重組人胰島素和重和生長(zhǎng)激素的生產(chǎn)工藝課件

1、重組人胰島素和重和生長(zhǎng)激素的生產(chǎn)工藝課件重組人胰島素和重和生長(zhǎng)激素的生產(chǎn)工藝課件重組人胰島素 定義： 胰島素是由胰島細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。 胰島素的生物合成 胰島素合成的控制基因在第11對(duì)染色體短臂上。在細(xì)胞的細(xì)胞核中，胰島素基因區(qū)DNA向mRNA轉(zhuǎn)錄，mRNA從細(xì)胞核移向細(xì)胞漿的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，轉(zhuǎn)譯成由109個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的前胰島素原。前胰島素原經(jīng)過(guò)蛋白水解作用除其前肽，生成86個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)肽鏈胰島素原（Proinsulin）。胰島素原隨細(xì)胞漿中的微泡進(jìn)入高爾基體，經(jīng)蛋白水解酶的作用，切去31、32、60三個(gè)精氨酸連接的鏈，斷鏈生成

2、沒(méi)有作用的C肽，同時(shí)生成胰島素，分泌到細(xì)胞外，進(jìn)入血液循環(huán)中。未經(jīng)過(guò)蛋白酶水解的胰島素原，生物活性?xún)H有胰島素的10%。 結(jié)構(gòu)： 胰島素由A、B兩個(gè)肽鏈組成。A鏈有11種21個(gè)氨基酸，B鏈有15種30個(gè)氨基酸，共26種51個(gè)氨基酸組成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四個(gè)半胱氨酸中的巰基形成兩個(gè)二硫鍵，使A、B兩鏈連接起來(lái)。此外A鏈中A6(Cys)與A11(Cys)之間也存在一個(gè)二硫鍵。 重組人胰島素 定義：豬胰島素牛胰島素賴(lài)脯人胰島素（禮來(lái)公司、速效Ins） 門(mén)冬胰島素 （諾和諾德公司、速效Ins ） 甘精胰島素 (安萬(wàn)特公司、長(zhǎng)效Ins)人胰島素原B30

3、 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29B28 A21 ;B31 ;B32 豬胰島素人胰島素原B30 3D Structure of Insulin胰島素二聚體（dimer）胰島素六聚體（hexamer ）3D Structure of Insulin胰島素二聚體（Ins的性質(zhì) Ins的性質(zhì) 胰島素的功能 胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。藥理作用 治療糖尿病、消耗性疾病。目前臨床使用的胰島素來(lái)源 1、動(dòng)物胰島素：從豬和牛的胰腺中提取，兩者藥效相同，但與人胰島素相比，豬胰島素中有1個(gè)氨基酸不同，牛胰島素中有3個(gè)氨基酸不同，因而易產(chǎn)生抗體。 2、

4、半合成人胰島素：將豬胰島素第30位丙氨酸，置換成與人胰島素相同的蘇氨酸，即為半合成人胰島素。 3、重組人胰島素（現(xiàn)階段臨床最常使用的胰島素）：利用生物工程技術(shù)，獲得的高純度的生物合成人胰島素，其氨基酸排列順序及生物活性與人體本身的胰島素完全相同。胰島素的功能1921年-從動(dòng)物胰腺中提取出胰島素，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)胰島素治療的歷史。1926年-重結(jié)晶胰島素1930s-傳統(tǒng)中、長(zhǎng)效動(dòng)物胰島素1970s-單峰胰島素和 單組分胰島素 70年代末-半合成胰島素1982年-采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)的人胰島素正式上市。90年代至今-重組人胰島素類(lèi)似物成功研發(fā)上市，包括超短效和長(zhǎng)效人胰島素類(lèi)似物。 1921年-從動(dòng)物胰腺

5、中提取出胰島素，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)胰島素動(dòng)物來(lái)源的胰島素（28種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)ILETIN I LILLY NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN NOVO NORDISK INC ILETIN II LILLY PROTAMINE ZINC & ILETIN I (BEEF-PORK) LILLY INSULIN NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II LILLY INSULIN INSULATARD NPH NORDISK NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND I

6、LETIN II (PORK) LILLY INSULIN NORDISK MIXTARD (PORK) NOVO NORDISK INCPROTAMINE ZINC INSULIN BRISTOL MYERS SQUIBB LENTARD NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II LILLY LENTE NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II (PORK) LILLY LENTE ILETIN II LILLY REGULAR PURIFIED PORK INSULIN NOVO NORDISK INC LENTE ILETIN II

7、 (PORK) LILLY REGULAR INSULIN NOVO NORDISK INCLENTE INSULIN NOVO NORDISK INC SEMILENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN I (BEEF-PORK) LILLY SEMILENTE INSULIN NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II LILLY ULTRALENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II (PORK) LILLY ULTRALENTE INSULIN NOVO NORDISK INCNPH INSULIN NOVO NOR

