轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)胰島素

轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)胰島素主講人：組員：1精選ppt2精選ppt胰島素和諾貝爾獎(jiǎng)1921年，加拿大醫(yī)生班廷(Banting)和他的助手從狗的胰腺中提取胰島素。1922年第一次使用從牛胰腺中提取出來的胰島素并應(yīng)用于治療糖尿病，1923年，班廷被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，從發(fā)現(xiàn)到獲獎(jiǎng)，時(shí)間不到兩年，創(chuàng)造了諾獎(jiǎng)史上“前無古人、后無來者〞的最短記錄。

英國生物化學(xué)家桑格在1955年將胰島素的氨基酸序列完整地定序出來，獲得了1958年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。中國在1965年完成了結(jié)晶牛胰島素的人工合成。3精選ppt研究目的及意義中國目前糖尿病患者數(shù)達(dá)1.14億，全球的1/3。糖尿病的病因是胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，所以最常用的治療方法就是以注射胰島素的方式補(bǔ)充人體內(nèi)胰島素。一開始胰島素都是從狗、豬、牛等家畜的胰腺中提取而得，但是，每噸動(dòng)物胰腺中能提取的胰島素不到5克，產(chǎn)量太低。人工合成的胰島素略微緩解全世界緊迫的需求，但是價(jià)格依然高昂，普通人無力承擔(dān)。如何批量、廉價(jià)的生產(chǎn)胰島素？方法就是“轉(zhuǎn)基因〞。將人類胰島素基因?qū)爰?xì)菌〔或真菌〕中，如大腸桿菌或酵母菌，然后大量繁殖細(xì)菌，收集細(xì)菌所分泌的“人胰島素〞。由于細(xì)菌的繁殖呈指數(shù)級(jí)增長，一個(gè)轉(zhuǎn)基因細(xì)菌在短短幾小時(shí)后就能產(chǎn)生上百萬的后代，這意味著人們能夠以很低的本錢獲得幾乎無限量的人胰島素。通過該項(xiàng)技術(shù)全球大多數(shù)糖尿病人才得到了很好的胰島素治療。4精選ppt胰島素結(jié)構(gòu)胰島素含有三對(duì)二硫鍵，其中兩對(duì)二硫鍵在A鏈和B鏈之間形成，另一對(duì)二硫鍵在A鏈上。5精選ppt合成方法長期以來，人們已開發(fā)了多種大腸桿菌工程菌，但具有代表性和實(shí)用型的構(gòu)建方案主要有以下三種。AB鏈分別表達(dá)法兩種工程菌分別合成β-半乳糖苷酶—人胰島素A鏈、β-半乳糖苷酶—人胰島素B鏈兩種融合蛋白。以2：1的分子比混合后進(jìn)行體外化學(xué)折疊。人胰島素原表達(dá)法將人胰島素原逆轉(zhuǎn)錄DNA〔cDNA〕編碼序列克隆在β-半乳糖苷酶基因的下游，胰島素原能形成天然的空間構(gòu)象，為3對(duì)二硫鍵的正確配對(duì)提供了良好的條件，使得體外折疊率高達(dá)80％以上。AB鏈同時(shí)表達(dá)法將人胰島素的A鏈和B鏈編碼序列拼接在一起，然后組裝在大腸桿菌β—半乳糖苷酶基因的下游。采用相應(yīng)的裂解方法獲得A鏈和B鏈肽段，最終通過體外化學(xué)折疊制備具有活性的重組人胰島素。6精選ppt最新研究成果第三代胰島素速效胰島素：新型超短效胰島素，吸收和起效時(shí)間更快，患者不再受到“提前30分鐘〞的制約，使用胰島素更加靈活方便，大大減少了漏用或重復(fù)用藥的潛在風(fēng)險(xiǎn)。長效胰島素：就是通過對(duì)人胰島素的加工和修飾，使其穩(wěn)定、緩慢發(fā)揮作用，從而實(shí)現(xiàn)“打一針，管一天〞的治療效果。并且和既往的精蛋白結(jié)合胰島素相比，具有作用時(shí)間更長、療效更穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。7精選ppt國際市場(chǎng)供不應(yīng)求雖然轉(zhuǎn)基因技術(shù)的長期、廣泛使用已經(jīng)使胰島素的價(jià)格降得非常低，但是由于患者需要每天注射，所以需求量非常大，仍舊有供不應(yīng)求的趨勢(shì)。中國的一位普通糖尿病患者，一個(gè)月使用胰島素需要花費(fèi)幾百元。

全球已確診的糖尿病人總數(shù)有3.2億人，按比例推算，國際市場(chǎng)胰島素原料藥年需求量約在120～130噸。但實(shí)際上，全球胰島素總產(chǎn)量只有40噸左右，可見這一市場(chǎng)的增長空間十分巨大。8精選ppt開展前景為了進(jìn)一步提高胰島素產(chǎn)量，降低胰島素價(jià)格，現(xiàn)在將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入植物中的技術(shù)正在被開發(fā)。加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高產(chǎn)油料作物——紅花作為轉(zhuǎn)基因植物“平臺(tái)〞，成功生產(chǎn)出“紅花子來源人胰島素〞〔代號(hào)SBS－1000〕，其藥代動(dòng)力學(xué)與藥效學(xué)試驗(yàn)結(jié)果與美國禮來利用大腸桿菌表述胰島素基因生產(chǎn)的重組DNA人胰島素根本一樣。理論上，每公頃紅花田可生產(chǎn)出1公斤人胰島素原料藥。受到SembioSys公司的鼓舞，加拿大渥太華大學(xué)生物技術(shù)研究中心的科研人員也利用另兩種高產(chǎn)作物——煙草和水稻植株生產(chǎn)出了一種名為“胰島素樣生長因子〞〔ILGF〕的新型降血糖藥物。據(jù)稱，ILGF的降糖效果甚至優(yōu)于常規(guī)口服降糖藥。如果ILGF能通過臨床試驗(yàn)并成功上市，或?qū)⒊蔀榍熬翱善诘膰H醫(yī)藥市場(chǎng)暢銷產(chǎn)品。9精選ppt參考文獻(xiàn)酵母表達(dá)基因工程產(chǎn)物不均一性分析及其對(duì)策王洪海，高卜渝-?中國科學(xué):化學(xué)?-1994-被引量:42畢赤酵母高效電轉(zhuǎn)化方法的探討張艷，楊清武，呂鳳林-?中國修復(fù)重建外科雜志?-2002-被引量:15胰島素原的根底和臨床研究駱天紅-?國際內(nèi)分泌代謝雜志?-1995-被引量:15人胰島素原類似物(BKRA)基因的合成與表達(dá)房德興，王永山-?中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)?-1998-被引量:12單鏈胰島素前體在酵母中的分泌表達(dá)及其轉(zhuǎn)變成人胰島素朱尚權(quán)，徐明華，許英鎬，...-?中國科學(xué):生命科學(xué)?-1997-被引量:10人胰島素原類似物(BKRA)基因三聯(lián)體的構(gòu)建與表達(dá)房德興，周宗安，翟春生，...-?藥物生物技術(shù)?-1999-被引量:10重組單鏈胰島素的連接肽與其生物功能的關(guān)系黃一丁，梁鎮(zhèn)和，馮佑民-?中國科學(xué):