重组人胰岛素生产工艺重组人胰岛素p定义: 胰岛素:是由胰岛细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸等的刺激而分泌的一种蛋白质激素 重组人胰岛素(现阶段临床最常使用的胰岛素):利用生物工程技术,获得的高纯度的生物合成人胰岛素,其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同 结构: 胰岛素由A、B两个肽链组成A链有11种21个氨基酸,B链有15种30个氨基酸,共26种51个氨基酸组成其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键,使A、B两链连接起来此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键 胰岛素的性质 胰岛素的功能 胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素药理作用 治疗糖尿病、消耗性疾病胰岛素的研究历史 1921年-从动物胰腺中提取出胰岛素,开创了人类胰岛素治疗的历史1926年-重结晶胰岛素1930s-传统中、长效动物胰岛素1970s-单峰胰岛素和 单组分胰岛素 70年代末-半合成胰岛素1982年-采用基因重组技术生产的人胰岛素正式上市90年代至今-重组人胰岛素类似物成功研发上市,包括超短效和长效人胰岛素类似物。
胰岛素制备工艺 以动物胰脏为原料提取胰岛素 -酸醇提取法 传统胰岛素-猪、牛胰脏提取,只经一步重结晶 单峰胰岛素-凝胶过滤纯化 单组分胰岛素-凝胶过滤、离子交换纯化 半合成胰岛素-以猪胰岛素为原料,酶修饰后得到人胰岛素重组DNA技术生产人胰岛素 AB链合成:分别表达AB链,化学方法连接 逆转录法:表达胰岛素原,酶切得到重组人胰岛素重组DNA技术制造人胰岛素 1. AB链合成法:以人工合成的人胰岛素A链和B链基因分别与半乳糖苷酶基因连接,形成融和基因,分别在大肠杆菌中表达A链和B链,然后再通过化学氧化作用,通过二硫键连接起来已被淘汰Ins A链Ins B链转化大肠杆菌发酵A链B链纯化二硫键活性胰岛素AB链合成人胰岛素AB链合成法2.反转录酶法:仿照天然合成途径 通过胰岛素原的cDNA合成,表达产物是胰岛素原,经工具酶切开,除去C-肽得人胰岛素n提取目的基因:既从人的DNA中提取胰岛素基因,可使用限制性内切酶将目的基因从原DNA中分离主要有如下4种方法:n (1)鸟枪法:用一大堆限制性核酸内切酶对附近基因进行剪切,再提取所需要的至于如何筛选,用DNA分子杂交,即DNA探针n (2)人工合成法:根据转录蛋白或者mRNA推导出基因序列,然后人工合成,没有内含子。
n (3)从基因文库中提取:也就是事先已经提取完毕的拿来用n (4)PCR扩增技术:用于大量生产该段基因片段,用于商业化运作 n提取质粒:使用细胞工程,培养大肠杆菌,从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状主要有如下2种方法:n (1)碱裂解法:此方法适用于小量质粒DNA的提取,提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩增、银染序列分析n (2)煮沸法 n基因重组:取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内切酶将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的基因与质粒“缝合”,形成一个能表达出胰岛素的DNA质粒 n将质粒送回大肠杆菌:在大肠杆菌的培养液中加入含有Ca+的物质,如CaCl2,这使细胞会吸收外源基因,此时将重组的质粒也放入培养液中,大肠杆菌便会将重组质粒吸收将大肠杆菌用氯化钙处理,以增大大肠杆菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒能够进入受体细胞,此时的细胞处于感受态(理化方法诱导细胞,使其处于最适摄取和容纳外来DNA的生理状态)n胰岛素的产生:再大肠杆菌内,质粒通过表达转录与翻译后,便产生出胰岛素蛋白质通过大肠杆菌的大量繁衍,便可大量生产出胰岛素注意:大肠杆菌产出的是多肽链,因为原核生物没有内质网、高尔基体等,不能进行多肽的折叠、修饰等,还需人为进行菌体外加工。
质粒Ins mRNA反转录Ins cDNA转化大肠杆菌PCR连接胰岛素原活性胰岛素二硫键酶切 提取质粒限制性内切酶酶切 反转录酶法合成人胰岛素重组胰岛素的质量控制n测定生物活性n效价测定n控制产品中杂质或潜在有害物质n保证产品安全性和有效性长期重复大剂量使用谢谢!。