基因工程制药 温叙来14307130233 一、技术概述 基因工程制药:先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质,将控制该 蛋白质合成的基因分离、纯化或进行人工合成,并利用基因工程加以改造,最后 将该基因放入可以大量生产的受体细胞中不断繁殖,进行大规模生产。 技术原理 基因工程制药的一般程序: 获得目的基因→组建重组质粒→构建基因工程菌→培养工程菌→产物分离纯化 1.获得目的基因 方法 3进 HHEOXOX ①酶切法直接分离目 的基因(利用限制性 D0o0OKCHLHOX DNA双螺旋 核酸内切酶 ②PCR直接扩增目的 时间(min) 基因 酶切法 PCR的过程 ③文库法分离目的基因④化学合成目的基因 2组建重组质粒 动子 插入基因 载体:将外源基因导入受体细胞,并能自我复制和 增殖的工具。一般采用质粒作为载体(载体上有启 表达载体 终止子 复制原点 动子,终止子,标记基因,目的基因等)。 抗生素抗性基因 质粒:一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA 之外,并具有自我复制能力的很小的双链DNA分子, 表达载体模式图 其上有一个至多个限制酶切位点,供外源基因差入其中。进入受体细胞后能进行 自我复制或整合到染色体DNA上随染色体DNA进行同步复制。质粒上也有特殊 的标记基因供重组DNA的鉴定和选择。 3构建基因工程菌 寻找合适的受体细胞,将重组质粒导入其中。 通常有大肠杆菌表达系统、枯草杆菌表达系统、酵母表达系统等
基因工程制药 温叙来 14307130233 一、技术概述 基因工程制药：先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质，将控制该 蛋白质合成的基因分离、纯化或进行人工合成，并利用基因工程加以改造，最后 将该基因放入可以大量生产的受体细胞中不断繁殖，进行大规模生产。 二、技术原理 基因工程制药的一般程序： 获得目的基因→组建重组质粒→构建基因工程菌→培养工程菌→产物分离纯化 1.获得目的基因 方法： ①酶切法直接分离目 的基因（利用限制性 核酸内切酶） ②PCR 直接扩增目的 基因 ③文库法分离目的基因 ④化学合成目的基因 2.组建重组质粒 载体：将外源基因导入受体细胞，并能自我复制和 增殖的工具。一般采用质粒作为载体（载体上有启 动子，终止子，标记基因，目的基因等）。 质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA 之外，并具有自我复制能力的很小的双链 DNA 分子， 其上有一个至多个限制酶切位点，供外源基因差入其中。进入受体细胞后能进行 自我复制或整合到染色体 DNA 上随染色体 DNA 进行同步复制。质粒上也有特殊 的标记基因供重组 DNA 的鉴定和选择。 3.构建基因工程菌 寻找合适的受体细胞，将重组质粒导入其中。 通常有大肠杆菌表达系统、枯草杆菌表达系统、酵母表达系统等。 酶切法 PCR 的过程 表达载体模式图
4.培养工程菌 方法:①补料分批培养②连续培养③透析培养④固定化培养⑤髙密度培养等 5产物分离纯化 工程细菌所表达出的蛋白质组成 发酵液 成分复杂,且目的产物在初始物料 细胞分离 胞外产物→浓缩→初步纯化→高度纯化→产品 中含量很低,稳定性差,纯度底。 为了获得高纯度、可供药用有生物 固液分离 活性的蛋白质,必须对基因工程药包含 体细胞碎片→浓缩→初步纯化→高度纯化→制剂→产品 物进行一定的分离和纯化。 变性除膜 产物分离纯化步骤如图。 复性→浓缩→初步纯化→高度纯化→制剂→产品 技术应用 产物分离纯化步骤 1.基因工程胰岛素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取, 100kg胰腺只能提取4-5g 的胰岛素,产量低且价格高。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养 液就能生产100g胰岛素,且降低了30%-50%的价格。 2基因工程干扰素 基因工程人干扰素α-2b(安达芬)是我国第一个国产化基因工程人干扰素,具 有抗病毒,抑制肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能的作用,广泛应用于病毒性疾 病治疗和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤 生物治疗的主要药物 3其他基因工程药物 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等 四、技术的优缺点 优点:1.工程菌生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产 2.产量大,且降低生产成本 缺点:转基因生物的安全性有待确定,如食品安全,生物安全,环境安全等
4.培养工程菌 方法：①补料分批培养②连续培养③透析培养④固定化培养⑤高密度培养等 5.产物分离纯化 工程细菌所表达出的蛋白质组成 成分复杂，且目的产物在初始物料 中含量很低，稳定性差，纯度底。 为了获得高纯度、可供药用有生物 活性的蛋白质，必须对基因工程药 物进行一定的分离和纯化。 产物分离纯化步骤如图。 三、技术应用 1.基因工程胰岛素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取， 100kg 胰腺只能提取 4-5g 的胰岛素，产量低且价格高。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每 2000L 培养 液就能生产 100g 胰岛素，且降低了 30%-50%的价格。 2.基因工程干扰素 基因工程人干扰素α-2b（安达芬）是我国第一个国产化基因工程人干扰素，具 有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛应用于病毒性疾 病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤 生物治疗的主要药物。 3.其他基因工程药物 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等。 四、技术的优缺点 优点：1.工程菌生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。 2.产量大，且降低生产成本。 缺点：转基因生物的安全性有待确定，如食品安全，生物安全，环境安全等。 产物分离纯化步骤
