多肽和蛋白质药物课件

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1、第十一章 多肽与蛋白质类药物,第一节 概述,一、多肽的结构和肽键的结构特点 1结构 一个分子-氨基酸的羧基与另一个分子-氨基酸的氨基之间脱水形成的酰胺键称为肽键，所得到的化合物称为肽，最简单的肽是由两个氨基酸组成，称为二肽，其中含有一个肽键。,2 分类,寡肽：由10个以下氨基酸组成的肽称为寡肽。有二肽、三肽、四肽之别。,按国际药学界通行的分类法，通常由10100氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫多肽，它们的分子量低于10，000Da（Dalton，道尔顿）也有文献把由210个氨基酸组成的肽称为寡肽（小分子肽）；1050个氨基酸组成的肽称为多肽；由50个以上的氨基酸组成的肽就称为蛋白质。,3、蛋白

2、质的基本结构形式： 多肽链 (NHCHCONHCHCO) 多肽链的方向性：从N末端指向C末端。,血红蛋白结构,二、蛋白质的代谢可以用氮平衡表示,摄入食物的含氮量与排泄物中的含氮量之间的关系。 氮总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人） 氮正平衡：摄入氮排出氮（儿童、孕妇） 氮负平衡：摄入氮排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）,氮平衡的意义,可以间接反映体内蛋白质代谢的概况。 常用的蛋白质的测定方法 凯氏定氮法通过测定含氮量乘以6.25来估算蛋白质的含量,三聚氰胺含氮量为66.6% 蛋白质中含氮量平均为16%。,实验证明，健康成年人每天需补充食物蛋白质3045g，才能保持氮的总平衡。这就是蛋白质的最小生理需

3、要量。,第二节 多肽药物的制备,一、概述 活性多肽是生化药物中非常活跃的一个领域，生物体内已知的活性多肽主要是从内分泌腺、组织器官、分泌细胞和体液中产生或获得的。 定义：以多肽激素和多肽类生长调节因子为主的一大类内源性活性物质。,研究活性多肽结构与功能的关系及活性多肽之间结构的异同与其活性的关系，将有助于设计和研制新的活性多肽药物。,蛋白结构模拟预测H5型禽流感病毒保守中 和表位及其抗病毒多肽的初步设计,多肽药物的种类,1、多肽激素 2、多肽类细胞生长调节因子 3、含有多肽成分的其他生化药物,1、多肽激素,（1）脑垂体多肽激素 促皮质素（ACTH），促黑激素MSH ,催产素，加压素 （2）下丘

4、脑激素 促甲状腺激素释放激素，抑制激素，促性腺激素释放激素 （3）甲状腺激素 甲状旁腺激素，降钙素 （4）胰岛激素 胰高血糖素，胰解痉多肽 （5）胃肠道激素 胃泌素，胆囊收缩素，肠泌素，肠血管活性肽，抑胃肽，缓激肽，P物质 （6）胸腺激素 胸腺素，胸腺肽，胸腺血清因子,促黑激素MSH,MSH主要作用于黑色素细胞。体内黑色素细胞分布于皮肤及毛发、眼球虹膜色素层及视网膜色素层、软脑膜。皮肤黑色素细胞位于表皮与真皮之间，胞浆内的黑色素小体内含酪氨酸酶，可促进酪氨酸转变为黑色素、MSH作用主要为激活酪氨酸酶，并促进酪氨酸酶合成，从而促进黑色素合成，使皮肤及毛发颜色加深 。,甲状腺激素：提高神经兴奋性和

5、身体发育作用。,地方性甲状腺肿 甲亢 地方性克汀病病人（呆小症）,2、多肽类细胞生长调节因子 表皮生长因子，转移因子，心钠素 3、含有多肽成分的其它物质 妇血宁，蛇毒，胚胎素，助应素,蛇毒是毒蛇从毒腺中分泌出来的一种液体，主要成份是毒性蛋白质，约占干重的90%至95%。 蛇毒的治癌作用 中国医科大学蛇毒研究室试图从辽宁大连蛇岛产的蝮蛇毒中找到能抑制肿瘤生长有效成分，开展了蛇岛蝮蛇的原毒与分离毒对比抑制肿瘤试验,9个不同浓度的蛇毒对小鼠肉瘤均有不同程度的抑制作用,抑瘤率有的高达87.1%.,二、主要多肽类药物的制备 （一）胸腺激素（Thymus hormones） 胸腺是一个激素分泌器官，对免疫

