生物：中图版选修二 33 生物药物（课件）

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第二章 生物药物概论
一.生物药物的来源
　 二.生物药物的特性
三.生物药物的分类
四.生物药物的制备
1.生物药物的定义
生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,　综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术、药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
2.生物药物的原料来源
天然生物材料:动物、植物、微生物
等。
　 人工生物材料:免疫法制备的动物
原料、基因工程技术制备的微生
物或其它细胞原料。
1.药理学特性
⑴ 治疗的针对性强，治疗的
生理生化机制合理，疗效可靠。
细胞色素C：治疗缺氧性疾病
⑵ 药理活性高
ATP直接供能，效果确切、显著
⑶ 毒副作用小，营养价值高
生物药物主要有:蛋白质、核酸、
糖类、脂类
⑷ 生理副作用常有发生
免疫反应、 过敏反应
2.在生产的制备中特殊性
(1)提取纯化工艺复杂
(2)稳定性差
(3)易变质腐败
(4)注射用药要求
3.检验上的特殊性
需理化检验指标
生物活性指标
生物药物的分类方法有三种:
1.按药物的化学本质和特性分类
2.按原料来源分类
3.按生理功能和临床用途分类
(1)氨基酸及其衍生物类药物
(2)多肽及蛋白质类药物
(3)酶与辅酶类药物
(4)核酸及其降解物和
衍生物类药物
(5)糖类药物
(6)脂类药物
(7)细胞生长因子类
(8)生物制品类
2.按原料来源分类
(1)人类组织来源的生物药物
(2)动物组织来源的生物药物
(3)植物组织来源的生物药物
(4)微生物来源的生物药物
(5)海洋生物来源的生物药物
(1)治疗药物
(2)预防药物
(3)诊断药物
(4)其它生物医药用品
1.生物药物原料的选择、
预处理与保存方法
(1)原料选择
有效成分含量高、新鲜
(2)原料的预处理与保存
预处理:动物、 植物、
微生物原料
保存:①冷冻法
　　 ②有机溶剂脱水法
　　 ③防腐剂保鲜法
⑴生物组织与细胞的破碎
破碎方法:磨切法、压力
法、反复冻融法、超声波震
荡、自溶法、酶解法
⑵提取 破碎后立即提取,根据活性物质的性质，选择提取试剂种类、用量、提取次数、提取时间,注意提取温度、pH、变性剂等。
⑴沉淀法　原理是使蛋白质胶体颗粒
的表面水化膜或表面电荷破坏，从
而使蛋白质沉淀。常用：盐析法、
有机溶剂沉淀法、等点电沉淀法、
靶物质结合沉淀法(抗原-抗体)等。
⑵按分子大小分离方法
有超滤法、透析法（膜分离法）、
凝胶过滤法、超速离心法等。
⑶按分子所带电荷进行分离的方法
　 氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质，具有等电点。在远离等电点的pH时便会带正电荷或带负电荷。包括离子交换层析法、电泳法、等电聚焦等。
⑷亲和层析法
　　大部分生物活性物质都有其作用的
靶物质。如酶和底物、抗原和抗体、
激素与受体等，它们之间有特异的亲
和作用。利用该性质进行的特异层析
