胰岛素的应用及发展前景.doc

胰岛素的应用及发展前景.doc桂林理工大学
生物制药技术X
课程论文
论文名称： 胰岛素的应用及发展前景
系（学院）： 化学与生物工程学院
班级：
学号：
学生姓名：
2013年5月21日
胰岛素的应用及发展前景
【摘要】1922年提取得到一种较纯的降血糖物质，命名为胰岛素， 1923年开始供应临床使用。1982年，第一个基因工程药物人胰岛素 上市。迄今为止，胰岛素仍为治疗胰岛素依赖性糖尿病的特效药物。 据不完全统计，目前全世界糖尿病患者已超过一亿，而且发病率呈逐 年增长的趋势。随着胰岛素的发展，人胰岛素类似物应运而生，更为 糖尿病人带来了希望。
【关键词】蛋白类药物胰岛素应用发展前景
目录
【摘要】 2
【关键词】 2
一、 胰岛素的基本概念 4
胰岛素的基本定义 4
胰岛素分类 4
人胰岛素（Insulin） 6
二、 重组人胰岛素产品生产工艺流程 6
三、 胰岛素的发展历史及应用 7
四、 胰岛素的发展前景 10
【参考文献】 13
一、胰岛素的基本概念
胰岛素的基本定义
胰岛素的英文缩写，INSo不同种族动物(人、牛、羊、猪等)的 胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。
胰岛素由A、E两个肽链组成。人胰岛素(Insulin Human) A链有 11种21个氨基酸,E链有15种30个氨基酸，共26种51个氨基酸 组成。其中 A7(Cys)-E7(Cys)、A20 (Cys)-B19 (Cys)四个半胱氨酸中 的铳基形成两个二硫键,使A、E两链连接起来。
胰岛素是一种蛋白质类激素，体内胰岛素是由胰岛B细胞分 泌的。在人体十二指肠旁边，有一条长形的器官，叫做胰腺。在胰腺 中散布着许许多多的细胞群，叫做胰岛。胰岛素是由胰岛B细胞受内 源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的 刺激而分泌的一种蛋白质激素。
药理作用： 治疗糖尿病、消耗性疾病。
生理作用： 胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一 同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。具有调节糖代谢、脂肪代 谢、蛋白质代谢作用。
胰岛素分类
按来源不同分类
1、动物胰岛素：从猪和牛的胰腺中提取，两者药效相同，但与 人胰岛素相比，猪胰岛素中有1个氨基酸不同，牛胰岛素中有3个氨 基酸不同，因而易产生抗体。
2、 半合成人胰岛素：将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰 岛素相同的苏氨酸，即为半合成人胰岛素。
3、 生物合成人胰岛素：利用生物工程技术，获得的高纯度的生 物合成人胰岛素，其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰 岛素完全相同。
3、人胰岛素(Insulin):
胰岛素是多肽激素的一种，具有多种生物功能，在维持血糖恒定, 增加糖原、脂肪、某些氨基酸和蛋白质的合成、调节与控制细胞内多 种代谢途径等方面都有重要作用。
国外人胰岛素的基因工程生产一般采用两种方式：一是分别 在大肠杆菌中合成A链和B链，再在体外用化学方法连接两条肽 链组成胰岛素。
另一种方法是用分泌性载体表达胰岛素原。如丹麦Novo用重组 酵母分泌产生胰岛素原，再用酶法转化为人胰岛素。
我的科学工作者在80年代已开始的胰岛素基因表达的研究，但 所采用的各种体系有一定问题，故一直未有突破性进展。1993年， 北京大学报道了以部分牛凝乳酶原B基因与人胰岛素原基因进行融 合，高表达出融合蛋白，经加工后可得到具有天然活性的人胰岛素原 纯品。
重组人胰岛素产品生产工艺流程
菌种扩培 对从菌种库中取出的菌种进行活化及初步扩大培养
种子罐培养
在种子罐中对菌种进行进一步的扩大培养，至菌种到对数生长期
时转入发酵罐培养
分两阶段进彳丁控制，第一阶段主要通过控制溶氧和补加甘油使菌 体达到富集的目的，第二阶段通过补加甲醇使菌体进行高密度表 达目的产物，HPLC检测目的产物含量
目的产物存在于发酵液上清中，此步骤主要控制目的产物收率
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的色素和杂蛋白 利用紫外检测仪控制目的产物收率，主要试剂为乙醇与异丙醇
调节PH值，使P1沉淀，再经离心干燥，得中间体I固体
控温进行转肽反应，主要试剂为DMSO与1,4-T二醇
再通过柱层析进行提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH值，使P2沉淀，再经离心干燥，得中间体II固体
通过控制湿度与温度进彳丁脱帽反应，得到终产物胰岛素 主要试剂为丙酮，产品为半固体
经过两步柱层析对胰岛素进彳丁提纯，试剂为Tris-HCl和异丙醇 通过超滤对提纯后的胰岛素进行浓缩，通过管道传递到下工序
通过制备色谱对胰岛素粗品进行精制，主要试剂为色谱乙睛 然后经两步结晶后通过管道过滤除菌到百级区
对胰岛素成品进行一次结晶和水洗
对水洗后的胰岛素进行过滤除菌后冻干