第十三章 生化药物制造工艺 多肽与蛋白质类药物

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1、第二节多肽与蛋白质类药物一、多肽与蛋白质类药物概述多肽和蛋白质是生物体广泛存在的重要生化物质。具有多种多样的生理生化功能，也是一类重要的生物药物。（一）多肽类药物活性多肽是生化药物中非常活跃的一个领域。动物体内已知的活性多肽主要是从内分泌腺、组织器官、分泌细胞和体液中产生获得的。从植物中发现和研究新的活性多肽也引起了人们广泛的注意。许多活性蛋白质、多肽都是由无活性的蛋白质前体，经过酶的加工剪切转化而来的。从寻找新药的角度看，研究活性多肽结构与功能的关系，有助于了解多肽中哪些氨基酸序列是活性所必需的，以便以更短的多肽来代替。用不同的氨基酸去置换活性多肽中的有关氨基酸，可以提高其生理活性，减少

2、临床的不良反应。同时，对氨基酸排列形式——立体结构的研究，有助于设计新的活性多肽类药物。目前，主要的多肽类药物有以下几种：1、多肽激素（1）垂体多肽激素（2）下丘脑激素（3）甲状腺激素（4）胰岛激素（5）胃肠道激素（6）胸腺激素2、多肽类细胞生长调节因子表皮生长因子（EGF）、转移因子（TF）、心钠素（ANP）等。3、含有多肽成分的其他生化药物（二）蛋白类药物蛋白质生化药物除了蛋白质类激素和细胞生长调节因子外，还有像血浆蛋白质类、黏蛋白、胶原蛋白及蛋白酶抑制剂等大量的其他生化药物品种。作用方式也从生化药物对机体各系统和细胞生长的调节扩展到被动免疫、替代疗法、抗凝血剂以及蛋白酶的抑制剂等多种

3、领域。自20世纪70年代后期开始，人们首先把目标集中在应用基因工程技术制造重要的蛋白质药物上。现正从微生物和动物细胞的表达向转基因动植物发展。鉴于一些蛋白质和多肽生化药物有一定的抗原性、容易失活、在体内的半衰期短、用药途径受限等难以克服的缺点。对一些蛋白质类生化药物进行结构修饰、应用计算机图像技术研究蛋白质与受体及药物的相互作用、发展蛋白质工程及设计相对简单的小分子来代替某些大分子蛋白质类药物并且起到增强或增加选择性疗效的作用等。主要蛋白质类药物有以下几种：1、蛋白质激素（1）垂体蛋白质激素。（2）促性腺激素。（3）胰岛素及其他蛋白质激素胰岛素、胰抗脂肝素、松弛素、尿抑胃素。2、血浆蛋白质

4、3、蛋白质类细胞生长调节因子4、黏蛋白5、胶原蛋白6、碱性蛋白质硫酸鱼精蛋白等。7、蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂、大豆胰蛋白酶抑制剂等。8、植物凝集素二、多肽与蛋白质类药物的制造方法目前用于多肽和蛋白质类药物的制造方法主要有三种：提取分离纯化法、化学合成法和基因工程法。这里重点介绍提取分离纯化法。（一）蛋白质与多肽类药物提取、分离纯化1、材料选择采用提取分离纯化法获得的多肽及蛋白质类药物，其原料的主要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、易于获得和易于提取的无害生物材料。对天然蛋白质类药物，为提高质量、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

5、剖部位、生物技术产品的宿主菌或细胞都有一定的要求，了解这些，可使分离纯化工作事半功倍。（1）种属牛胰含胰岛素单位比猪胰高。抗原性则猪胰岛素比牛胰岛素低，前者与人胰岛素相比，只有1个氨基酸的差异，而牛有3个氨基酸的差异。由于种属特异性的关系，用猪垂体制造的生长素对人体无效，不能用于人体。由动物细胞产生的干扰素与人干扰素抗原有交叉反应，而对一些非同源性动物的某些细胞抗病毒活性作用并不下降。（2）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。HCG在妊娠妇女60～70d的尿中达到高峰，到妊娠18周已降到最低水平。然而HMG必须从绝经期的妇女尿中获取。肝细胞生长

6、因子是从肝细胞分化最旺盛阶段的胎猪或胎牛肝中获得的，若用成年动物，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。（3）生物状态动物饱食后宰杀，胰脏中的胰岛素含量增加，对提取胰岛素有利，但胆囊收缩素的分泌使胆汁排空，对胆汁的收集不利。（4）原料来源血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪颚下腺中提取，两者生物学功能并无二致，而稳定性以颚下腺来源为好，因其不含蛋白水解酶。（5）原料解剖学部位猪胰脏中，胰尾部分含激素较多，而胰头部分含消化酶较多，如分别摘取则可提高各产品的收率：胃膜素以采取全胃黏膜为好，胃蛋白酶则以采取胃底部黏膜为好，因胃底部黏膜富含消化腺。2、提取提取的总要求是最大限度地把

7、有效成分提取出来，关键是溶剂的选择。提取所用溶剂的选择标准，首先对被制备物具有最大溶解度，并在提取中尽可能减少一些不必要的成分。为了更好地达到以上两个目的，常用的手段是调整溶剂的pH、离子强度、溶剂成分配比和温度范围等。3、分离纯化多肽及蛋白质的分离纯化是将提取液中的目的蛋白质与其他非蛋白质杂质及各种不同蛋白质分离开来的过程，常用的分离纯化方法有：（1）根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质蛋白质、多肽及氨基酸都是两性电解质