第八章 微生物工程制药.ppt

第八章微生物制药
第一节概述
第二节制药微生物与药物的生物合成
第三节药物生产工艺条件的确定
第四节微生物制药应用
第一节概述
一、微生物发酵制药的研究范围
1、微生物发酵制药的发展简史
1929年Fleming偶然发现了青霉素,10年后,青霉素开始用于医学方面。
1939年~1976年,Waksman微生物研究所报道的抗生素近30种,包括链丝菌素、棒曲霉素、蜡黄酸、链霉素、小单孢菌素、灰霉素、新霉素、弗氏菌素、抗霉菌素、杀假丝菌素和紫红菌素等。
我国起步较晚:
1953年5月1日:上海第三制药厂,青霉素;
1958年:华北制药厂投产了青霉素、链霉素、土霉素和红霉素等品种。
随后全国陆续建立起一批微生物发酵药厂。
1957年:氨基酸发酵的研究
1964年:谷氨酸的发酵成功,并投入生产。
50年代还开始了核酸类物质的发酵研究。
在60年代后期开始了酶制剂研究与生产。
维生素生产方面,于70年代成功地研究出“二步发酵法”生产维生素C的技术,在。
2、研究内容
微生物工程制药是利用微生物进行药物研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。
研究内容包括微生物制药用菌的选育、发酵以及产品的分离和纯化工艺等。主要讨论用于各类药物发酵的微生物来源和改造、微生物药物的生物合成和调控机制、发酵工艺与主要参数的确定、药物发酵过程的优化控制、质量控制等。
(2)微生物酶发酵:目前许多医药用酶制剂是通过微生物发酵制得的,如用于抗癌的天冬酰胺酶和用于治疗血栓的纳豆激酶和链激酶等。
(3)微生物代谢产物发酵:微生物在其生产和代谢的过程中,产生的各种初级代谢产物和次级代谢产物中许多可以用于制作药物。
如初级代谢产物:氨基酸、蛋白质、核苷酸、类脂、糖类以及维生素等;
次级代谢产物:抗生素、生物碱、细菌素等。
(4)微生物转化发酵:是利用微生物细胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相关的另一种产物的生化反应。
包括脱氢反应、氧化反应(羟基化反应)、脱水反应、缩合反应、脱羧反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。
这些转化反应特异性强,反应条件温和,对环境无污染,微生物转化制药最突出的例子则是甾族化合物的转化和抗生素的生物转化等。
微生物发酵的药物必须借助发酵工程来完成,深层通气培养法的建立,为微生物发酵制药提供了新的概念和模式。
细胞融合技术和基因工程为微生物制药来源菌建立了新型的工程菌株,以生产天然菌株所不能产生或产量很低的生理活性物质。
二、微生物产生药物的分类
通常按其化学本质和化学特征进行分类。
(1)抗生素类
抗生素是在低微浓度下能抑制或影响活的机体生命过程的次级代谢产物及其衍生物。
目前已发现的抗生素有抗细菌、抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、抗原虫、抗藻类、抗寄生虫、杀虫、除草和抗细胞毒性等的抗生素。
据不完全统计,已知的抗生素总数不少于9000种,其主要来源是微生物,特别是土壤微生物,占全部已知抗生素的70%左右。有价值的抗生素,几乎全是由微生物产生。