Карабинцева Фармацевтическая технология методички / Краткий курс биотехнологии

Идеальный реактор периодического действия

Идеальный проточный реактор с полным перемешиванием

скорость скорость скоростьдобавления _ вывода из + образования = 0вреактор реактора вреакторе

F(cif − ci )+ VRrfi = 0

rfi = F (ci − cif ) = d (ci − cif )

VR

D = F

VR

Математическое выражение, отражающее функциональную зависимость удельной скорости клеточного роста µ от концентрации незаменимого питательного вещества (уравнение Моно):

µ = µ max , Ks + s

где

µmax — максимальная скорость роста, достигаемая при S>>Ks и постоянных концентрациях всех других незаменимых питательных веществ;

Ks — это такая концентрация лимитирующего клеточный рост питательного вещества, при которой удельная скорость роста вдвое ниже максимального значения.

Отделение биомассы от культуральной жидкости

Отстаивание и осаждение.

Центрифугирование и сепарация.

Фильтрация.

Флотация.

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Мембранные методы в биотехнологии

Микрофильтрация.

Диализ.

Ультрафильтрация.

Обратный осмос.

Литература

Слагаемые и структура биотехнологического процесса производства лекарственных средств: учеб. пособие. — Барнаул, 2000. — 122 с.

Бирюков В. В. Основы промышленной биотехноло-

гии. — М.: КолосС, 2004. — 296 с.

Прищеп Т. П. и др. Основы фармацевтической биотехнологии. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. — 256 с.

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

Цель:

познакомить с основами современного производства наиболее важных для медицины рекомбинантных белков и полипептидов.

Рассматриваемые вопросы:

Инсулин.

Гормоны роста.

Эритропоэтин.

Интерфероны.

Иммунотоксины.

ИНСУЛИН

Инсулин синтезируется β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы; 70 % мРНК, выделенных из этих клеток, кодируют именно этот белок.

Человеческий инсулин — полипептид с м.м. 5808, состоящий из 51-й аминокислоты, которые образуют две соединенные дисульфидными мостиками полипептидные цепи (одна цепь состоит из 21 аминокислоты, цепь А; другая — из 30 аминокислотных остатков, цепь В).

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Формула инсулина

В 1922 г. инсулин, выделенный из поджелудочной железы животного, был впервые введен 10-летнему мальчику (Торонто), больномудиабетом.

В 1923 г. американская фирма «Eli Lilly» выпустила первый препарат животного инсулина.

В 1935 г. Хагедорн оптимизировал действие инсулина в организме, предложив пролонгированный препарат — протамин-цинк-инсулин (вводили один раз в сутки).

В 1952 г. получены первые кристаллы инсулина.

В 1954 г. Г. Сенджер (англ.) получил Нобелевскую премиюзарасшифровкуструктуры инсулина.

В 1963–1965 гг. проведен синтез обеих цепей инсулина и соединение их дисульфидными связями.

В начале 70-х гг. А. Юдаевым и С. Швачкиным предложен химический синтез инсулина.

В 1980 г. датская фармацевтическая компания «Novo» разработала метод превращения инсулина свиньи в инсулин человека ферментативным замещением аланина.

В 1978 г. синтезированы обе цепи человеческого инсулина, посредством экспрессии их синтетических генов в клетках E.coli.

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

Схема синтеза инсулина

Егорова Т.А. и др. Основы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Академия» , 2003. — 208 с.

Первичная структура молекулы соматостатина

Егорова Т.А. и др. Основы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Академия», 2003. — 208 с.

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Схема синтеза соматостатина в бактериальной системе

Егорова Т.А. и др. Основы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Академия», 2003. — 208 с.

Соматотропный гормон (СТГ) или гормон роста человека

СТГ — пептидный гормон, состоящий из 191 аминокислоты, секретируется передней долей гипофиза.

Впервые гормон был выделен и очищен в 1963 г. из гипофиза, полученного из трупного материала. С 1985 г. ВОЗ запрещено применение гормона, выделяемого из человеческих гипофизов.

Рекомбинантный соматотропин, получивший название соматрем, впервые получен в 1980 г.

Эритропоэтин

Эритропоэтин (греч. eritrhros — красный + poietikos

— создающий, производящий; син.: эритропоэзстимулирующий фактор) — гормон гликопротеиновой природы, стимулирующий пролиферацию и дифференцировку эритропоэтин-чувствительных клеток в морфологически распознаваемые эритробласты.

