微生物发酵制药_培训课件.ppt

谢谢！ 微生物发酵制药 11生技3班 肖雪莲、王若晨、郑渊铭 目录 微生物药物简述 1 新型微生物发酵技术 2 3 微生物药物应用 定义： 微生物在其生命活动过程中产生的生理活性物质及其衍生物，包括抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸、酶、激素、酶抑制剂、免疫调节剂等一类化学物质的总称，是人类控制感染等疾病，保障身体健康，以及用来防治动、植物病害的重要药物。 一 微生物药物简述 分类 ? 抗生素类药物 ? 维生素类药物 ? 氨基酸类药物 ? 核酸类药物 ? 酶与辅酶类药物 ? 酶抑制剂 ? 免疫调节剂 ? 甾体类激素 1. 抗生素类 抗生素类是一类由微生物产生的在低浓度下具有抑制或杀死微生物作用的化学物质。 2. 维生素类 目前采用微生物技术生产的维生素类药物及其中间体有维生素B2(核黄素）、维生素B12（氰钴胺素）、2-酮基-L-古龙酸（维生素C原料）、β-胡萝卜素（维生素A前体）、麦角甾醇（维生素D2前体）等。 3. 氨基酸类药物 目前氨基酸主要用于生产大输液及口服液。 ? 精氨酸、谷氨酸钠用于肝性昏迷的临床抢救，解除氨毒；L-谷氨酰胺用于治疗消化道溃疡；L-组氨酸为治疗消化道溃疡辅助药等。 ? 目前大部分氨基酸可用发酵法生产。 4. 核酸类 核酸类物质和氨基酸等类似，是微生物的初级代谢产物，它们在生物体内收到严密的调节和控制，因此，用于工业生产的产生菌都是经过选育的突变株。用微生物发酵技术生产的核苷酸类药物及其中间体有肌苷酸、肌苷、5‘-腺苷酸（AMP)、三磷酸腺苷（ATP)、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD)、辅酶A(CoA)、辅酶I(CoI)、二磷酸胞苷（CDP)、胆碱等。 5. 酶与辅酶类药物 L-天冬酰胺酶、链激酶；NAD、NADP、CoA 6. 酶抑制剂 克拉维酸、洛伐他汀 7. 免疫调节剂 免疫增强剂、免疫抑制剂 8. 甾体类激素 可的松、地塞米松 二 新型微生物发酵技术 2 3 1 基因工程菌 微生物药物作用机制 发酵工程 一、发酵工程 概念：采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或者直接把微生物应用于工业生产的一种新技术 发酵工程的内容 菌种的选育 培养基的配制 灭菌 扩大培养和接种 发酵过程 产品的分离提纯等 菌种 一级种子摇瓶 二级种子罐培养 扩大培养 原料 发酵培养 灭菌 发酵生产 代谢产物分离 基配制 微生物工业发酵过程简图 发酵过程的影响因素 菌体浓度 培养基的影响，如碳源、氮源、微量元素等 温度影响 PH 溶解氧 发酵工程制药特点 菌种是根本 理论产量存在“生物学变量” 常温常压下反应，安全，条件简单 纯种培养，防污染 课制备复杂高分子化合物 分子水平，定向发酵，组合生物合成等 发酵工业成本低 二、基因工程菌 将目的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋白的细菌称为基因工程菌，如：大肠杆菌。 一、概述 基因工程菌生产的主要产品： z非蛋白质：可以通过代谢工程细胞来获得， 产生新的途径或增强某一途径，从而得到新的化合物或增加产量。 z蛋白质：现代基因工程重点产物。 基因工程菌发酵技术获得的常见药物 细胞因子：是一类能在细胞间传递信息、具有免疫调节和效应功能的蛋白质或小分子多肽。主要有：白细胞介素（IL)、干扰素（IFN)、集落刺激因子（CSF)、肿瘤坏死因子（TNF)、红细胞生成素（EPO) 疫苗：为了预防、控制传染病的发生、流行，用于人体预防接种的疫苗类预防性生物制品。主要有：乙肝疫苗等 基因工程菌发酵 基因工程菌的培养过程包括： （1）通过摇瓶操作基因工程菌生长的基础条件，如温度、PH、培养基各种组分、碳氧比，分析表达产物的合成、积累对受体细胞的影响 （2）通过培养罐操作确定培养参数和控制方案及顺序 基因工程菌的培养方式 补料分批 培 养 连续培养 透析培养 固定化培养 基因工程菌的发酵工艺 宿主-载体系统 构建基因工程菌，必须选择宿主和表达系统一般希望翻译后的处理要简单。常见的宿主系统有： 大肠杆菌 G+细菌 (枯草芽孢 杆菌） 低等真核细胞（甲醇营养型酵母） 哺乳动物细胞 基因工程菌生产的特点 基因的不稳定性 基因工程菌带有外源基因，外源基因可能在质粒上也可能整合到染色体上，这些基因可能不稳定。丢失外源基因的菌往往