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1、第二章 生物药物概论,第一节 生物药物的来源、特性、分类与制备,一.生物药物的来源 二.生物药物的特性 三.生物药物的分类 四.生物药物的制备,一.生物药物的来源,1.生物药物的定义 生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术、药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。,2.生物药物的原料来源 天然生物材料:动物、植物、微生物 等。人工生物材料:免疫法制备的动物 原料、基因工程技术制备的微生 物或其它细胞原料。,二.生物药物的特性,1.药理学特性 治疗的针对性强，治疗的 生理生化机制合理，疗效可
2、靠。细胞色素C：治疗缺氧性疾病,药理活性高 ATP直接供能，效果确切、显著 毒副作用小，营养价值高 生物药物主要有:蛋白质、核酸、糖类、脂类 生理副作用常有发生 免疫反应、过敏反应,2.在生产的制备中特殊性(1)提取纯化工艺复杂(2)稳定性差(3)易变质腐败(4)注射用药要求,3.检验上的特殊性 需理化检验指标 生物活性指标,三.生物药物的分类,生物药物的分类方法有三种:1.按药物的化学本质和特性分类2.按原料来源分类3.按生理功能和临床用途分类,1.按药物的化学本质和化学特性分类,(1)氨基酸及其衍生物类药物(2)多肽及蛋白质类药物(3)酶与辅酶类药物,(4)核酸及其降解物和 衍生物类药物(
3、5)糖类药物(6)脂类药物(7)细胞生长因子类(8)生物制品类,2.按原料来源分类(1)人类组织来源的生物药物(2)动物组织来源的生物药物(3)植物组织来源的生物药物(4)微生物来源的生物药物(5)海洋生物来源的生物药物,3.按生理功能和临床用途分类,(1)治疗药物(2)预防药物(3)诊断药物(4)其它生物医药用品,四.生物药物的制备,1.生物药物原料的选择、预处理与保存方法(1)原料选择 有效成分含量高、新鲜,(2)原料的预处理与保存 预处理:动物、植物、微生物原料 保存:冷冻法 有机溶剂脱水法 防腐剂保鲜法,2.生物药物的提取,生物组织与细胞的破碎 破碎方法:磨切法、压力 法、反复冻融法、
4、超声波震 荡、自溶法、酶解法,提取 破碎后立即提取,根据活性物质的性质，选择提取试剂种类、用量、提取次数、提取时间,注意提取温度、pH、变性剂等。,3.蛋白质类药物的分离纯化方法,沉淀法原理是使蛋白质胶体颗粒 的表面水化膜或表面电荷破坏，从 而使蛋白质沉淀。常用：盐析法、有机溶剂沉淀法、等点电沉淀法、靶物质结合沉淀法(抗原-抗体)等。,按分子大小分离方法 有超滤法、透析法（膜分离法）、凝胶过滤法、超速离心法等。,按分子所带电荷进行分离的方法 氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质，具有等电点。在远离等电点的pH时便会带正电荷或带负电荷。包括离子交换层析法、电泳法、等电聚焦等。,亲和层析法大部分
5、生物活性物质都有其作用的 靶物质。如酶和底物、抗原和抗体、激素与受体等，它们之间有特异的亲 和作用。利用该性质进行的特异层析 分离技术称为亲和层析。专一性强。,核酸类药物的分离纯化方法,主要方法有：提取法和发酵法 提取法生产DNA和RNA主要技 是先提取核酸与蛋白质复合物,再解离核酸与蛋白质,然后分离 RNA与DNA。发酵法主要用于生产单核苷酸。,糖类的分离纯化方法,因各种糖类的性质和原料来源不同没有统一的提取纯化工艺，只介绍多糖和粘多糖的一般分离纯化方法。,提取方法：非降解法和降解法 非降解法:适用于从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖。溶剂为水和盐溶液。降解法:适用于从组织中提取结合比较牢
6、固的粘多糖。碱降解、酶降解。,分离方法 常用的分离方法：沉淀法 离子交换层析法 乙醇沉淀法：45倍体积的乙醇 可以使任何结缔组织中的粘多糖 完全沉淀。,离子交换层析法：粘多糖的聚阴离子能很好地被阴 离子交换吸附剂吸附和分离。例 如 Dowex I-X2离子交换树脂、DEAE-离子交换纤维素。用NaCl进 行梯度洗脱。,脂类药物的分离纯化方法,提取方法 脂类自然状态下是以结合形式存在的。非极性脂是与其它脂质分子或蛋白质 分子的疏水区相结合。提取脂质药物 就是要破坏这种结合键，将脂质溶解 出来。溶剂：醇、氯仿等。,纯化方法沉淀法：不同脂质在丙酮中 溶解度不同，故常用它进行沉淀。,吸附层析法：吸附剂