6、功能有多方面的影响。胸腺激素可以促进T细胞的前身细胞的分化、发育、成熟为T细胞。,1、胸腺素（Thymosin） 胸腺肽组分5(Thymosin fraction 5,TF5). 胸腺激素制剂总的说来都与调节免疫功能有关。 （1）结构和性质 是由在80热稳定的4050种多肽组成的混合物，分子量在100015000之间，等电点在3.59.5之间。 为了便于不同实验室对这些多肽的鉴别和比较，根据它们的等电点以及在等电聚焦分离时的顺序而命名。共分三个区域： 区包括等电点低于5.0的组分， 区包括等电点在5.07.0之间的组分， 区则指其等电点在7.0以上者（此区内组分很少）。对分离的多肽进行免疫活性

7、测定，有活性的称为胸腺素。,（2）生产工艺： 工艺路线,（3）活力测定,E-玫瑰花结升高百分数不得低于10%，分子量在15000以下。 T淋巴细胞表面有针对绵羊红细胞（SRBC）的特异性受体，称为E受体。在一定的实验条件下，SRBC与T细胞表面的受体结合，形成以T细胞为中心，四周环绕SRBC，状如玫瑰花的细胞集团，故名E玫瑰花结。 玫瑰花结试验是体外检测人和动物细胞免疫功能的一种方法。E玫瑰花结试验是T淋巴细胞计数的一种重要方法。,（二）促皮质激素 （ACTH）促肾上腺皮质激素 1结构和性质: 垂体包括腺垂体和神经垂体，可分泌多种激素。 促皮质激素是从垂体前叶提取出来的一种多肽激素。易溶于水，

8、等电点为6.6。在干燥和酸性溶液中较稳定，虽经100加热，但活力不减；在碱性溶液中容易失活。能溶解于70%的丙酮或70的乙醇中。,ACTH为39个氨基酸组成的直链多肽，种属差异仅仅表现在第2533位上。ACTH的24肽即124位的片段（ACTH 124）具有全部活性。这是因为ACTH的第24位氨基酸之后的部分，不参与同受体的作用，它仅维持整个多肽结构的稳定性。 ACTH可被胃蛋白酶部分水解，但仍有活力，ACTH在溶液中存在着高度的 螺旋。,作用与用途 ACTH能维持肾上腺皮质的正常功能，促进皮质激素的合成和分泌。,2、生产工艺 （1）工艺路线：,（2）工艺过程： 提取 分离 精制 CMC（羧甲

9、基纤维素 弱酸） 717阴离子交换树脂处理色、热原、负离子 梯度洗脱。,（三）降钙素（Calcitonin， CT） 1、结构和性质 降钙素是一种调节血钙浓度的多肽激素，由甲状腺内的滤泡旁细胞（C细胞）分泌。是由32个氨基酸残基组成的单链多肽，降钙素肽链的脯氨酸端与生物活性有密切的关系，去掉脯氨酸则失活。降钙素分子量约3500。,物理性质：溶于水和碱性溶液，不溶于丙酮、乙醇、氯仿、乙醚、苯、异丙醇及四氯化碳等，难溶于有机酸。水溶液中27 可保存7天。 降钙素在人及哺乳动物体内，主要存在于甲状腺、甲状旁腺、胸腺和肾上腺等组织中，鱼类则在鲑、鳗、鳟等的终鳃体里含量较多。各种不同动物来源的降钙素，氨

10、基酸排列顺序有些差异。,降钙素的主要功能是降低血钙。由于降钙素有抑制破骨细胞活力的作用，所以能抑制骨盐的溶解吸收，从而阻止钙从骨中释出。 血钙平衡：血钙高可促使降钙素分泌增加，使血钙降低，血钙低时可促使甲状旁腺素分泌增加而使血钙升高，两者互相制约，共同维持。,2、生产工艺 制造降钙素的原料主要有猪甲状腺和鲑、鳗的心脏或心包膜。用化学合成和基因工程技术制备降钙素已获成功。 工艺路线：,提取、分离、精制 制丙酮粉、离心与过滤（工业考虑）、离子洗脱分离。,总结 思考题 1、多肽类药物的分类 2、胸腺素组分5的提取过程。,第二节 蛋白质类药物,一、主要蛋白质类药物有以下几种： 1.蛋白质激素 （1）垂

11、体蛋白激素 生长素，催乳素，促甲状腺素，促黄体生成激素，促卵泡激素 （2）促性腺激素 人绒毛膜促性腺激素，绝经尿促性腺激素，血清促性腺激素 （3）其他蛋白质激素：胰岛素及其它激素,生长素,2.血浆蛋白质 白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血纤蛋白等 3.蛋白质类细胞生长调节因子 干扰素等 4.粘蛋白 胃膜素，硫酸糖肽，内在因子 5.胶原蛋白 明胶，阿胶,阿胶,本品为马科动物驴Equus asinus L.及其他驴皮经煎煮浓缩制成的固体胶。,6.碱性蛋白 硫酸鱼精蛋白 7.蛋白酶抑制剂 胰蛋白酶抑制剂，大豆胰蛋白酶抑制剂 8.植物凝集素 PHA， ConA,胰蛋白酶抑制剂,二、主要蛋白质类药物的制备 （一

