基因工程制药（全套课件40P）.ppt

第二章 基因工程制药 主要内容： 基因工程制药的基本过程。 目的基因的获得及基因的表达。 基因工程菌的生长代谢特点，其质粒不稳定产生的原因及提高质粒稳定性的方法。 基因工程菌的培养方式，发酵工艺及培养设备。 基因工程药物的分离纯化。 基因工程药物的质量控制。 第一节 概 述 人体来源：人血浆中制备人血浆白蛋白；男性尿中制备尿激酶；孕妇尿中制备绒膜促性激素；人血白细胞中制备白细胞介素等。 动物来源：猪胰脏中制备胰岛素；新鲜猪血中制备SOD；健康猪、牛肝制备核糖核酸等。 植物来源：新鲜茶叶制备SOD；麸皮中制备植物钙镁与肌醇；玉米胚芽油中制备植物不饱和脂肪酸等。 玉米胚芽 麸 皮 20世纪70年代基因工程诞生最先应用在医药科学领域。 1982年第一个基因工程产品--人胰岛素在美国问世。 优点:大量生产、应用临床、深入研究、扩大应用。 结晶牛胰岛素：1965年9月17日，中国首次人工合成结晶牛胰岛素。这是当时人工合成的具有生物活力的最大的天然有机化合物，使中国成为第一个合成蛋白质的国家。　 基因工程药物种类 基因工程技术可生产的药物和制剂包括:  (1)免疫性蛋白,如各种抗原和单克隆抗体;  (2)细胞因子,如各种干扰素,白细胞介素,集落刺激生长因子,表皮生长因子,凝血因子;  (3)激素,如胰岛素,生长激素,心素纳;  (4)酶类,如尿激酶,链激酶,葡激酶,组织型纤维蛋白溶酶原激活剂,超氧化物歧化酶.  基因工程药物：采用基因工程技术研制的，能预防和治疗某种疾病但含量极微而难以用传统方法制取的特殊药物。 第二节 基因工程药物生产的基本过程 基因工程技术是将重组对象的目的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌(或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。 基因工程基本过程 基因工程药物制药的主要程序: ⒈目的基因的克隆， ⒉构建DAN重组体， ⒊构建工程菌， ⒋目的基因的表达， ⒌表达产物的分离纯化， ⒍产品的检验等。 基因工程药物制药的主要程序 获得目的基因 组建重组质粒 构建工程菌（或细胞） 培养工程菌 产物分离纯化 除菌过滤 半成品检定 成品检定 包装 基因工程药物生产的上游和下游 上游：主要指的是目的基因分离、工程菌（或细胞）构建。上游阶段的工作主要在实验室内完成； 下游：主要指的是从工程菌（或细胞）的大规模培养一直到产品的分离纯化、质量控制等。 工程菌（或细胞）构建中重要的工具 该过程中重要的工具便是酶：限制性内切酶和连接酶是将所需目的基因插入适当的载体质粒或噬菌体中并转入大肠杆菌或其他宿主菌（细胞）大量复制目的基因过程中的重要工具。 同时为保证目的基因的正确性，对目的基因要进行限制性内切酶和核苷酸序列分析。 第三节 目的基因的获得 难点： 真核生物的单拷贝基因在整个基因中很小部分； DNA很大，组建物理图谱和基因定位很难； 真核生物基因含内含子是断裂基因，它在原核生物中不表达。 克隆真核基因常用方法：反转录法，反转录-聚合酶链反应法，化学合成法，筛选基因和对已经发现的基因进行改造。 工程菌（或细胞）构建中重要的工具酶 大肠杆菌DNA聚合酶I：5’—3’DNA聚合酶活性。 逆转录酶：转录RNA为DNA的酶。 核酸酶S1：能降解单链DNA和RNA ，打开cDNA双链的发卡结构。 T4DNA连接酶：连接3’ 羟基 5’磷酸游离端。 末端脱氧核苷酰转移酶：催化一个单核苷酸转移到一个DNA分子的3’羟基末端。 一、反转录法 反转录法就是先分离纯化目的基因的 mRNA，再反转录成 cDNA，然后进行 cDNA 的克隆表达。 cDNA与模板mRNA序列严格互补，而不含内含子。 cDNA:真核基因经过转录后,经过剪切、拼接、修饰形成的成熟的mRNA，mRNA反转录的结果为cDNA。 cDNA克隆示意图 ⒈mRNA的纯化 mRNA的特点:3‘末端含有一多聚腺苷酸组成的末端。方法:亲和层析法 选材：mRNA丰富，目的基因表达活跃 注意点：防止RNA酶污染 ⒉cDNA第一链的合成 一般 mRNA都带有3‘-polyA,所以可以用寡聚dT作为引物,在逆转录酶的催化下,开始cDNA链的合成。用放射性探针法检测。