分离技术称为亲和层析。专一性强。
⒋核酸类药物的分离纯化方法
主要方法有：提取法和发酵法
⑴提取法生产DNA和RNA主要技
是先提取核酸与蛋白质复合物,
再解离核酸与蛋白质,然后分离
RNA与DNA。
⑵发酵法主要用于生产单核苷酸。
因各种糖类的性质和原料来源
不同没有统一的提取纯化工艺，
只介绍多糖和粘多糖的一般分离
纯化方法。
⑴提取方法：非降解法和降解法
　非降解法:适用于从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖。溶剂为水和盐溶液。
　降解法:适用于从组织中提取结合比较牢固的粘多糖。碱降解、酶降解。
⑵分离方法
常用的分离方法：
沉淀法
离子交换层析法
①乙醇沉淀法：4～5倍体积的乙醇
可以使任何结缔组织中的粘多糖
完全沉淀。
②离子交换层析法：
粘多糖的聚阴离子能很好地被阴
离子交换吸附剂吸附和分离。例
如 Dowex I-X2离子交换树脂、
DEAE -离子交换纤维素。用NaCl进
行梯度洗脱。
⑴提取方法 　
　脂类自然状态下是以结合形式存在的。
非极性脂是与其它脂质分子或蛋白质
分子的疏水区相结合。提取脂质药物
就是要破坏这种结合键，将脂质溶解
出来。溶剂：醇、氯仿等。
⑵纯化方法
　①沉淀法：不同脂质在丙酮中
溶解度不同，故常用它进行沉淀。
②吸附层析法：
吸附剂有：硅胶、氧化铝等。通过
极性和离子力将各种化合物结合到
固体吸附剂上。洗脱用极性逐渐增
大的洗脱液，非极性先流出，极性
后流出。
③离子交换层析法：
脂质分子有非解离、两性离子和
酸式解离三种状态。在一定的pH
条件下选择适当的离子交换剂提纯。
⑴氨基酸的生产方法
①蛋白质水解法:
　酸水解：水解完全L-型氨基酸,色氨
酸破坏。
　碱水解：产生消旋作用。
　酶水解：不完全
②发酵法:需特异菌株
③化学合成法:得到 D L-型氨基酸
④酶促合成法:工艺简单、转化率
高、易提纯。
⑵氨基酸的分离方法
①沉淀法：
依溶解度差异沉淀
特殊试剂沉淀
②吸附法：
氨基酸对吸附剂吸附力的差异进
行分离
③离子交换法：
氨基酸属于两性电解质，常用强
酸型阳离子交换树脂。
一.人体来源药物的特点与研究意义
⒈特点：
⑴安全性好
⑵效价高疗效可靠
⑶稳定性好
⒉研究意义：
⑴资源有限性 受法律和伦理的制
约,仅血液、尿液、胎盘可用作原
料。
⑵研究的重要意义 对医学和药学有
重大意义。
⒈人血液成分制品
发现血型,输血疗法的应用
包括：全血制品、血液成分制品、
血浆成分制品、体液细胞内成分
制品等。
血液成分制品：红细胞、白细胞、
血小板、血浆。
⑴红细胞制剂
压积红细胞
少含白细胞的压积红细胞
冰冻贮藏红细胞
⑵白细胞浓缩液
⑶血小板制剂
⑷新鲜冰冻血浆
项目 含量
血浆占人体体重的量 8％
血浆占全血的量 50％
血浆中水分占血浆的量 92％
血浆中蛋白质占血浆的量 6％～7％
白蛋白＋IgG占血浆总蛋白的量 65％
⑴转输蛋白类 在血液循环中对机体
的营养物质、代谢产物、激素、药
物等进行转输的血浆蛋白。包括：
白蛋白、脂蛋白、转铁蛋白等。
⑵免疫球蛋白 构成体液免疫系统。
包括：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE
⑶凝血系统蛋白
包括：与凝血有关的蛋白质酶
和因子等。
