藥物研究生物化學(xué)基礎(chǔ)

1、關(guān)于藥物研究的生物化學(xué)基礎(chǔ)第一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 生物藥物制造的生物化學(xué)基礎(chǔ)一、生物藥物制備方法的特點(diǎn)（1）目的物存在于組成非常復(fù)雜的生物材料中（2）目的物在生物材料中含量極微（3）生物活性成分離開(kāi)生物體后，易變性破壞（4）生物藥物制造工藝設(shè)計(jì)理論性不強(qiáng)（5）生物制藥工藝多采用“逐級(jí)分離”法（6）生物藥物的均一性檢測(cè)與化學(xué)上純度概念不完全相同。第二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月生物藥物分離的主要原理：1. 根據(jù)不同組分分配率的差別進(jìn)行分離 萃取 分配層析 吸附層析 鹽析 結(jié)晶第三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 根據(jù)生物大分子的特性根據(jù)分

2、子形狀和分子大小不同： 差速離心、超離心、膜分離透析、超濾、凝膠過(guò)濾根據(jù)分子電離性質(zhì)（帶電性）不同： 離子交換法、電泳法、等電聚焦法根據(jù)分子極性大小與溶解度不同： 溶液提取法、逆流分配法、分配層析法、鹽析法根據(jù)配基特異性不同 親和層析法第四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、生物合成技術(shù) 生物合成是利用生物細(xì)胞的代謝反應(yīng)（更多的是利用微生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)）來(lái)合成化學(xué)方法難于合成的藥物或藥物中間體。第五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物轉(zhuǎn)化反應(yīng): 是利用微生物的代謝作用來(lái)進(jìn)行某些化學(xué)反應(yīng)，確切地說(shuō)就是利用微生物代謝過(guò)程中某種酶對(duì)底物進(jìn)行催化反應(yīng)，以生成所需要的活性物質(zhì)。第六張，

3、PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 半合成藥物是指一個(gè)藥物其部分結(jié)構(gòu)由天然資源得到，然后用化學(xué)合成法制得最終產(chǎn)品或應(yīng)用微生物轉(zhuǎn)化將化學(xué)合成的中間產(chǎn)物，通過(guò)某些生物合成步驟來(lái)解決藥物合成中難于進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，從而獲得最終有效化合物。第七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、生物技術(shù) 生物技術(shù)（biotechnology）又稱(chēng)生物工程（bioengineering），是利用生物有機(jī)體（動(dòng)物、植物和微生物）或其組成部分（包括器官、組織、細(xì)胞或細(xì)胞器等）發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。第九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 基因工程

4、細(xì)胞工程 酶工程 發(fā)酵工程 生物技術(shù) 第十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月重組DNA技術(shù)（基因工程）基本原理：目的基因的獲取重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因與載體的拼接克隆載體的選擇和構(gòu)建重組體的篩選工程菌（或細(xì)胞）的大量培養(yǎng)與目的蛋白的生產(chǎn) 第十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）目的基因的獲取1. 化學(xué)合成法要求：已知目的基因的核苷酸序列或其產(chǎn)物的氨基酸序列 。2.基因組DNA文庫(kù)(genomic DNA library)3. cDNA文庫(kù)(cDNA library)4. 聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction, PCR) 第十二張，PPT共

5、六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）基因載體的選用定義為攜帶目的基因，實(shí)現(xiàn)其無(wú)性繁殖或表達(dá)有意義的蛋白質(zhì)所采用的一些DNA分子。常用載體質(zhì)粒DNA噬菌體DNA病毒DNA第十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月載體的選擇標(biāo)準(zhǔn)能自主復(fù)制；具有兩個(gè)以上的遺傳標(biāo)記物，便于重組體的篩選和鑒定；有克隆位點(diǎn)（外源DNA插入點(diǎn)），常具有多個(gè)單一酶切位點(diǎn)，稱(chēng)為多克隆位點(diǎn)；分子量小，以容納較大的外源DNA。第十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)粒 (plasmid)特點(diǎn) 能在宿主細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立自主復(fù)制；帶有某些遺傳信息, 會(huì)賦予宿主細(xì)胞一些遺傳性狀。 第十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

