生物制药毕业论文(精选多篇)

生物制药论文

利用转基因植物生产药用蛋白的研究进展

冯小雨

（陕西理工学院 生物学院 生物科学071班，陕西 汉中 723001）

指导教师：冯自立

[摘要]简要评述了利用转基因植物生产的药用蛋白种类和表达系统，利用转基因植物生产药用蛋白的研究现状、发展趋势,以及转基因植物生产药用蛋白的基本方法、应用研究等。尽管目前植物作为药用蛋白的生物反应器受到诸多因素限制,优点与问题并存,但利用转基因植物生产药用蛋白是植物基因工程研究领域的一个新的发展趋势。

[关键词]转基因植物;药用蛋白;生物反应器

引言

传统的生物医药基因工程常利用动物病毒、细菌、酵母等为生物反应器进行药用蛋白的生产,存在一些不足之处,如,细菌细胞不能进行许多病毒蛋白质的转录后的修饰作用,不利于蛋白质的正确折叠,导致其免疫性通常较弱;酵母菌对有些蛋白质的过分糖基化可能影响针对特定蛋白质的免疫反应,妨碍着酵母菌在一些疫苗生产中的应用;多数动物培养系统表达水平低,需要昂贵的生长培养基,且培养基需要特殊处理,因此疫苗成本很高,限制了其商品化应用。利用转基因植物作为生物反应器,把外源基因导入植物核基因组或叶绿体基因组中可以生产出在医学上有生物活性的药用蛋白,且可以克服其他反应系统的缺陷,成为药用蛋白生产的又一新途径。

1问题的提出

现代基因工程技术最初是建立在结构简单的微生物,尤其是大肠杆菌的基础之上的,最初都以大肠杆菌为受体表达外源蛋白,用转基因植物生产药用蛋白的思路出自偶然。八十年代末,比利时pgs公司的科学家将一个神经肽(enkephalin,脑啡肽)编码基因转入烟草中表达,用意在于让瘾君子们不用抽烟,只需拿烟叶闻一闻或放在口中嚼一嚼即可过烟瘾,以此减少尼古丁对人体的危害及减少空气污染。他们把这个小肽基因两端设计了两个蛋白酶的酶切位点,将改造后的基因串联导入烟草细胞并成功获得再生植株,结果小肽以多聚体的形式表达存在,用胰蛋白酶和羧肽酶作用后获得了神经肽,每粒种子在200nmol,然而,他们的目的最终没能达到,因为神经肽要经血液运输而起作用,在口腔及消化道内会被降解掉,但他们却意外地找到了一条转基植物生产神经肽的途径,引起人们对此领域的关注。运用相同的思路,美国scripps研究所分别克隆了抗体的重链和轻链基因并转入烟草中,然后使两种转基因烟草杂交,在子代烟草叶片中产生了大量的抗体蛋白,表达水平占叶片总蛋白含量的1.3%,从而开创了用植物生产人、畜用疫苗的新时代,用此法生产抗 体可大大降低成本,生产规模大,可缓解目前疫苗紧缺的局面[1]。

2利用转基因植物生产的药用蛋白种类的研究进展

迄今为止,国内外利用转基因植物生物反应器研究和开发的药用蛋白、酶等已达100种以上,其中在植物中成功表达的药用蛋白质和多肽有:人的细胞因子、表皮生长因子、促红细胞生成素、干扰素、生长激素、单克隆抗体等。

2.1利用转基因植物生产的药用蛋白种类

2.1.1利用转基因植物生产动物口服疫苗

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动物口服疫苗是将病原微生物的抗原编码基因进行克隆重组,导入植物受体细胞进行表达,其表达产物无需纯化,连同植物组织一起口服后可激发动物粘膜免疫,机体产生对该重组蛋白的保护性中和抗体。1992年mason hs等首次报道了将乙型肝炎病毒表面抗原(hbsag)基因转入烟草中获得0.01%表达。1995年mason hs又将hbsag基因转入马铃薯中,并使其在块茎中专一性表达,用薯块饲喂小鼠,在小鼠体内检测到保护性抗体[2]。中国农业科学研究院生物技术研究所刘德虎等在马铃薯和番茄中成功地表达了乙肝表面抗原,将转基因马铃薯饲喂小鼠后,在小鼠血液中检测到乙肝病毒保护型抗体,滴度达10mv以上,该技术已经申请国家发明专利[3]。到目前为止,在转基因植物中表达成功的动物口服疫苗有:人的乙肝病毒疫苗、霍乱弧菌疫苗、肺结核疫苗、产肠毒素大肠杆菌疫苗、norwalk病毒疫苗、狂犬病毒疫苗、涎腺病毒疫苗、轮状病毒疫苗、麻疹病毒疫苗、呼吸道合胞病毒疫苗和牙龋疫苗等。

