第2章基因工程制药分解.ppt

* 血糖异常升高，但尿中可不出现酮体，血浆渗透压升高，容易昏迷死亡！ * 千创百孔，增加了感染病原菌的危险！ 三、蛋白质工程制药方法的常用目的 （一）提高蛋白质的稳定性 （二）融合蛋白质 （三）蛋白质活性的改变 （四）治癌酶的改造 （五）嵌合抗体和人源化抗体 第6章 蛋白质工程制药 第1节 蛋白质工程制药的概念 一、蛋白质工程制药研究的核心内容和基本概念方法 二、改造蛋白质的一些方法 第2节 蛋白质工程制药方法 一、随机诱变 二、体外重组 三、蛋白质工程制药方法的常用目的 第3节 蛋白质工程制药现状： 生物技术的发展已进入蛋白质工程药物新时期，第一代重组生物技术药物逐渐被第二代所取代，蛋白质工程技术日新月异，点突变技术、融合蛋白技术、定向进化、基因插入及基因打靶等技术使蛋白质工程药物新品种迅速增加。 一、蛋白质定点突变改造 一、蛋白质定点突变改造 （一）改善原有药物性能 1、改善原有药物性能以其得到新一代速效、长效和增效产品。 2、蛋白质工程技术研制速效和长效胰岛素 （二）抗凝溶栓剂的蛋白质工程 1、嵌合型纤溶酶原激活剂的构建 2、含RGD的抗凝溶栓剂 3、导向溶栓剂的研制 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 1、糖尿病 I型糖尿病： II型糖尿病： 胰岛素抵抗（IR）为主，伴胰岛素相对缺乏；以及胰岛素分泌缺陷 由于细胞介导的胰岛B细胞自身免疫性破坏，导致胰岛素绝对缺乏 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 1、糖尿病 中国4000万，全球1.5亿患者 急性并发症： 酮症酸中毒（I，昏迷、死亡） 非酮症高渗性昏迷（II） 低血糖反应（心慌、手抖、饥饿、出冷汗） 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 1、糖尿病 中国4000万，全球1.5亿患者 慢性并发症（可遍及全身各重要器官）： 心血管疾病、慢性肾病 视网膜病变、神经病变 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 2、胰岛素 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 2、胰岛素 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 2、胰岛素 1982年，重组人胰岛素上市 ——第一个基因工程药物！ 第一个完成序列测定的蛋白质（1958年） 第一个人工合成的蛋白质（1965年） Sanger 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 2、胰岛素 每100L发酵液就能产生5g胰岛素，使其价格降低了30%-50%! 提取4-5g胰岛素需要100Kg胰腺 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素在临床应用时存在的问题 1、在正常生理情况下胰岛素在体内是不断地分泌的，但不能连续不断地注射胰岛素 2、皮下注射胰岛素时，吸收得也很慢，注射后1.5-2小时，体内胰岛素水平还未能达到高峰，这就会导致高血糖；3-5小时之后胰岛素水平仍在继续上升，这又会导致低血糖 胰岛素的蛋白质工程研究 胰岛素在临床应用时存在的问题 3、糖尿病病人一般需要每日四次注射给药 胰岛素的蛋白质工程研究 蛋白质工程技术对胰岛素的改造 1970S初，英国的Hodgkin等、我国的梁栋材等，分别用X-射线晶体衍射法进行了高分辨率的三维结构分析，胰岛素的蛋白质工程研究奠定了基础 胰岛素的蛋白质工程研究 蛋白质工程技术对胰岛素的改造 1、速效胰岛素（可快速吸收的单体胰岛素） 2、长效胰岛素 3、高效胰岛素（与受体亲和力增加的胰岛素突变体） 速效胰岛素 胰岛素吸收慢的原因：二聚体、六聚体 速效胰岛素 3D分析发现：多聚体的形成与B8、B9、B12、B13、B16、B23-B28的氨基酸残基有关 用蛋白质工程方法在多聚体接触面上某些氨基酸残基换上带负电的氨基酸残基 B链Ser9 ? Asp（-），Thr27 ? Glu（-） 由于相同电荷互斥，减少多聚体形成，吸收速度比野生型胰岛素要快许多——“速效胰岛素” 速效胰岛素 1996年，第一个速效胰岛素Lispro在欧美批准上市 B链 Pro28 ?? Lys29（＋） A、自身聚集的倾向大大降低，静脉注射15min起效，1h达到顶峰[45min]； B、血浆清除迅速（2-4h），减少了引起低血糖的危险。 速效胰岛素 另一个产品：Aspert胰岛素 B链 Pro28 ? Asp（－） A、减少了自身聚集，吸收时间、有效活性都是天然胰岛素的2倍； B、缩短了血浆清除时间，使低血糖的危险降低了50%。 长效胰岛素 pI5.4 ? 6.8，在生理pH下形成结晶，沉淀在注射部位，可缓慢释放出来，这就可以延长体内半衰期 长效胰岛