6、月第十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(restriction endonuclease, RE)是識(shí)別DNA的特異序列, 并在識(shí)別位點(diǎn)或其周?chē)懈铍p鏈DNA的一類(lèi)內(nèi)切酶。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCC G+Bam H第十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Bam HGTCCAGGCCTAGGATCC G+GGATCCCCTAGGHindGTCGACCAGCTGGACCTG+平端切口粘端切口第十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）重組體的構(gòu)建 即外源基因與載體的連接1. 粘性末端連接方式：(1)同一限制酶切

7、位點(diǎn)連接(2)不同限制酶切位點(diǎn)連接配伍末端連接第十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Bam H切割反應(yīng) GGATCC CCTAGGT4 DNA連接酶15CGATCC GGCCTAG+目的基因用 Bam H切割載體DNA用Bam H切割重組體載體自連目的基因自連同一限制酶切位點(diǎn)連接第二十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 平端連接適用于：限制性?xún)?nèi)切酶切割產(chǎn)生的平端粘端補(bǔ)齊或切平形成的平端第二十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月目的基因載體限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶T4 DNA連接酶15C重組體載體自連目的基因 自連第二十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3

8、. 同聚物加尾連接在末端轉(zhuǎn)移酶(terminal transferase)的作用下，在DNA片段末端加上同聚物序列、制造出粘性末端，再進(jìn)行粘端連接。第二十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5335載體DNA5335目的基因限制酶或機(jī)械剪切限制酶 53 35 5 3 T(T)nT T(T)nT 35 5 3 35 5 3 A(A)nA A(A)nA 35-核酸外切酶-核酸外切酶末端轉(zhuǎn)移酶+ dATP末端轉(zhuǎn)移酶+ dTTPT(T)nTA(A)nAA(A)nA T(T)nTT4 DNA連接酶15C重組體第二十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月受體菌條件 安全宿主菌 限制酶和重組酶

9、缺陷處于感受態(tài)(competent) 導(dǎo)入方式轉(zhuǎn)化 (transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo) (transduction)（五）重組DNA導(dǎo)入受體菌第二十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）重組體的篩選 1. 重組體的表型進(jìn)行篩選 抗藥性標(biāo)記篩選、營(yíng)養(yǎng)素的依賴(lài)篩選 2. 限制酶切圖譜分析鑒定 3.利用核酸雜交技術(shù)進(jìn)行鑒定第二十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(插入失活法)抗藥性標(biāo)記選擇目 錄第二十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月組氨酸缺陷型大腸桿菌無(wú)組氨酸的培養(yǎng)基酵母咪唑甘油磷酸脫水酶基因促進(jìn)組氨酸合成DNA重組體標(biāo)志補(bǔ)救第二十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

10、022年6月重組DNA技術(shù)操作過(guò)程可形象歸納為 小 結(jié)分分離目的基因 切限制酶切目的基因與載體接拼接重組體 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入受體菌 篩篩選重組體 第二十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA重組技術(shù)的主要應(yīng)用：1.運(yùn)用DNA重組技術(shù)大量生產(chǎn)基因工程藥物。2.定向改造生物的基因結(jié)構(gòu)，構(gòu)建高產(chǎn)菌株，用于改造傳統(tǒng)制藥工業(yè)。3.用于基礎(chǔ)研究，用于基因結(jié)構(gòu)與基因組功能的調(diào)節(jié)研究，用于分子雜交等。第三十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié)藥物質(zhì)量控制的生物化學(xué)基礎(chǔ)第三十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、藥物質(zhì)量控制的常用生化分析法（一） 免疫分析法 1. 免疫擴(kuò)散法 2. 免疫