7、有：硅胶、氧化铝等。通过 极性和离子力将各种化合物结合到 固体吸附剂上。洗脱用极性逐渐增 大的洗脱液，非极性先流出，极性 后流出。,离子交换层析法：脂质分子有非解离、两性离子和 酸式解离三种状态。在一定的pH 条件下选择适当的离子交换剂提纯。,氨基酸类药物的分离纯化方法,氨基酸的生产方法蛋白质水解法:酸水解：水解完全L-型氨基酸,色氨 酸破坏。碱水解：产生消旋作用。酶水解：不完全,发酵法:需特异菌株化学合成法:得到 D L-型氨基酸酶促合成法:工艺简单、转化率 高、易提纯。,氨基酸的分离方法 沉淀法：依溶解度差异沉淀 特殊试剂沉淀,吸附法：氨基酸对吸附剂吸附力的差异进 行分离 离子交换法：氨基
8、酸属于两性电解质，常用强 酸型阳离子交换树脂。,第二节 人体来源的药物,一.人体来源药物的特点与研究意义特点：安全性好 效价高疗效可靠 稳定性好,研究意义：资源有限性 受法律和伦理的制 约,仅血液、尿液、胎盘可用作原 料。研究的重要意义 对医学和药学有 重大意义。,二、人体来源药物的种类与用途,人血液成分制品 发现血型,输血疗法的应用 包括：全血制品、血液成分制品、血浆成分制品、体液细胞内成分 制品等。血液成分制品：红细胞、白细胞、血小板、血浆。,红细胞制剂 压积红细胞 少含白细胞的压积红细胞 冰冻贮藏红细胞白细胞浓缩液血小板制剂新鲜冰冻血浆,血浆的综合利用,项目 含量 血浆占人体体重的量 8
9、 血浆占全血的量 50 血浆中水分占血浆的量 92 血浆中蛋白质占血浆的量 67 白蛋白IgG占血浆总蛋白的量 65,转输蛋白类 在血液循环中对机体 的营养物质、代谢产物、激素、药 物等进行转输的血浆蛋白。包括：白蛋白、脂蛋白、转铁蛋白等。免疫球蛋白 构成体液免疫系统。包括：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE,凝血系统蛋白 包括：与凝血有关的蛋白质酶 和因子等。补体系统蛋白 是机体防御体系 之一，在吞噬、调理、趋化和细胞溶解等起重要作用。包括：C1C9。蛋白酶抑制物类,人体液细胞中的活性物质 人体液细胞包括：红细胞、白 细胞、淋巴细胞、血小板、成纤维细胞等。细胞内的活性物质有：血红蛋 白、
10、SOD、IFN、IL-2等。,其它原料的利用 人胎盘：胎盘丙种球蛋白等 人尿液:尿激酶、绒毛膜促性激 素细胞因子 特点和生理作用 种类 100种以上人体激素,三、人体来源药物的制备实例,尿激酶的制备 结构与性质 分子量为54.7K,由33.1K和18.6K两 条链通过二硫键连接。属丝氨酸 蛋白酶。底物：血纤溶酶原,作用其Arg-Val键，使纤溶酶原转为纤溶酶。,工艺路线,可进一步开发新产品 血液的利用 用低温乙醇工艺,除冷沉淀外,可将血浆蛋白分离为个组分。目前仅利用（纤维蛋白原）、（免疫球蛋白）、（白蛋白）3个组分。其它原料的利用 胎盘、尿液等。,四、人体来源药物的研究前景,用现代生物技术生产
11、人 类活性物质基因工程、蛋白质工程、细胞 工程、酶工程、发酵工程在生物 制药中发挥重要作用。干扰素、白细胞介素、EPO研制 成功。,第三节 动物来源的药物,一、动物来源的药物的特点 原料来源丰富 要重视安全性,二、动物来源的药物的种 类与用途 动物多肽与蛋白质类药物 动物多肽药物重要性与种类 多肽激素 多肽类细胞因子 动物蛋白质类药物,动物酶与辅酶类药物 促消化酶类 消炎酶类 治疗心脑血管类疾病的相关酶,抗肿瘤的酶 与电子传递有关的治疗酶 其它药用酶 动物辅酶类药物,动物核酸类药物 组成与作用 主要种类与用途 动物糖类药物 粘多糖的种类与分布 甲壳素、硫酸软骨素、肝素、透明质酸,动物脂类药物
12、脂类药物种类与分布 动物细胞因子,第四节 植物来源的药物,一、植物来源药物的特点 约40%的药物来源于植物。种类繁多，结构复杂。除小分子天 然有机化合物外，还含有生物大分 子活性物质。如蛋白质、多肽、酶、核酸、糖类、脂类等。,二、植物来源药物的种类与用途,植物中的天然有机化合物 糖和糖苷类 苯丙素类 苯丙烯、苯丙酸、香豆素等。醌类 辅酶Q10、紫草素等。,黄酮类 黄酮醇、花色素、黄芩苷等。鞣质 奎宁酸、槲皮醇等。萜类 青蒿素、齐墩果酸等。甾体 毛地黄毒苷元等。生物碱 咖啡因、喜树碱等。,植物蛋白质、多肽、酶类生理活性物质的种类和作用,名 称 来 源 功 能天花粉蛋白 瓜娄 引产蓖麻毒蛋白 蓖麻
13、籽 抗癌胰蛋白酶抑制剂 大豆 治疗胰腺炎木瓜蛋白酶 木瓜汁 促消化 消炎辣根过氧化物酶 辣根 诊断试剂超氧化物歧化酶 沙棘 消除自由基麦芽淀粉酶 麦芽 助消化脲酶 刀豆 分解尿素,植物糖类药物单糖类：葡萄糖、果糖、核糖、维生素C、木糖醇、山梨醇、甘 露醇等。聚糖类：蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、人参多糖、黄芪多糖等。糖的衍生物：葡萄糖-6-磷酸等,植物脂类药物脂肪和脂肪酸类：亚油酸、亚麻酸磷脂类：大豆磷脂固醇类：谷固醇、豆固醇等,第五节 海洋生物药物,一、海洋生物药物的研究进展二、海洋生物及海洋生物药物 的种类与用途 海藻 腔肠动物 节肢动物,软体动物 棘皮动物 鱼类 爬行动物 海洋哺乳动物 其它,