Эритропоэтин — полипептид, состоящий из 165 аминокислот с м.м. 30400.

Интерфероны

Интерфероны человека классифицируют на три группы: α , β и γ в зависимости от типа клеток, которые их продуцируют, первичной структуры, фи- зико-химических и других свойств .

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

Интерфероны (продолжение)

α-интерфероны (лейкоцитарные интерфероны, образующиеся при воздействии вирусов на лейкоциты) составляют большую группу близкородственных белков.

Выявлено 16 отдельных генетических локусов для α-интерферонов человека (HuIFN- α). Гены этих белков не раздробленны, т. е. имеют непрерывную кодирующую последовательность.

Размер белков составляет 165 или 166 аминокислотных остатков.

β-интерферон, (HuIFN-β), фибробластный интерферон человека, появляется при воздействии вирусов на фибробласты.

Для HuIFN-β обнаружен лишь один нераздробленный ген.

HuIFN-β состоит из 166 АК и по последовательности имеет высокую гомологию с α-интерферонами, которая составляет порядка 35 % относительно усредненной последовательности α-интерферонов.

HuIFN-γ, иммунный интерферон человека продуцируемый Т-лимфоцитами в ответ на воздействие бактериальными и вирусными агентами или антисыворотками против поверхностных детерминант лимфоцитов.

HuIFN-γ состоит из 146 АК и не имеет заметной гомологии ни с α -, ни с β -интерферонами. Для него известен один раздробленный экзонинтронный ген.

Интерфероны широко используются для лечения различных тяжелых заболеваний: острого вирусного гепатита, рассеянного склероза, остеосаркомы, миеломы и некоторых видов лимфом. Их применяют и для лечения меланом, ряда опухолей гортани, легких и мозга.

Традиционно интерфероны извлекают из крови человека (из 1 л крови можно выделить всего 1 мкг интерферона, т.е. примерно одну дозу для инъекции).

Бактерии, способны синтезировать до 5 мг интерферона на 1 л бактериальной суспензии, содержащей примерно 1011 бактериальных клеток, что в 5000 раз превосходит количество интерферона, которое можно извлечь из 1 л крови доноров.

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

ИММУНОТОКСИНЫ

Белковые гибриды, получаемые в результате химического связывания (конъюгации) in vitro специфических антител (иммуноглобулинов) с полипептидными токсинами, называют иммунотоксинами.

Литература

Егорова Т. А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Осно-

вы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Акаде-

мия», 2003. — 208 с.

Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. — Новосибирск, 2004. — 496 с.

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

Цель:

познакомить с новыми научными данными и новыми требованиями в области разработки, производства и применения вакцин.

Рассматриваемые вопросы:

Краткая история вакцинологии.

Особенности современной вакцинопрофилактики.

Виды вакцин.

Вакцины будущего.

Краткая история вакцинологии

За тысячу лет до Р. Х. в Китае существовал метод защиты от оспы путем переноса содержимого оспенных пустул от больных здоровым людям. Затем этот метод стали использовать в Индии, Малой Азии, Европе.

Вакцинация была введена в конце XVIII в. Эдвардом Дженнером (1749–1823). Впервые (1796) Э. Дженнер привил 8-летнего мальчика содержимым пустулы, взятым от заболевшей коровьей оспой молочницы.

В середине XIX в. А. Негри предложил применять в качестве вакцины оспенный «детрит», полученный от коров и телят, искусственно зараженных коровьей оспой.

В России оспенную прививку стали проводить в самом начале XIX в.

В 1900 г. в Санкт-Петербурге был основан Оспопрививательный институт им. Э. Дженнера, одним из директоров которого в течение 1912–1928 гг. был Н.Ф. Гамалея.

Во второй половине XIX в. Луи Пастер (1822–1895) сформулировал идею специфичности действия различных возбудителей, которые являются причиной возникновения отдельных инфекций.

Л. Пастер обнаружил (1879), что культура возбудителя куриной холеры, оставленная на длительное время в термостате без пересева утратила патогенные свойства и вызывала у кур не заболевание, а стойкий иммунитет. Ослабление патогенных свойств микробов под влияние различных факторов Л. Пастер назвал аттенуацией.

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________