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如何优化植物生长激素的生产?

【摘要】:不同种属的哺乳动物的生长激素之间有明显的种属特异性,只有灵长类的生长激素对人有活性。人生长激素分子稳定,其活性在冰冻条件下可保持数年,在室温下放置48 h无变化。图1-4-4生长激素生产工艺流程图二、工艺过程原料处理:动物死亡后立即将脑垂体取出,于干冰中速冻,-20℃保存。

一、生产前准备

(一)查找资料,了解生长激素的基本知识

人生长激素对人肝细胞有增加核分裂的作用,对人红细胞有抑制葡萄糖利用的作用,对人白细胞或淋巴细胞有促进蛋白质及核酸合成的作用,有促进骨骼、肌肉、结缔组织和内脏增长的作用。不同种属的哺乳动物的生长激素之间有明显的种属特异性,只有灵长类的生长激素对人有活性。

人的生长激素是由一条191个氨基酸的多肽链所构成的蛋白质,分子中有两个二硫键,相对分子质量为21700,等电点为4.9,沉降系数S20,W为2.179。N端的1~134氨基酸段肽链为活性所必需,C端的一段肽链可能起保护作用,使生长激素在血液循环中不致被酶所破坏。人生长激素分子稳定,其活性在冰冻条件下可保持数年,在室温下放置48 h无变化。

(二)确定生产技术、生产原料和工艺路线

(1)确定生产技术:生物化学制药技术、生物制药下游技术。

(2)确定生产原料:垂体前叶。

(3)确定生长激素提取工艺流程,如图1-4-4所示。

图1-4-4 生长激素生产工艺流程图

二、工艺过程

(1)原料处理:动物死亡后立即将脑垂体取出,于干冰中速冻,-20℃保存。使用前用蒸馏水淋洗数次后,剥离前后叶。

(2)提取:取垂体前叶先加水,在pH5.5下,置组织捣碎机中匀浆,以水抽提,10000 r/min离心30 min。取沉淀用pH4.0、0.1 mol/L硫酸铵溶液抽提,同上离心后取沉淀再用pH5.5、0.25 mol/L硫酸铵溶液抽提,离心得上清液。

(3)分级沉淀:抽提液于pH7.5加饱和硫酸铵溶液至硫酸铵浓度为1 mol/L,离心后将沉淀弃去;上清液再加饱和硫酸铵溶液至1.8 mol/L,离心后得盐析物。

(4)透析:盐析物溶于少量蒸馏水中,对蒸馏水透析,得透析内液。

(5)等电点沉淀:将所得透析内液用HCl或NaOH分别依次于pH4.0和pH4.9进行等电点沉淀,离心除去沉淀,收集上清液。

(6)盐析:上清液于pH4.0加饱和硫酸铵溶液至1.25 mol/L盐析、离心,得沉淀物。

(7)凝胶过滤:将沉淀物溶于少量蒸馏水中,对含0.1 mol/L氯化钠的pH8.5的Tris-HCl缓冲液进行透析。透析内液上Sephadex G-75凝胶柱,用含0.1 mol/L氯化钠的50 mmol/L、pH8.5的Tris-HCl缓冲液进行洗脱,分步收集,生长激素活性存在于第2个峰中。

(8)DEAE-C(DE-52)层析:将活性峰部分对pH8.7、6.5 mmol/L的硼砂-盐酸缓冲液进行透析,透析内液上DEAE-C(DE-52)柱,用含0~0.3 mol/L氯化钠的6.5 mmol/L、pH8.7硼砂-盐酸缓冲液进行梯度洗脱,合并活性峰,脱盐,冻干,得生长激素。

(9)效价检验:生长激素的生物测定用鸽子嗉囊法及大白鼠尾骨法。