11、電泳法 3. 放射免疫測(cè)定法（RIA）4. 酶聯(lián)免疫測(cè)定法（ELISA） 就是讓抗體或抗原與酶復(fù)合物結(jié)合，然后通過(guò)顯色來(lái)檢測(cè)。第三十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二） 電泳分析法第三十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三） 酶法分析第三十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.終止反應(yīng)法2.連續(xù)測(cè)定法3.循環(huán)放大分析法第三十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、生物藥物質(zhì)量控制的生化分析方法（一） 多肽與蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的主要分析方法 1. 蛋白質(zhì)藥物的純度分析 聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE) SDS

12、毛細(xì)管電泳(CE) 等電聚焦(IEF) 高效液相色譜法 (HPLC)第三十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 多肽與蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定 使用較多的是超速離心法，凝膠層析法和SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法等。超速離心法凝膠層析法第三十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法第三十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 蛋白質(zhì)的定量測(cè)定（1） 物理性質(zhì)：紫外分光光度法，折射率法， 比濁法。（2） 化學(xué)性質(zhì)：凱氏定氮法，雙縮脲比色法， Folin-酚法，BCA法。（3） 染色性質(zhì)：考馬斯亮蘭G-250結(jié)合法、銀染、 金染。（4） 其他：熒光激發(fā)。

13、第四十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.膠體金比色法 膠體金是一種帶負(fù)電荷的疏水性膠體，加入蛋白質(zhì)后，紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，595nm處測(cè)定樣品的吸收值，計(jì)算含量。第四十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 5. 生物質(zhì)譜法： 多肽和蛋白質(zhì)的分子量可用MALDI/MS（基質(zhì)輔助激光解吸離子化質(zhì)譜法）或ESI/MS（電噴霧離子化質(zhì)譜法）直接測(cè)定，用質(zhì)譜法測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量簡(jiǎn)便，快速、靈敏、準(zhǔn)確。第四十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二） 核酸類(lèi)藥物的主要分析方法1. 紫外分光光度法 ： 測(cè)定RNA與DNA含量260nm2. 地衣酚顯色法測(cè)定RNA含量 3，5-二羥甲苯

14、3. 二苯胺法測(cè)定DNA含量第四十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三） 酶類(lèi)藥物的分析 酶類(lèi)藥物的主要質(zhì)量指標(biāo)是它的催化活力。（四） 重組DNA藥物中的可能雜質(zhì)檢查 1. 外源性DNA2. 宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)3. 二聚體或多聚體的測(cè)定4. 降解產(chǎn)物的測(cè)定第四十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié)藥理學(xué)研究的生物化學(xué)基礎(chǔ)第四十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月神經(jīng)遞質(zhì)又稱(chēng)突觸分泌信號(hào)(synaptic signal)特點(diǎn)由神經(jīng)元細(xì)胞分泌；通過(guò)突觸間隙到達(dá)下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞；作用時(shí)間較短。例如： 乙酰膽堿、去甲腎上腺素等一、藥物作用的生物化學(xué)基礎(chǔ)（一）神經(jīng)傳導(dǎo)與神經(jīng)遞

15、質(zhì)第四十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月乙酰膽堿受體功能模式圖1.受體-離子 通道型（二）受體的結(jié)構(gòu)與功能第四十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 G蛋白(guanylate binding protein)是一類(lèi)和GTP或GDP相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白，由、 三個(gè)亞基組成。有兩種構(gòu)象：非活化型；活化型2受體-G蛋白-效應(yīng)蛋白型第四十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RHACGDPGTP腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMP第四十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰島素受體insulin growth facto

16、r receptor, IGF-R 表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor, EGF-R)。第五十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4受體-轉(zhuǎn)錄因子型高度可變區(qū)位于N端，具有轉(zhuǎn)錄活性DNA結(jié)合區(qū)含有鋅指結(jié)構(gòu)激素結(jié)合區(qū)位于C端，結(jié)合激素、熱休克蛋白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄鉸鏈區(qū)第五十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（1）不同種類(lèi)的受體使用由共同組分構(gòu)成的轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)（2）在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中不同類(lèi)型的磷酸化同時(shí)起作用第五十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于202