12、）白蛋白（Albumin） 1、结构和性质 白蛋白又称清蛋白，是血浆中含量最多的蛋白质，约占总蛋白的55。同种白蛋白制品无抗原性。主要功能是维持血浆胶体渗透压。 白蛋白为单链，由575个氨基酸残基组成，分子量为65000，pI4.7，沉降系数（S20，w）4.6，电泳迁移率5.92。可溶于水和半饱和的硫酸铵溶液中，一般当硫酸铵的饱和度为60以上时析出沉淀。,性质： 对酸较稳定。受热后可聚合变性，但仍较其他血浆蛋白质耐热，蛋白质的浓度大时热稳定性小。在白蛋白溶液中加入氯化钠或脂肪酸的盐，能提高白蛋白的热稳定性。 利用这种性质，使白蛋白与其他蛋白质分离。,人血丙种球蛋白即免疫球蛋白是一类主要存在于

13、血浆中、具有抗体活性的糖蛋白。对血清进行电泳后发现，抗体成分存在于和球蛋白部分，故通称为免疫球蛋白（Ig）。免疫球蛋白约占血浆蛋白总量的20%，除存在于血浆中外，也少量地存在于其他组织液、外分泌液和淋巴细胞的表面。具有被动免疫作用，可用于预防流行性疾病如病毒性肝炎、脊髓灰质炎、风疹、水痘和丙种球蛋白缺乏症。,2、生产工艺 （1）工艺路线：,（2）工艺过程： 提取、分离、精制 利凡诺沉淀 弱酸性，氯化钠 超滤器浓缩 热处理，灭活病毒 除菌（过滤）。,质量检验,白蛋白的质量检验 性状:淡黄色略带粘稠状的澄清液体或白色疏松物体， pH=6.67.2 溶解时间：15min 水分：1min 白蛋白含量：

14、不低于本品规格 纯度：白蛋白含量应占蛋白含量的95%以上；残余硫酸 铵含量0.01%；无菌试验、安全试验、毒性试验、热 原试验符合标准,人血丙种球蛋白的质量检验 性状：无色或淡褐色的澄明液体，微带乳光，不含异物或 摇不散的沉淀，pH=6.67.4 含量：丙种球蛋白含量应占蛋白质含量的95%以上 稳定性：在57加热4h不得出现结冻现象或絮状物 防腐剂含量：酚含量0.25%，硫柳贡0.005% 固体总量：制品中固体总量百分数与蛋白质含量百分数之差不得大于2% 残余硫酸铵含量：0.1% 其他:无菌试验、防腐剂试验、安全试验、热原试验应符合规定,（二）、干扰素(interferon, IFN),1.性

15、质 细胞因子中的一个家族，以干扰病毒复制而得名。根据产生细胞不同可分为干扰素、干扰素和干扰素三类。干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒的复制 。,作用与用途,由于干扰素的抗病毒作用，抗细胞分裂及免疫调节作用，可用于： （1）病毒性疾病 普通感冒，疱疹性角膜炎，带状疱疹，水痘、慢性活动性乙型肝炎。 （2）恶性肿瘤 成骨肉瘤，乳腺癌，多发性骨髓瘤，黑色素瘤、淋巴瘤、白血病等 （3）由于病毒引起的良性肿瘤可控制疾病发展。,上海生物制品研究所 北京三元基因工程有限公司 长春海伯尔生物技术有限责任公司 深圳科兴生物

16、工程有限公司 哈药集团生物工程有限公司 天津华立达生物工程有限公司 沈阳三生制药有限责任公司 安徽安科生物工程(集团)股份有限公司 ,二、干扰素生产企业,人白细胞,启动诱生 人干扰素,37，12h,启动白细胞,正式诱生 仙台病毒,37，12h,白细胞培养物,离心分离,2500rpm,粗制干扰素,KSCN处理 HCl,pH3.5,沉淀1,乙醇除杂,5 ,上清液1,二次酸除杂蛋白 HCl,pH5.55.8,上清液2,沉淀分离 NaOH,pH8.0,沉淀2,KSCN处理 PBS，,pH5.2,上清液3,酸沉淀 HCl,pH3.0,沉淀3,溶解 PBS，NaOH,pH7.07.5,溶解液,透析,透析液,干扰素,2.传统生产工艺,人白细胞 1）分离灰黄层 取献血者血液（每份400ml）采入含抗凝血剂的塑料袋内，离心后分出血浆，小心