⑷补体系统蛋白 是机体防御体系
之一，在吞噬、调理、趋化和细胞溶解等起重要作用。包括：C1～C9。
⑸蛋白酶抑制物类
⒊人体液细胞中的活性物质
　 人体液细胞包括：红细胞、白
细胞、淋巴细胞、血小板、
成纤维细胞等。
　细胞内的活性物质有：血红蛋
白、SOD、IFN、IL-2等。
⒋其它原料的利用
⑴人胎盘：胎盘丙种球蛋白等
⑵人尿液: 尿激酶、绒毛膜促性激　　　 素
⒌细胞因子
⑴特点和生理作用
⑵种类 100种以上
⒍人体激素
尿激酶的制备
⑴结构与性质
分子量为54.7K,由33.1K和18.6K两
条链通过二硫键连接。属丝氨酸
蛋白酶。
底物：血纤溶酶原,作用其Arg-
Val键，使纤溶酶原转为纤溶酶。
⒈ 可进一步开发新产品
⑴血液的利用 用低温乙醇工艺,除冷沉淀外,可将血浆蛋白分离为Ⅰ～Ⅴ个组分。目前仅利用Ⅰ（纤维蛋白原）、Ⅱ（免疫球蛋白）、Ⅴ（白蛋白）3个组分。
⑵其它原料的利用 胎盘、尿液等。
⒉ 用现代生物技术生产人
类活性物质
　　　基因工程、蛋白质工程、细胞
工程、酶工程、发酵工程在生物
制药中发挥重要作用。
　　　干扰素、白细胞介素、EPO研制
成功。
一、动物来源的药物的特点
⒈ 原料来源丰富
⒉ 要重视安全性
二、动物来源的药物的种 类与用途
⒈ 动物多肽与蛋白质类药物
⑴ 动物多肽药物重要性与种类
① 多肽激素
② 多肽类细胞因子
⑵ 动物蛋白质类药物
⒉动物酶与辅酶类药物
⑴促消化酶类
⑵消炎酶类
⑶治疗心脑血管类疾病的相关酶
⑷抗肿瘤的酶
⑸与电子传递有关的治疗酶
⑹其它药用酶
⑺动物辅酶类药物
⒊动物核酸类药物
⑴组成与作用
⑵主要种类与用途
⒋动物糖类药物
粘多糖的种类与分布
甲壳素、硫酸软骨素、
肝素、透明质酸
⒌动物脂类药物
脂类药物种类与分布
⒍动物细胞因子
一、植物来源药物的特点
约40%的药物来源于植物。
种类繁多，结构复杂。除小分子天
然有机化合物外，还含有生物大分
子活性物质。如蛋白质、多肽、酶、
核酸、糖类、脂类等。
二、植物来源药物的种类与用途
⒈ 植物中的天然有机化合物
⑴ 糖和糖苷类
⑵ 苯丙素类 苯丙烯、苯丙酸、
香豆素等。
⑶ 醌类 辅酶Q10、紫草素等。
⑷ 黄酮类 黄酮醇、花色素、黄芩苷等。
⑸ 鞣质 奎宁酸、槲皮醇等。
⑹ 萜类 青蒿素、齐墩果酸等。
⑺ 甾体 毛地黄毒苷元等。
⑻ 生物碱 咖啡因、喜树碱等。
⒉　植物蛋白质、多肽、酶类生理
活性物质的种类和作用
名 称 来 源 功 能
天花粉蛋白 瓜娄 引产
蓖麻毒蛋白 蓖麻籽 抗癌
胰蛋白酶抑制剂 大豆 治疗胰腺炎
木瓜蛋白酶 木瓜汁 促消化 消炎
辣根过氧化物酶 辣根 诊断试剂
超氧化物歧化酶 沙棘 消除自由基
麦芽淀粉酶 麦芽 助消化
脲酶 刀豆 分解尿素
⒊植物糖类药物
⑴单糖类：葡萄糖、果糖、核糖、
维生素C、木糖醇、山梨醇、甘
露醇等。
⑵聚糖类： 蔗糖、麦芽糖、淀粉、
纤维素、人参多糖、黄芪多糖等。
⑶糖的衍生物：葡萄糖-6-磷酸等
⒋植物脂类药物
⑴脂肪和脂肪酸类：
亚油酸、亚麻酸
⑵磷脂类：大豆磷脂
⑶固醇类：β谷固醇、豆固醇等
一、海洋生物药物的研究进展
二、海洋生物及海洋生物药物 的种类与用途
⒈ 海藻
⒉ 腔肠动物
⒊ 节肢动物
⒋ 软体动物
⒌ 棘皮动物
⒍ 鱼类
⒎ 爬行动物
⒏ 海洋哺乳动物
⒐ 其它