17、2年6月（四）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與藥物研究 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的激動(dòng)劑和抑制劑是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)藥物的研究出發(fā)點(diǎn)，尤其是各種蛋白激酶的抑制劑更是被廣泛用做母體藥物進(jìn)行抗腫瘤新藥。第五十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)干擾藥物的藥效和副作用取決于：一、它所干擾的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在體內(nèi)是否廣泛存在，如果廣泛存在各細(xì)胞內(nèi)，副作用難以控制。二、藥物自身的選擇性，對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的選擇性越高，副作用越小。第五十五張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（五）藥物作用的靶酶 藥物對(duì)靶酶的作用： 調(diào)節(jié)酶量 調(diào)節(jié)酶活力第五十六張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月酶抑制劑應(yīng)用臨床的條件：（1）被抑制的靶酶所催

18、化的生化反應(yīng)與某種疾 病的發(fā)生有關(guān)，具有治療作用。（2）酶抑制劑具有特異性。（3）具有某種藥動(dòng)學(xué)特征，能到達(dá)作用部位、具有合理、可預(yù)見(jiàn)的量效關(guān)系和作用持續(xù)時(shí)間。（4）對(duì)人體毒性小，療效指數(shù)高。（5）應(yīng)符合藥品標(biāo)準(zhǔn)。第五十七張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子 1.細(xì)胞生長(zhǎng)刺激因子類(lèi) 2.細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子類(lèi)第五十八張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（七）細(xì)胞凋亡的生物化學(xué) 細(xì)胞凋亡是某些生理或病理?xiàng)l件下，細(xì)胞接受到某種信號(hào)所觸發(fā)的并按一定程序進(jìn)行的主動(dòng)、緩慢的死亡過(guò)程。 生化特征： （1）DNA片段化 （2）谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶、鈣蛋白酶激活： 如磷脂酰絲氨酸顯露

19、（3）一些特殊蛋白質(zhì)、RNA的產(chǎn)生和合成第五十九張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、新藥篩選的生物化學(xué)方法（一）放射配基受體結(jié)合法（RRA）第六十張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）酶學(xué)實(shí)驗(yàn)法 肝臟細(xì)胞色素P450系統(tǒng)（三）膜功能研究方法 1.鈣調(diào)蛋白-紅細(xì)胞膜的制備及鈣調(diào)蛋白功能測(cè)定 2.心肌細(xì)胞膜的制備與功能測(cè)定第六十一張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）生化代謝功能分析法 1.降血糖藥物實(shí)驗(yàn)法 2.調(diào)血脂藥及抗動(dòng)脈粥樣硬化藥實(shí)驗(yàn)法 3.凝血藥和抗凝血藥實(shí)驗(yàn)法（五）逆向藥理學(xué) 基因受體藥物第六十二張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、酶與藥物設(shè)計(jì)二、受體與藥物設(shè)計(jì)（一）受體介導(dǎo)的靶向藥物設(shè)計(jì)（二）藥物與受體結(jié)合的構(gòu)象分析 1同源分子法 2歸納法 3演繹法 4比較分子力場(chǎng)分析法第四節(jié) 與藥物設(shè)計(jì)有關(guān)的生物化學(xué)原理第六十三張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、藥物代謝轉(zhuǎn)化與前體藥物設(shè)計(jì) 研究藥物代謝的主要目的是確定藥物在體內(nèi)轉(zhuǎn)化的途徑，并定量地確定每一代謝途徑及其中間體的藥理活性。第六十四張，PPT共六十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、生物大分子的結(jié)構(gòu)模擬與藥物設(shè)計(jì)生物大分子結(jié)構(gòu)模擬的藥物設(shè)計(jì)有兩個(gè)熱點(diǎn)： 1應(yīng)用蛋白質(zhì)工程