2.1.2利用转基因植物生产动物保护性抗体

近几年,在植物中表达人和动物的抗体又成为植物基因工程研究领域的焦点,并出现了“植物抗体”这一新概念。它是指动物抗体基因或基因片段在植物中表达的免疫性产物。目前,已有几种转基因植物抗体具备潜在的商业价值:(1)在烟草中表达的抗链球菌表面抗原的分泌型igg-iga抗体(预防龋齿),临床实验证明该抗体预防链球菌腐蚀牙齿的效果与鼠淋巴瘤产生的单抗igg类似。(2)在小麦和水稻中表达的抗癌胚抗原的抗体。癌胚抗原是细胞表面糖蛋白,也是肿瘤相关的特征抗原之一,该抗体在体内造像及肿瘤的免疫治疗方面有广泛的应用价值。(3)治疗单纯疱疹病毒的抗体,在大豆中表达的抗体anti-hsv-2能有效的防止单纯疱疹病毒hsv-2在鼠阴道的存活,其活性与细胞培养得到的抗体相仿。(4)利用植物病毒载体表达的治疗淋巴瘤的抗体(scfv),抗体基因来源于鼠b淋巴细胞瘤,利用该抗体免疫小鼠能使小鼠抵抗淋巴瘤的侵染。

2.1.3利用转基因植物生产药用蛋白和多肽

药用蛋白的市场需求量非常大,如纯化的血清白蛋白(has),全世界的年需求量为550t,传统的生产方法是从人的血液中分离提取,这样提取不仅价格较高而且还有病原微生物污染的危险。而今人们可以利用转基因植物进行生产。类似的植物性来源的药用蛋白质还有人的白介素、干扰素、脑啡肽、以及两种价格十分昂贵的药物:粒细胞巨噬细胞集落刺激因子和葡糖脑苷脂酶等。另外在近期的系列研究中,植物悬浮培养细胞也被用作药用蛋白的表达载体,如人白介素if-2和if-4、核糖体抑活蛋白以及人抗胰蛋白酶等的表达生产。在上述研究中,烟草的悬浮细胞是人们的首选培养细胞,水稻细胞也曾被试验过。

3 转基因植物疫苗和药用蛋白的表达系统

3.1农杆菌介导的核转化系统

目前,研究成功的转基因植物药用蛋白中,有80%是由农杆菌介导形成的转基因植物表达系统生产。**、1990年hi-att等巧妙地利用农杆菌介导方法获得分别表达重链和轻链蛋白的转基因植物,再通过杂交的方法解决了重链和轻链同时表达并组装成抗体。从杂交植物中产生的抗体占整个可溶性蛋白的1%。可以引起流行性急性肠胃炎的诺沃克病毒,抗原诺沃克病毒衣壳蛋白(nvcp)在转基因烟草叶片和马铃薯块茎中表达,其病毒抗原产率分别为总可溶性蛋白的0.23%和0.37%,饲喂小鼠均引起免疫反应[2]。

3.2植物病毒瞬时高效表达载体

常用的植物病毒载体有烟草花叶病毒(tobacco mosaicvirus,tmv)、番茄丛矮病毒(tomato bus ……此处隐藏12556个字……临床研究，商品名为“肾海康” 。

7、免役调节作用海洋药物的研究

海洋天然产物是免疫调节剂的重要来源。具有免疫调节活性的角叉藻聚糖，是来自大型海藻的硫酸化多糖的一大类成分，被广泛用于肾移植的免疫抑制剂和细胞应答的修饰剂。

8、其他海洋药物的研究

其他如神经系统药物、抗过敏药物等研究亦取得较大成果。海洋是新种属微生物的生存繁衍地，从众多的新种属微生物中，可以培养出一系列高效的抗菌药物，如来源于多种链霉菌的teleocidin 即为一种强抗菌药物。海洋毒素是海洋生物研究进展最为迅速的领域，多数海洋毒素具有独特的化学结构。由于许多高毒性的毒素是以针对生物神经系统或心血管系统的高特异性作用为基础，因此，这些毒素及其作用机制是发现新神经系统或心血管系统药物的重要导向化合物和线索，也可作为寻找新农药的基础。现已发现的海洋毒素其化学结构大致可分为：聚醚类化合物、含氮化合物、溶血糖脂类、记忆丧失性氨基酸贝毒、酯溶性酚类和含磷化合设物。

从海洋生物中发现的大量活性天然成分，有的可以直接进入新药的研究开发，但有的活性成分存在着活性较低或毒性较大等问题。因此，需要将这些活性成分作为先导化合物进一步进行结构优化，如结构修饰和结构改造，以期获得活性更高、毒性更小的新的化学成分。不少海洋天然活性成分含量低，原料采集困难，限制了该化合物进行临床研究和产业化。寻找经济的、人工的、对环境无破坏的药源已成为海洋药物开发的紧迫课题。采用化学合成的方法进行化合物的全合成是解决药源问题的一个重要手段，已有不少海洋活性天然产物实现了全合成，如草苔虫内酯和海鞘素b均已成功地进行了全合成，由于不少成分结构非常复杂，要进行全合成，难度大、成本高，不易形成产业化。

