子物质。将酶加工成不同纯度和剂型（包括固定化酶和固定化细胞）的生物制剂是酶制剂。动、植物和微生物产生的许多酶都能制成酶制剂。第57页，此课件共146页哦一、酶制剂（一）链激酶和链道酶链激酶是从-溶血性链球菌培养液中提纯精制而成的一种高纯度酶，白色或类白色冻干粉，易溶于水及生理盐水，其稀溶液不稳定。具有促进体内纤维蛋白溶解系统的活力，使纤维蛋白

41、溶酶原转变为活性的纤维蛋白溶酶，引进血栓内部崩解和血栓表面溶解。临床用于血栓性疾病治疗。第58页，此课件共146页哦链道酶是从-溶血性链球菌培养液中分离出来的一种脱氧核糖核酸酶，在Mg2+存在下，能促使退变的白细胞和受伤组织细胞中的脱氧核糖核酸和脱氧核糖核蛋白解聚，分离为小单位，从而使化脓性分泌物的黏稠性下降，易于清除。对活细胞则无作用。用于：(1)支气管扩张、肺脓肿或其他呼吸道感染痰液浓稠的情况；(2)胸膜腔纤维蛋白膜块沉积或黏性渗出物堵塞，其他部位的脓疮或血肿；(3)脑膜炎。第59页，此课件共146页哦（二）、透明质酸酶为一种能水解透明质酸的酶(透明质酸为组织基质中具有限制水分及其它细胞外

42、物质扩散作用的成分)，用于人体能暂时降低细胞间质的粘性，可促使皮下输液、局部积贮的渗出液或血液加快扩散而利于吸收，为一种重要的药物扩散剂。临床用作药物渗透剂，促进药物的吸收，促进手术及创伤后局部水肿或血肿消散。第60页，此课件共146页哦（三）、天冬氨酸酶治疗白血病及某些肿瘤第61页，此课件共146页哦（四）、青霉素酰化酶又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶。主要从大肠埃希菌胞内酶和巨大芽孢杆菌胞外酶获得，该酶已大规模应用于工业生产-内酰胺类抗生素的关键中间体和半合成-内酰胺类抗生素。第62页，此课件共146页哦二、酶抑制剂小分子化合物增强人的免疫力克拉维酸和阿莫西林制成复合制剂，用于临床抗细

43、菌感染第63页，此课件共146页哦第五节、菌体制剂及其他与微生物有关的制剂药用酵母活菌制剂其他与微生物有关的制剂第64页，此课件共146页哦一、药用酵母是经高温干燥处理的酵母。第65页，此课件共146页哦 二、活菌制剂三、其他与微生物有关的制剂1、核酸类药物2、生物碱3、微生物多糖第66页，此课件共146页哦第十五章微生物与药物变质 第67页，此课件共146页哦学习的重要性学习的重要性l药物制剂的原料及生产过程中都很容易被微生物污染药物制剂的原料及生产过程中都很容易被微生物污染l导致药品带有微生物或者被微生物的代谢产物污染使导致药品带有微生物或者被微生物的代谢产物污染使药物变质药物变质l微生物

44、影响药品的质量，使药品失去疗效并对病人造微生物影响药品的质量，使药品失去疗效并对病人造成不良反应成不良反应l甚至有些药品被污染后产生了毒素，人吃了以后会中毒，甚至有些药品被污染后产生了毒素，人吃了以后会中毒，威胁到生命威胁到生命 第68页，此课件共146页哦第一节药物中微生物污染的来源第69页，此课件共146页哦1.1.药物原材料药物原材料l原材料可能将大量的微生物带入药物制剂中。因此选原材料可能将大量的微生物带入药物制剂中。因此选用较少微生物的原材料有助于控制药品和环境中的污用较少微生物的原材料有助于控制药品和环境中的污染情况。染情况。l动物来源的原料如明胶、胰脏等都可能被动物性病动物来源的

45、原料如明胶、胰脏等都可能被动物性病原菌所污染，原菌所污染，l植物来源的原料如琼脂、大黄、淀粉等可能被多种细菌、植物来源的原料如琼脂、大黄、淀粉等可能被多种细菌、霉菌、酵母菌所污染。霉菌、酵母菌所污染。l合成药的原料，情况又好一点，通常不受微生物的侵蚀。合成药的原料，情况又好一点，通常不受微生物的侵蚀。l传统中药中常会带有土壤中的微生物。传统中药中常会带有土壤中的微生物。第70页，此课件共146页哦药物原材料处理的方法药物原材料处理的方法l处理的方法因药物的类型而有所区别：许多我们可处理的方法因药物的类型而有所区别：许多我们可以用各种消毒或灭菌处理。以用各种消毒或灭菌处理。l植物药材可通过晾晒、

