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生命科学前沿 1、什么是生物制药？生物制药有哪些分类？ 生物制药：是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物 组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原 理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的药品。 分类：发酵工程制药、基因工程制药、细胞工程制药、酶工程制药、蛋白质工程制药。（五 大工程） 2、生物技术在生物制药中的应用体现在哪些方面？ 用于生物制药的生物技术包括有，发酵工程、基因工程、细胞工程、酶工程蛋白质工程这 五大工程技术手段。其应用分别论述如下： A、发酵工程制药：指利用微生物代谢过程生产药物的生物技术，主要研究微生物菌种筛选 及改良、发酵工艺控制及选择、产品后处理等问题，重组DNA技术在微生物菌种改良中起 着越来越重要的作用。如：抗生素、维生素、医用酶制剂等的发酵生产。 B、基因工程制药：通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他的 药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达，最终获得相应药物。 C、细胞工程制药：利用动植物细胞培养生产药物的技术。 D、酶工程制药：将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术.。 E、蛋白质工程制药：如应用蛋白质工程改进β-干扰素的稳定性及增强胰岛素活力。 3、生物技术的发展对生物制药的推动作用体现在哪些方面？ 涉及生物制药过程的生物技术有发酵工程、基因工程、细胞工程、酶工程、代谢工程和蛋 白质工程这六大工程技术手段，其发展都将推动生物制药技术的进步。 首先，发酵工程的发展，将更有利于我们寻找到更高产、多产的菌株，得到更好发酵工艺 条件和分离技术等，这将促进生物制药过程的高效率生产，降低生物制药过程中所需的费 用，使其更优于化学制药等技术手段。 其次，通过利用基因工程技术手段，我们可以将来自不同细胞的功能或目的基因克隆到同 一细胞的基因上，或是对单个基因进行多拷贝克隆到载体菌株的DNA上，可实现菌株的高 产和对多种底物的利用。现在人们已经通过基因工程手段获得一些转基因动植物可以产生 对人体有用的药物，而这些药物是 到目前为止，基因工程应用于生物制药经历了三个阶段，细菌基因工程药物，细胞工程药 物和转基因动物生产药物蛋白。问题发展，优势 通过代谢工程手段，控制细胞的代谢途径可以实现代谢产物的高产。 4、国际上生物制药发展趋势、周期与特点有哪些？ 随着现代生物技术的迅猛发展，运用功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学等现代生化 与分子生物学技术，使得生物技术药物研发飞速发展。 A 哺乳动物细胞表达的生物技术药物所占比重越来越大。 B 治疗性抗体成热点抗体药物，是以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术 制备的药物，其在感染、心血管疾病、自身免疫性疾病，特别是肿瘤治疗中有巨大的潜力 与应用前景。 C 对原产品的化学修饰尤其是聚乙二醇 （PEG）化以改善产品的性能是近年来生物技术药物 发展的新趋势。 D 利用基因工程技术对已有的蛋白质药物进行改造以获得性能更好的产品，也是近年生物 技术药物发展的趋势。 E 此外，近10年来基因治疗和细胞治疗一直是人们关注的热点。 特征：高技术、高投入、高收益、高风险。高技术，不仅表现在对生产设备、环境的高要 求，更主要表现在对参与者的素质的高标准、严要求；高投入，一方面由于前期的研究开 发周期长、费用高，另一方面还必须投入相当大的资金建造满足GMP要求与生物制品安全 规范的洁净厂房及其他生产设施；高收益与高风险，则表现在生物药品的高附加值在带来 高额利润的同时，也导致产品价格偏高，给市场推广增加了一定的难度，以及研究开发本 身可能失败的风险，从而导致投资难以收回。 5、如何实现酶修饰中的氨基酸置换。(well done) 通过化学修饰、定点突变技术可实现酶修饰中的氨基酸转换。 氨基酸置换修饰可以采用化学修饰方法，例如，Bender等成功地利用化学修饰法将枯草杆 菌蛋白酶活性中心的丝氨酸转换为半胱氨酸，修饰后，该酶失去对蛋白质和多肽的水解能 力，却出现了催化硝基苯酯等底物水解的活性。但是化学修饰法难度大，成本高，专一性 差，而且要对酶分子逐个进行修饰，操作复杂，难以工业化生产。 现在常用的氨基酸置换修饰的方法是定点突变技术。定点突变（site directed mutagenesis）是20世纪80年代发展起来的一种基因操作技术。是指在DNA序列中的某一 特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的操作技术。是蛋白质工程（Protein Engineering）和酶分子组成单位置换修饰中常用的技术。 6