目前，海洋生物制药主要通过海洋药物基因工程，包括：(1)将海洋药物基因转入陆地生物中表达；(2)将来自陆地的药物基因转入海洋生物中表达；(3)将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达[4]。目前的热点集中在海洋活性天然产物的研究及新药研究、海洋多糖的研究及新药开发、海洋微生物的研究及新药开发和海洋生物基因工程技术的研究等四个方面。但我国海洋生物制药产业仍存在以下问题：1.研发费用与能力不足。2.技术兼经营型人才与专业型人才缺乏。3.缺乏海洋生物制药产业化的有效机制。

二、海洋生物制药的研究展望

二十一世纪的海洋生物技术，经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，将向着水产养殖、天然产物获取和新能源

开发3个方向发展[5]。海洋生物技术的兴起，再加上现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合，这大大繁荣了海洋药物的研究与开发。

在未来的很长一段时间内，海洋生物制药的主要发展方向有：(1)增强海洋天然产物的活性；(2)加强海洋微生物药物的开发；(3)开发海洋生物细胞工程药物；(4)开发海洋生物基因工程药物。当前，我国海洋生物产业发展正处于由起步向全面迈入产业化崛起的关键时期，应在资金和技术两方面加大投入，保障其持续发展。在增加政府公共投入的基础上，可吸引社会风险投资，支持企业产品研发，同时提升企业自主研发能力，逐步形成以市场为导向、企业为主体、高校和科研院所为支撑、其他社会资源为补充的技术创新体系。高度重视人才的培养和引进、加强官、产、学、研相结合的方式，促进我国海洋生物制药产业的快速发展，为人类的健康、作出贡献，使海洋生物制药产业在我国经济乃至世界经济中占有一席之地。预计我国未来还将形成深海养殖产业、生物资源评价和保护产业、海洋鱼类疫苗产业等新型的海洋生物产业，因此，海洋生物产业将成为未来中国生物产业发展的重点领域之一。

从和谐发展的角度看，我们在看到海洋药物的巨大潜力的同时，也应注意避免海洋生态系统被破坏。现代生物技术应用于海洋药物的研究，使生物技术制药进入一个新的时代，为海洋科学和制药产业的发展以及人类可持续地开发海洋资源开辟了新的道路。

参考文献：

[1] 相建海.跨越新世纪的海洋生物高技术前沿.高技术通讯,2014，10(7)：1—4.

[2］关美君，林文翰,丁源.海洋药物-二十一世纪中国药学研究的新热点.中国海洋药物,200l，20(1)：1—5.

[3] 罗素兰,张本,长孙东亭等.海洋药物研究新进展及其开发战略.海南大学学报:自然科学版,2014,21(4)：365—370.

[4] morc0s n c．phycocyamin laser activation cytotoxic effect and uptake in human atheresclerotie plaque．lasers surg med ．1988．8 (1)：7—10.

[5] luiten e e m，akkennan i，koulman a，et a1．realizing the promises of marine biotec hnology. biomolecular engineering，2014．20(4 -6)：429—439.

第五篇：生物制药专业

生物制药专业

一、 专业介绍

本专业为2014年新增本科专业，立足北京，以主动适应人才市场需求和提高人才竞争力的需要为出发点，突出应用性。使学生掌握制药技术的基本原理和实验方法，具备将生物技术和制药技术结合起来进行初步科学研究的能力和具有独立设计和改进实验方案的能力，具有现代生物制药企业管理和产品营销方面的基本知识，了解生物制品、制药等相关企业的生产工艺和流程，使毕业生有较宽的就业机会和较强的竞争力。

二、 就业前景 1. 具有将生物、医学与工程技术相结合的综合人才前景看好。

生物制药专业就业前景很好，这类人才需具备两方面技能：其一是新品研发，其二是仪器操作。

生物医学工程领域、生物技术领域、生物信息领域、医疗卫生部门等相关单位对该类人才都有强大的需求。

2.生物生化制品市场调研得知，化工制药由于他偏重于化工，可以到化工厂，可以到制药厂，可以到于医药有关的单位，就业前景更好。

3.中药制药的很少，而且现在我国提倡中药现代化，现在我国用药有很大一部分是中成药，从这个角度看，就业应该没

有问题，但是最近几年，由于中成药的不良反应逐年增多，中成药产业受到很大影响，所以就业还是有一定的难度 !

生物制药应该有比较好的发展前景，但目前国内限于专用设备，以及相应产品开发不够，就业可能比较困难， 可以说国家的政策关于生物方面的正在和国际靠拢，但发展还很不完善 ，你如果选择学生物就的做好读研的准备， 工作不好在找，也需要深造，只要你英语好， 出国深造还是很有前途的。

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