46、烘烤的方法使它们充分干燥，减少植物药材可通过晾晒、烘烤的方法使它们充分干燥，减少微生物繁殖。微生物繁殖。l原材料贮藏过程中也必须注意环境条件，如固体原原材料贮藏过程中也必须注意环境条件，如固体原材料应保持干燥，液体药物要加防腐剂。温度要低材料应保持干燥，液体药物要加防腐剂。温度要低温，通风状况要好一些，这些对于保藏药物及药物温，通风状况要好一些，这些对于保藏药物及药物原材料都是很重要的。原材料都是很重要的。第71页，此课件共146页哦2.2.制药用水制药用水 l水是制药工业中微生物污染的重要来源。水是制药工业中微生物污染的重要来源。l水在制药工业中的用途包括：洗涤、冷却、溶解等。水在制药工业中

47、的用途包括：洗涤、冷却、溶解等。l水中本身就有大量的微生物，比如假单胞菌、产碱杆菌、产色水中本身就有大量的微生物，比如假单胞菌、产碱杆菌、产色细菌等，它们都是对营养要求不是很高的细菌，所以能在水中细菌等，它们都是对营养要求不是很高的细菌，所以能在水中很好地生长，另外如果这水被粪便污染的话，就会含有大肠杆很好地生长，另外如果这水被粪便污染的话，就会含有大肠杆菌、变形杆菌等肠道菌。菌、变形杆菌等肠道菌。l水有天然水、自来水、软化水、去离子水、蒸馏水等，在制药过水有天然水、自来水、软化水、去离子水、蒸馏水等，在制药过程中，我们会根据不同需要来选用，比如制备注射剂或口服制剂程中，我们会根据不同需要来选

48、用，比如制备注射剂或口服制剂中的配方用水必须同采用蒸馏水或去离子水。中的配方用水必须同采用蒸馏水或去离子水。l水的消毒方法和空气中的一样可以采取过滤、化学消毒剂和紫水的消毒方法和空气中的一样可以采取过滤、化学消毒剂和紫外线照射三种方法。其中以化学消毒剂方法最佳。外线照射三种方法。其中以化学消毒剂方法最佳。第72页，此课件共146页哦3.3.空气空气l含有大量的细菌、霉菌和酵母菌，比如各种杆菌、含有大量的细菌、霉菌和酵母菌，比如各种杆菌、梭状芽胞杆菌、葡萄球菌、链球菌、青霉菌、曲霉梭状芽胞杆菌、葡萄球菌、链球菌、青霉菌、曲霉菌、毛霉菌等。菌、毛霉菌等。l空气中的微生物主要来自灰尘，或者人的皮肤、

49、衣服，或空气中的微生物主要来自灰尘，或者人的皮肤、衣服，或者由我们谈话、咳嗽、打喷嚏时飞沫中带的微生物者由我们谈话、咳嗽、打喷嚏时飞沫中带的微生物l减少空气中的微生物数量的方法总括起来有三种方法：减少空气中的微生物数量的方法总括起来有三种方法：过滤、化学消毒剂和紫外线照射。过滤、化学消毒剂和紫外线照射。第73页，此课件共146页哦3.3.空气空气l含有大量的细菌、霉菌和酵母菌，比如各种杆菌、梭状芽含有大量的细菌、霉菌和酵母菌，比如各种杆菌、梭状芽胞杆菌、葡萄球菌、链球菌、青霉菌、曲霉菌、毛霉菌等。胞杆菌、葡萄球菌、链球菌、青霉菌、曲霉菌、毛霉菌等。l空气中的微生物主要来自灰尘，或者人的皮肤、衣

50、服，空气中的微生物主要来自灰尘，或者人的皮肤、衣服，或者由我们谈话、咳嗽、打喷嚏时飞沫中带的微生物或者由我们谈话、咳嗽、打喷嚏时飞沫中带的微生物l减少空气中的微生物数量的方法总括起来有三种方减少空气中的微生物数量的方法总括起来有三种方法：过滤、化学消毒剂和紫外线照射。法：过滤、化学消毒剂和紫外线照射。第74页，此课件共146页哦4.4.操作人员操作人员l在制药过程中，操作人员不注意个人卫生，也会通过手、伤口、咳嗽、在制药过程中，操作人员不注意个人卫生，也会通过手、伤口、咳嗽、打喷嚏以及衣服、头发等各种渠道将微生物转移到药物上。打喷嚏以及衣服、头发等各种渠道将微生物转移到药物上。l在口服药和局部