生物制藥材料

表達載體應具備的條件:1載體能夠獨立復制,有復制起點(2)應有靈活的克隆位點和方便的篩選標記,利于外源基因的克隆、鑒定和篩選。(3)應具有很強的啟動子,能為大腸桿菌的RNA聚合酶所識別。(4)應具有阻遏子,使啟動子受到控制,只有當誘導時才能進行轉錄。(5)應具有很強的終止子,以便使RNA聚合酶集中力量轉錄克隆的外源基因,而不轉錄其他無關的基因,同時很強的終止子所產生的mRNA較為穩定。(6)所產生的mRNA必須有翻譯的起始信號。

影響目的基因在大腸桿菌中表達的因素?外源基因的拷貝數 外源基因的表達效率 表達產物的穩定性 細胞的代謝負荷 工程菌的培養條件

基因工程藥物的分離純化?胞內產物:細胞破碎→固液分離→包含體→變性→復性→濃縮→初步分離→高度純化→制劑→產品  胞外產物,直接經過濃縮→初步分離→高度純化→制劑→產品。

蛋白質工程的主要步驟通常包括*:1從生物體中分離純化目的蛋白;(2)測定其氨基酸序列;(3)借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段,盡可能地了解蛋白質的二維重組和三維晶體結構;(4)設計各種處理條件,了解蛋白質的結構變化,包括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響;(5)設計編碼該蛋白質的基因改造方案,如點突變;(6)分離、純化新蛋白,功能檢測后投入實際使用

生物技術藥物的特征分子結構復雜 具有種屬特異性 治療針對性強、療效高 穩定性差 基因穩定性 免疫原性  內的半衰期短 受體效應 多效性和網絡性效應 檢驗的特殊性

基因工程克隆載體的特點:1有復制子②有單一限制內切酶切位點或多克隆位點③有選擇性遺傳標記如抗性基因④拷貝數高⑤生物安全性好

真核基因在原核細胞中表達載體必須具備條件⑴載體能夠獨立復制。載體本身是一個復制子,具有復制起點。⑵應具有靈活的克隆位點和方便的篩選標記,以利于外源基因的克隆鑒定和篩選。且克隆位點位于啟動子序列后,以便外源基因表達。⑶應具有很強的啟動子,能為大腸桿菌       RNA聚合酶所識別。⑷應具有阻遏子,使啟動子受到控制,只有當誘導時才能進行轉錄。⑸應具有很強的終止子,只轉錄克隆的基因,所產生的mRNA較為穩定。⑹所產生的mRNA必須具有翻譯的起始信號AUG和SD序列,以便轉錄后順利翻譯

基因工程生產藥物的優點1收獲量大,更有效服務社會。2.生產效率更高3.進一步改良藥理活性, 4.有利于獲得新藥:篩選新型化合物

目的基因的獲得1. 構建cDNA文庫,然后從中調用目的基因;2. 聚合酶鏈式反應(PCR)擴增目的基因片段;3. RT-PCR(反轉錄-PCR)合成目的DNA片段4. 對舊基因的改造5. 化學合成(短)基因

宿主菌的必要條件:1. 具有高濃度、高產量、高產率2. 利用廉價原料3. 不致病、不產生內毒素4. 發熱量低、需氧低、發酵溫度適當.5 易于代謝調控6. 易于DNA重組7. 產物分離純化簡單  

影響目的基因在E.coli表達的5大因素1基因的劑量2.表達效率3.表達產物的穩定性:4.宿主E.coli的代謝負荷5.工程菌的培養條件

影響目的基因在酵母表達的因素1外源基因的劑量2.外源基因的表達效率3.外源蛋白質的糖基化4.宿主菌株的影響

提高質粒穩定性的方法選擇合適的宿主菌 固定化 選擇壓力 分階段控制培養 控制/優化培養條件 選擇合適的載體

最佳化工藝的綜合指標最快周期、最高產量、最好質量、最低消耗、最大安全性、最周全的廢物處理效果、最佳速度和最低失敗率等。

高密度發酵的意義降低生產成本、提高生產效率,提高發酵罐內的菌體密度,提高產物的細胞水平量,相應的減少了生物反應器的體積,提高單位體積設備生產能力,降低生物量的分離費用,縮短生產周期。

基因工程藥物或生物技術產品特點:1目的產物在初始原料中的含量較低;(2) 含目的產物的初始物料組成復雜,除了目的產物外,還有大量的細胞、代謝、殘留培養基、無機鹽等(3) 目的產物的穩定性差,具有生物活性的物質對pH、溫度、金屬離子、有機溶劑、剪切力、表面張力等十分敏感,容易失活、變性;(4) 種類繁多,包括大、中、小分子、結構簡單或復雜的有機化合物,以及結構復雜又性質各異的生物活性物質;(5) 應用面廣,對其質量、純度要求高甚至要求無菌、無熱源。

