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多肽和蛋白质药物的生产技术

【摘要】:(三)多肽和蛋白质类药物的主要生物生产方法提取法提取法是指通过生化工程技术,从天然动植物及重组动植物体中分离纯化多肽与蛋白质。发酵法微生物发酵法是多肽与蛋白质类药物的主要生产方式。多肽和蛋白质类药物多数属于人体特有的细胞因子、激素、蛋白质,这些蛋白质与动物体所含的蛋白质存在结构上的差异。目前,经过基因工程方法可生产绝大多数多肽和蛋白质类药物。

(一)原料的选择

不同的多肽和蛋白质类药物可以分别或同时来源于动物植物微生物,在选择提取分离多肽和蛋白质药物的原料时要选择富含所需蛋白质和(或)多肽成分的、易于获得和易于提取的无害生物材料。在选择原料时应考虑发育阶段、生长状态、解剖部位、种属等因素的影响。

(二)材料的预处理

对于某种待提取的多肽和蛋白质,如果是体液中的成分或细胞外成分,则可以直接进行提取分离;如果是细胞内成分,就需要先将细胞破碎,使胞内成分充分释放到溶液中再将其提纯。常用的细胞破碎方法有物理法、化学法和酶法。

(三)多肽和蛋白质类药物的主要生物生产方法

(1)提取法 提取法是指通过生化工程技术,从天然动植物及重组动植物体中分离纯化多肽与蛋白质。天然动植物体内的有效成分含量过低,杂质太多,引起了人们对重组动植物的重视。重组动植物提取指的是通过基因工程技术的手段,将药物基因或能对药物基因起调节作用的基因导入动植物组织细胞,以提高动植物组织合成药用成分的能力,再经过生化分离,制得生物药物。

(2)发酵法 微生物发酵法是多肽与蛋白质类药物的主要生产方式。利用基因工程菌发酵生产多肽和蛋白质类药物,具有生产周期短、成本低、产品质量高的优点,一直受到全世界生物制药企业的青睐。多肽和蛋白质类药物多数属于人体特有的细胞因子、激素、蛋白质,这些蛋白质与动物体所含的蛋白质存在结构上的差异。目前,经过基因工程方法可生产绝大多数多肽和蛋白质类药物。

(四)多肽和蛋白质类药物的分离纯化

(1)根据等电点的不同来提纯。多肽、蛋白质都是两性电解质,在等电点时性质比较稳定,其物理性质如导电性溶解度、黏度、渗透压等都为最小,因此,可利用多肽和蛋白质在等电点时溶解度最小的特性来进行提纯。

(2)可以用凝胶过滤法、超滤法、离心法及透析法等将蛋白质与其他小分子物质分离,也可将大小不同的蛋白质分离。

(3)在同一特定条件下,不同蛋白质有不同的溶解度,适当改变外界条件,可以有选择地控制某一种蛋白质的溶解度,达到分离的目的。如盐析法、结晶法和低温有机溶剂沉淀法等。

(4)通过离子交换层析的方法分离纯化。多肽和蛋白质具有能够离子化的基团,一般用离子交换纤维和以葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等为骨架的离子交换剂进行分离纯化。

(5)根据蛋白质功能专一性的不同来纯化蛋白质。主要通过亲和层析法来进行分离纯化。

(6)蛋白质易受pH、温度、酸、碱、金属离子、蛋白质沉淀剂、配位剂等的影响,由于各种蛋白质都存在着差异,可利用这种差异来纯化蛋白质。(7)可根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋白质。