8、DISK INC VELOSULIN NOVO NORDISK INC 動(dòng)物來(lái)源的胰島素（28種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)I半合成來(lái)源的胰島素（5種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)INSULATARD NPH HUMAN NOVO NORDISK INC MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS NOVOLIN 70/30 NOVO NORDISK INCNOVOLIN L NOVO NORDISK INCNOVOLIN N NOVO NORDISK INC半合成來(lái)源的胰島素（5種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)INSULATAR基因重組來(lái)源的胰島素（27種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企

9、業(yè)APIDRA SANOFI AVENTIS US LANTUS SANOFI AVENTIS US EXUBERA PFIZER LEVEMIR Novo Nordisk HUMALOG LILLY MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS HUMALOG MIX 50/50 LILLY NOVOLIN 70/30 Novo NordiskHUMALOG MIX 75/25 LILLY NOVOLIN L NOVO NORDISK INC HUMALOG PEN LILLYNOVOLIN N NOVO NORDISK INC HUMULIN 50/50 LILLY N

10、OVOLIN R NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 LILLY NOVOLIN R（Purified）NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 PEN LILLYNOVOLOG NOVO NORDISK INC HUMULIN BR LILLYNOVOLOG MIX 70/30 NOVO NORDISK INC HUMULIN L LILLYVELOSULIN BR NOVO NORDISK INC HUMULIN N LILLYVELOSULIN BR HUMANNOVO NORDISK INC HUMULIN R LILLYHUMULIN U

11、 LILLYHUMULIN R PEN LILLY基因重組來(lái)源的胰島素（27種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企通化東寶 1998年12月研制出中國(guó)第一支基因重組胰島素“甘舒霖” 甘舒霖 R- 常規(guī)重組人胰島素注射液 甘舒霖 N- 低精蛋白重組人胰島素注射液 甘舒霖 30R- 30/70混合重組人胰島素注射液 （ 30%常規(guī)重組人胰島素和70%低精蛋白重組人胰島素）深圳科興 蘇泌啉- 常規(guī)重組人胰島素注射液 蘇泌啉恩- 低精蛋白重組人胰島素注射液 徐州萬(wàn)邦 萬(wàn)邦林- 常規(guī)重組人胰島素注射液 萬(wàn)蘇林豬胰島素制劑胰島素國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊(cè)證） -南京新天生物化學(xué)制藥有限公司、華西醫(yī)科大

12、學(xué)制藥廠、上海第一生化 制藥廠、武漢生化制藥廠 等通化東寶胰島素國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊(cè)證）臨床用胰島素分類(lèi)普通胰島素：從動(dòng)物胰臟中提取人胰島素傳統(tǒng)中長(zhǎng)效胰島素 長(zhǎng)效人胰島素類(lèi)似物速效人胰島素類(lèi)似物非注射胰島素臨床用胰島素分類(lèi)普通胰島素：從動(dòng)物胰臟中提取傳統(tǒng)中長(zhǎng)效胰島素制劑 低精蛋白鋅胰島素：胰島素、魚(yú)精蛋白和鋅的結(jié)晶。 例：禮來(lái)公司， Humulin N(rDNA、大腸桿菌) 諾和諾德， Novolin N (rDNA、釀酒酵母) 胰島素鋅混懸液：精蛋白鋅胰島素與常規(guī)胰島素的混懸液 例：禮來(lái)公司， Humulin 30/70 (30%常規(guī)胰島素，70%精蛋白鋅胰島素) Humuli

13、n 50/50 諾和諾德， Novolin 30/70 Novolin 50/50缺陷：作用時(shí)間少于24小時(shí)作用峰值明顯，夜間低血糖危險(xiǎn)性高吸收不穩(wěn)定結(jié)霜現(xiàn)象，由于溫度過(guò)冷或過(guò)熱導(dǎo)致胰島素再玻璃瓶壁沉淀，喪失活性傳統(tǒng)中長(zhǎng)效胰島素制劑速效胰島素特點(diǎn)：起效快，皮下注射后15分鐘起效。 達(dá)峰快，注射后15分鐘起效，3060分鐘達(dá)到藥效高峰。藥效維持時(shí)間短，大約在3小時(shí)左右（24小時(shí)）。 藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)與進(jìn)餐后人體內(nèi)源性胰島素分泌十分相似，能夠很好地控制當(dāng)餐后血糖而且不容易發(fā)生低血糖。起效時(shí)間 達(dá)峰時(shí)間峰持續(xù)時(shí)間 作用消除時(shí)間常規(guī)皮下Ins: 30-90min1.5-2.5h 2-4h6-8h生理In

