第四讲
授课内第二章 天然生物材料的提取制药 容 第三节多肽与蛋白质类药物的生产1 授课时数 2 教学目掌握多肽和蛋白质类药物的材料选择原则、预处理方法、常用提取分离方标 教学重点 教学难点 教材教具 法及常用的纯化原理和方法 常用提取分离方法及常用的纯化原理和方法 多肽和蛋白质类药物常用的纯化原理和方法 PPT，黑板 教学内容（含教学步骤、时间分配、教法学法、作业布置等） 复习：（3分钟）减压蒸发、颗粒活性炭柱的作用是什么，赖氨酸提取应选择哪种树脂？ 导入新课：（2分钟） 活性多肽和蛋白是生化药物中非常活跃的一个领域，现已实现工业化的产品有胰岛素、干扰素、白细胞介素等。 第二章 天然生物材料的提取制药 第三节多肽与蛋白质类药物的生产 一、生物材料的选择（10分钟） 不同的蛋白质类药物可以分别或同时来源于动物、植物和微生物。 原则： 1、来源丰富、成本低、目的物含量高、易于分离纯化的材料。 又是材料来源丰富，而含量不高； 或材料来源丰富、含量高，但材料的杂质含量太多，分离纯化手续繁琐，以致影响质量和收率，反而不如采用低含量易于操作的原料； 2、需考虑种属特异性、发育阶段、生理状态、解剖部位等因素的影响。 种属特异性影响到原料中待提取蛋白质的含量、结构、生物学活性及其抗原性。 例如：来源于猪垂体的生长素对人体无效，不能用于人体。 此外，被提取蛋白质的原料中的含量还受到原料解剖部位的影响。 例如：猪胰脏尾部含激素较多，猪胰脏头部含消化酶较多，单独收集胰头提取消化酶，收集胰尾提取激素，有利于提高产率。 二、生物材料的预处理（15分钟） 对于某种待提取的多肽或蛋白质，如果是体液中的成分或细胞外成分，则可直接进行提取分离。 如果是细胞内成分，就需要首先将细胞破碎，使其胞内成分充分释放到溶液中，才能有效地将其提纯。不同的生物体的不同组织，其细胞破碎的难易程度不一，应采用不同的破碎方法。 组织与细胞的破碎方法有： 1、机械法 常用器械：机械捣碎机、匀浆器、研钵等。 机械捣碎机适用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶和芽等材料破碎，但不适用于大分子的提取产物。 匀浆器破碎细胞的程度比机械捣碎机高，主要用于少量样品的制备。 研钵多用于细菌或其他坚硬植物材料，研磨时加入少量石英砂、玻璃粉等研磨剂，有利于提高研磨效率。 2、物理法 常用方法：反复冻融法、急热骤冷法、超声波处理、加压破碎法。 反复冻融法是先将样品深冷至－20～－15℃使之凝固，再缓慢地融化，反复多次可使大部分细胞及细胞内颗粒破坏，常用于处理动物性材料，但脂蛋白会变性失活。 急热骤冷法是将样品投入沸水中，于90℃左右加热数分钟，立即置冰水浴中使其迅速冷却，则绝大多数细胞被破坏。 超声波处理是利用超声波产生的机械振动使细胞破碎，适用于微生物材料。其缺点是可导致对超声波敏感蛋白失活，另外超声波产生的热量亦可能使热敏蛋白质失活。 加压破碎法是利用气压或水压破碎细胞，每小时可以处理数十乃至数千升的样品，适用于微生物发酵工业的生产。 3、化学法和酶法 方法：有机溶剂法、自溶法、酶解法、表面活性剂处理法等。 有机溶剂法是于0℃以下在粉碎后的新鲜材料中加入5～10倍量的丙酮，迅速搅拌，可破碎细胞，亦使蛋白质与脂质分开，有利于进一步的纯化。 自溶法是利用细胞自身的蛋白酶将细胞破坏，使细胞内含物释放出来。自溶法所需的时间长，不易控制，难以在工业上使用。 酶解法适用于细菌、植物等含细胞壁的材料，如：利用溶菌酶、纤维素酶、半纤维素酶、蜗牛酶、酯酶等专一性的酶水解细胞壁，得到细胞的内含物。 表面活性剂处理法是利用细胞膜对表面活性剂不稳定的原理来破碎细胞。如：十二烷基磺酸钠（SDS）、氯化十二烷吡啶、去氧胆酸钠。 细胞破碎后避免长时间的放置造成待提取的蛋白质分解失活。 三、多肽和蛋白质类药物的提取（30分钟） 多肽和蛋白质在不同溶剂中的溶解度主要取决于蛋白质和多肽分子中非极性疏水基团和极性亲水基团的比例，以及这些基团在多肽、蛋白质中相对空间位置。此外，溶液的温度、pH、离子强度等外界因素影响多肽、蛋白质在不同溶液中的溶解度。 1、水溶液提取 水溶液是蛋白质提取中最常用的溶剂。大多数蛋白质的极性亲水基团位于分子表面，非极性疏水基团位于分子内部，因此，蛋白质在水溶液中一般具有比较好的溶解性。 影响提取的因素： （1）盐浓度 适当的稀盐溶液和缓冲液可以提高蛋白质在溶液中的稳定性及增大蛋白质在水溶液中的溶解度。 一般使用等渗盐溶液，如0.002～0.005mol/L磷酸盐缓冲溶液或0.15mol/L氯化钠
J-04天然生物材料的提取制药第三节多肽和蛋白质类药物的生产(1)
