多肽与蛋白质类药物.ppt

Chapter 3 多肽与蛋白质类药物 1953年人工合成了第一个有生物活性的多肽——催产素以后，20世纪50年代都集中于脑垂体所分泌的各种多肽激素的研究。60年代，研究的重点转移到控制脑垂体激素分泌的各种多肽激素的研究。70年代，神经肽的研究进入高潮。生物胚层的发育渊源关系表明，很多脑活性肽也存在于肠胃组织中，从而推动了肠胃激素研究的进展。 3.1 多肽和蛋白质药物基本知识基本概念多肽类药物是以多肽激素和多肽细胞生长因子为主的一大类内源性活性成分。蛋白质药物包括蛋白质类激素、蛋白质细胞生长调节因子、血浆蛋白质类、黏蛋白、胶原蛋白、蛋白酶抑制剂等，其作用方式从对机体各系统和细胞生长的调节，扩展到被动免疫、替代疗法和抗凝血等。 细胞生长调节因子——在体内和体外对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。许多生长因子在靶细胞上有特异性受体，仅微量就有较强的生理活性。3.1 多肽和蛋白质药物基本知识 生物技术在该类中的应用基因工程技术制造------胰岛素、干扰素、白介素、生长素、EPO等实现了工业化，发展方向为转基因动植物许多活性蛋白质、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有共同的来源，相似的结构，保留着若干彼此所特有的生物活性。研究活性多肽结构与功能的关系及活性多肽之间结构的异同与其活性的关系，将有助于设计和研制新的活性多肽药物。对蛋白质类药物进行结构修饰 按来源分生化药物——来源于动植物有机体基因工程药物——来源于基因工程菌表达生产的药物习惯分法多肽生化药物、细胞生长因子、抗体药物、抗菌肽、酶类药物多肽、蛋白质类药物分类 多肽类激素、多肽抗生素：消化道多肽、下丘脑多肽、脑多肽、激肽等；动、植物蛋白。酶类与辅酶类药物：蛋白水解酶类、凝血酶及抗栓酶，辅酶Q10等。生化药物 激素类及神经递质类药物：人生长激素释放抑制因子，人胰岛素，人生长激素细胞因子类药物：人干扰素，人白细胞介素，集落刺激因子，促红细胞生成素酶类及凝血因子类药物：单克隆抗体、疫苗、基因治疗药物、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、人生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。基因工程药物 多肽和蛋白质的物化性质1. 酸碱性多肽是小分子，化学性质与氨基酸类似，含有20个以上氨基酸残基的多肽与蛋白质没有明显界限；蛋白质是呈两性解离的电解质，通常在等电点时，蛋白质的溶解度最小，不稳定，易于从溶液中沉淀析出。各种蛋白质分子都有自己的等电点。 2. 离子结合蛋白质存在两性，其表面带有一定量的电荷，可与阴离子或阳离子结合。很多离子与蛋白质形成不溶性的盐，可作为蛋白质的沉淀剂。多肽和蛋白质的物化性质 多肽和蛋白质的物化性质3. 胶体性质蛋白质分子量大，分子大小达到胶粒1～100nm范围。球状蛋白质的表面多亲水基团，具有强烈地吸引水分子作用，使蛋白质分子表面常为多层水分子所包围，称水化膜，从而阻止蛋白质颗粒的相互聚集。 蛋白质分子扩散速度慢，不易透过半透膜，粘度大，在分离提纯蛋白质过程中，可利用蛋白质的这一性质除去小分子杂质——透析(dialysis)。 4. 变性天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性，称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低变性并非是不可逆的变化，当变性程度较轻时，如去除变性因素，有的蛋白质仍能恢复或部分恢复其原来的构象及功能，变性的可逆变化称为复性。多肽和蛋白质的物化性质 3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法利用传统的生化提取法生产 ——从动植物、微生物等直接提取 ——通过培养动植物、微生物的细胞得到利用基因工程技术构建工程菌（细胞）进行生产 利用原核生物或简单的真核生物如酵母菌作为工程菌（活细胞），通过将含有编码某蛋白或多肽的碱基序列插入一段DNA载体（如质粒）中，并在工程菌（或细胞）中表达，从而得到相应的多肽或蛋白质。 加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生产出“红花子来源人胰岛素”，该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。 3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法 加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物。据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景可期的国际