離體培養的細胞分為兩類1貼壁細胞:細胞生長須有貼附的支持物表面,自身分泌或培養基中提供的貼附因子才能在該表面上生長、增殖。2、懸浮細胞:生長不依賴支持物表面,在培養液中呈懸浮狀態生長。細胞為圓形。3、兼性貼壁細胞:生長不嚴格依賴支持物。形態:上皮樣,成纖維樣,圓形

貼壁培養優點:A  容易更換培養液,細胞緊密黏附于固相表   面,可直接傾去舊培養液,清洗后直接加入新培養液。B  容易采用灌流培養,從而達到提高細胞密度的目的,因細胞固定表面,不需過濾系統。C  當細胞貼壁于生長基質時,很多細胞將更有效的表達一種產品。 D  適用的細胞類型范圍廣。 

  缺點:A  操作比較麻煩,需要合適的貼附材料和足夠的面積。B  培養條件不易均一,傳質和傳氧效果差。C  不能有效地監控細胞的生長。

單鏈抗體的優點:1.可去除非特異性反應的競爭性表面蛋白,腫瘤顯象背景更加清晰性。2.易滲透腫瘤組織中增加藥物治療濃度。3.免疫源性小,可消除人抗鼠的排異反應。4.在體內循環的半衰期短,易清除,利于解毒排出;5.易于與毒素或酶基因連接,便于直接獲得免疫毒素或酶標抗體等。

缺點:穩定性地、功能單一、親和力低

固定化酶的特點優點:具有生物催化劑的功能,又有固相催化劑的功能。

①可多次使用,多數情況下,穩定性提高。②反應后,酶底物產物易分開,產物中無殘留酶,易純化,產品質量高。③反應條件易控制,可以實現轉化反應的連續化和自動控制。④酶的利用效率高。⑤比水溶性酶更適合于多酶反應。

缺點:固定化時,酶活力有損失;增加了成本;只能用于可溶性底物,而且適合于小分子底物,對大分子底物不適宜;胞內酶必須經過酶的分離純化過程;與完整菌體相比不適宜用于多酶反應,特別是需要輔助因子的反應。

基因工程宿主菌應滿足那些要求?目前應用最廣泛的宿主菌有哪些?答:1、容易獲得較高濃度的細胞;2能利用廉價易得的原料;3、不致病、不產生內毒素;4、發熱量低,需氧低,適當的發酵溫度和細胞形態;5、容易進行代謝調控;6、容易進行DNA重組技術操作;7、產物的產量、產率高,產物容易提取。

宿主菌可分兩大類:1、原核細胞:大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、鏈霉菌;2、真核細胞:酵母菌、絲狀真菌、哺乳動物細胞。

凝膠過濾層析的優缺點?答:優點:設備簡單、操作方便、樣品回收率高、實驗重復性好、不改變樣品生物學活性。缺點:分辨率較低,尤其是相對分子質量相近的分子之間。

動物細胞的生理特點?答:1 細胞分裂周期長2 細胞生長需貼附于基質,有接觸抑制現象。3 二倍體細胞壽命有限4 對生長環境要求敏感。5 培養基要求高。6 合成的蛋白質有修飾。

動物細胞貼壁培養的優缺點?答:優點:操作簡單,培養的體積大、成本低;培養條件比較均一; 傳質、傳氧較好;傳代時無需消化分散;容易擴大培養規模。缺點:由于細胞體積較小,難采用灌流培養,細胞密度較低

6. 有應用價值的多功能抗體應具備有哪些特征。a) 能高選擇性,高親和性地同靶抗原或腫瘤相關抗原結合。b) 在血循環中,與效應細胞或細胞毒觸發分子有較低親和力。c) 應為人源化抗體,最大限度地減少人抗鼠蛋白的排斥反應,使得復給藥不受限制。d) 分子應大小適中,既能滲透到腫瘤組織內部,又能保證適當的滯留時間。

次級代謝作用的定義及產物的特征?答:(1)定義:是由特異蛋白質調控產生的內源化合物的合成、代謝及分解作用的綜合體現。

2)產物特征:a:有明顯的分類學區域界限。b:其生物合成需在一定的條件下才能發生。c:缺乏明確的生理功能。d:是生物活動的多余成分。

在植物細胞大規模培養中應綜合考慮哪些因素?1)、供養能力的及氣泡分散程度 2)、剪切力大小及對細胞的影響。3)、高密度培養時培養液的混合程度。 4)、溫度、PH、級營養物濃度的控制能力。5)細胞團大小的控制能力。6)易于放大。

用微生物生產酶制劑的優點:答:(1)微生物種類多,品種齊全(2)微生物生長繁殖快,生長周期短,產量高 (3)培養方法簡單,原料來源豐富,價格低廉,經濟效益高,并可以通過控制培養條件來提高酶的產量 (4微生物具有較強的適應性和應變能力