14、s：0-20min30-45min2-3h3-4h速效胰島素特點(diǎn)： 藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)與進(jìn)餐后人體內(nèi)源性 Lispro （賴(lài)脯胰島素 ，Humalog ）是第一個(gè)用于臨床的速效胰島素類(lèi)似物,由美國(guó)禮來(lái)公司研制生產(chǎn)，將人胰島素的B28與B29位的氨基酸對(duì)換。 Aspart（門(mén)冬胰島素，Novolog ）由丹麥諾和諾德公司研制生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)與人胰島素的區(qū)別在于用天冬氨酸取代了B鏈28位上的脯氨酸。APIDRA （賴(lài)谷胰島素，Apidra ）安萬(wàn)特公司研制，以賴(lài)氨酸和谷氨酸分別取代了人胰島素B3位的天冬氨酸和B29位的賴(lài)氨酸。 Lispro （賴(lài)脯胰島素 ，Humalo長(zhǎng)效胰島素-人胰島素類(lèi)似物1. 甘精胰

15、島素（ glargine ）： 商品名Lantus-甘氨酸替代胰島素A鏈21位門(mén)冬氨酸、并在B鏈末端增加兩 個(gè)精氨酸。 使胰島素結(jié)合更多帶正電的氨基酸殘基，改變等電點(diǎn)，使等電點(diǎn)由5.4上升至中性。這樣，胰島素類(lèi)似物在酸性條件下可溶，在生理的近中性條件下結(jié)晶。2. Insulin Detemir：商品名Levemir -胰島素B鏈29位賴(lài)氨酸側(cè)鏈通過(guò)?；B接一個(gè)N-16-烷基 酸的14碳游離脂肪酸該游離脂肪酸能與白蛋白結(jié)合，延緩與胰島素受體結(jié)合，從而延長(zhǎng)其半衰期。 長(zhǎng)效胰島素-人胰島素類(lèi)似物1. 甘精胰島素（ glargiInsulin Detemir（Levemir ）諾和諾德公司研制 gl

16、argine （Lantus）安萬(wàn)特公司研制Insulin Detemir glargine （Lant胰島素肺部吸入制劑-Exubera輝瑞、萬(wàn)安特以及Nektar 共同研發(fā)于2006.1.27被FDA批準(zhǔn)一種作用快的胰島素干粉吸入劑適用于餐前給藥，其胰島素吸收具有速效化的特征胰島素肺部吸入制劑-Exubera輝瑞、萬(wàn)安胰島素制備工藝 以動(dòng)物胰臟為原料提取胰島素 -酸醇提取法 傳統(tǒng)胰島素-豬、牛胰臟提取，只經(jīng)一步重結(jié)晶 單峰胰島素-凝膠過(guò)濾純化 單組分胰島素-凝膠過(guò)濾、離子交換純化 半合成胰島素-以豬胰島素為原料，酶修飾后得到人胰島素重組DNA技術(shù)生產(chǎn)人胰島素 AB鏈合成：分別表達(dá)AB鏈，化

17、學(xué)方法連接 逆轉(zhuǎn)錄法：表達(dá)胰島素原，酶切得到重組人胰島素胰島素制備工藝 以動(dòng)物胰臟為原料提取胰島素 半合成胰島素重組重組DNA技術(shù)制造人胰島素 AB鏈合成法：以人工合成的人胰島素A鏈和B鏈基因分別與半乳糖苷酶基因連接，形成融和基因，分別在大腸桿菌中表達(dá)A鏈和B鏈，然后再通過(guò)化學(xué)氧化作用，通過(guò)二硫鍵連接起來(lái)。已被淘汰反轉(zhuǎn)錄酶法：仿照天然合成途徑 通過(guò)胰島素原的cDNA合成，表達(dá)產(chǎn)物是胰島素原，經(jīng)工具酶切開(kāi)，除去C-肽得人胰島素。重組DNA技術(shù)制造人胰島素 AB鏈合成法：以人工合成的人胰島Ins A鏈Ins B鏈轉(zhuǎn)化大腸桿菌發(fā)酵A鏈B鏈純化二硫鍵活性胰島素AB鏈合成人胰島素Ins A鏈Ins B鏈轉(zhuǎn)化大腸桿菌發(fā)酵A鏈B鏈純化二硫鍵活質(zhì)粒Ins mRNA反轉(zhuǎn)錄Ins cDNA轉(zhuǎn)化大腸桿菌PCR連接胰島素原活性胰島素二硫鍵酶切 提取質(zhì)粒限制性?xún)?nèi)切酶酶切 反轉(zhuǎn)錄酶法合成人胰島素質(zhì)粒Ins mRNA反轉(zhuǎn)錄Ins cDNA轉(zhuǎn)化大腸桿菌PCR破碎菌體 包含體 尿素溶解 復(fù)性