優良的產酶菌株應滿足哪些要求:答:1繁殖快,產酶量高,酶的性質應符合使用要求,最好是產生胞外酶的菌,2不是致病菌,在系統發育上與病原體無關,也不產生有毒物質,3產酶性能穩定,不易變異退化,不易感染噬菌體,4能利用廉價的原料,發酵周期短,易于培養

固定化細胞的優點和缺點:優點:1.無需進行酶的分離純化。2.細胞保持酶的原始狀態,固定化過程中酶的回收率高3.細胞內酶比固定化酶穩定性更高。4.細胞內酶的輔酶因子可以自動更生。5.細胞本身含多酶體系,可催化一系列反應。6抗污染能力強。   

缺點:1.利用的僅是細胞內酶,而細胞多種酶的存在,會形成不需要的副產物。2.細胞膜.細胞壁和載體都存在著擴散限制作用。3.載體形成的孔隙大小影響高分子底物的通透性。

細胞體外培養基本條件:①無菌②營養充足,防止有害物質③氧氣④隨時清除代謝有害物質⑤良好的生存外環境:pH、滲透壓、離子濃度⑥及時分種,適當的細胞密度

無血清培養基優點:①提高重復性(細胞)②減少微生物污染(病毒)③供應充足穩定④細胞產品易純化⑤避免血清因素對細胞的毒性⑥減少血清中蛋白對生物測定的干擾

培養基及其組成(1)無機鹽(2)碳源(3)植物生長調節劑(5種天然激素:生長素、分裂素、赤霉素、脫落酸、乙烯 )(4)有機氮源(5)維生素。

植物細胞大規模培養生物反應器的類型(1).機械攪拌式生物反應器(2).鼓泡塔生物反應器(3).氣升式生物反應器(4).轉鼓式生物反應器(⒌)固定化細胞生物反應器。.

酶化學修飾的方法:1.酶的表面化學修飾:(1)大分子修飾。(2)小分子修飾 。(3)交聯修飾。(4)固定化修飾。2.酶分子內部修飾 :⑴非催化活性基團的修飾。⑵蛋白主鏈的修飾。(3)催化活性基團的修飾(4)與輔助因子有關的修飾:(5)肽鏈伸展后的修飾:3.結合定點突變的化學修飾。

修飾酶的特性穩定性提高  ⑵抗各類失活因子能力提高  ⑶抗原性消除  ⑷體內半衰期延長: ⑸最適pH改變   ⑹酶學性質變化   ⑺對組織分布能力改變 。

闡述基因工程藥物研制有那些主要過程?答:基因工程藥物的生產必須首先獲得目的基因,然后用限制性內切酶和連接酶將所需目的基因插入適當的載體質粒或噬菌體中并轉入大腸桿菌或其他宿主菌(細胞),以便大量復制目的基因.對目的基因要進行限制性內切酶和核苷酸序列分析.目的基因獲得后,最重要的就是使目的基因表達.基因的表達系統有原核生物系統和真核生物化的難易.將目的基因與表達載體重組,轉入合適表達系統,獲得穩定高效表達的基因工程菌。建立適于目的基因高效表達的發酵工藝,以便獲得較高產量的目的基因表達產物.。建立起一系列相應的分離純化,質量控制,產品保存等技術.闡述鼠源性單克隆抗體改造后的小分子抗體類型?答:(1)人-鼠嵌合抗體:將鼠MAb的可變區和人抗體的恒定區組成嵌合抗體由于這兩部分在空間結構上相對獨立,其獨特的抗體親和力保持得很好,但因鼠單抗可變區的存在,應用時仍有較強的排斥反應.(2)改形抗體:在嵌合抗體的基礎上進一步將鼠MAb可變區中相對保守的FR替換成人的FR,保留與抗原結合的CDR部位(3)Fab抗體:Fab段由重鏈V區及CH1功能區與整個輕鏈以二硫鍵形式連接而成,主要發揮抗體的抗原結合功能.Fab抗體只有完整IgG的1/3.(4)單鏈抗體:單鏈抗體(Single chain Fv,scFv)是由一段彈性連接肽(Linker)把抗體可變區重鏈(VH)與輕鏈(VL)相連而成,是具有親代抗體全部抗原結合特異性的最小功能結構單位.(5)單域抗體:只含V區基因片段的小分子抗體,即只有VH或 VL一個功能結構域,也能保持原單克隆抗體的特異性.這種小分子的抗體片段就稱為單域或單區抗體,其分子量僅為整個Ig分子的1/12.(6)分子識別單位:只含有一個CDR多肽的抗體.。

天然酶的缺陷:易變性失活,容易受產物和抑制劑的抑制,最適酸度和溫度范圍,底物不溶于水,半衰期較短

菌株選育的目的:防止菌種退化,解決生產實際問題,提高生產能力,提高產品質量,開發新產品

 

 

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