第十二章微生物制药文档格式.docx

1、抗菌，抗肿瘤，抗病毒，抑制免疫，杀虫，除草等。（二）医疗用抗生素的特点 1、较大的差异毒力 差异毒力：对微生物或肿瘤细胞的抑制，杀灭作用，与对机体损害的差异。越大，越有临床应用价值。 Eg青霉素抑制细菌细胞壁合成，动物细胞不具细胞壁，差异毒力大。 2、生物活性强大而具有选择性 微量抗生素对微生物具有抑制或杀灭作用。 MIC，最低抑菌浓度，能抑制细菌生长所需药物的最低浓度。Ug/ml 不同抗生素作用机制不同，具有一定抗菌谱。分为广谱抗生素和窄谱抗生素。 抗菌谱：抗生素所能抑制或杀灭微生物的范围和所需剂量。 3、不易产生抗药性、毒副作用小、不易引起超敏反应，吸收快，血药浓度高等。（三）抗生素的分类

2、 1、根据抗生素的产生来源分类 （1）细菌产生的约850种，占9%，主要是芽孢杆菌属中多粘芽孢杆菌、枯草杆菌，假单胞菌属的绿脓杆菌和肠道细菌。 大多数是多肽类抗生素，对肾脏毒性较大，多作为局部用药。还分离到其他类新抗生素。 （2）放线菌产生的，4200种，链霉菌产生最多。主要有氨基糖苷类、四环类、大环内酯类、多烯类、放线菌素等。 （3）真菌产生的，1450种，青霉菌属产生的青霉素，头孢菌属产生的头孢菌素。 （4）植物和动物产生的，2800种，地衣酸、蒜素、鱼素等。 2、根据化学结构分类 （1）B-内酰胺类抗生素，青霉素、头孢菌素 （2）氨基糖苷类，链霉素、卡那霉素 （3）大环内酯类抗生素，红霉

3、素，麦迪霉素 （4）四环类，四环素，金霉素 （5）多肽类，多黏菌素、杆菌肽等。二、抗生素产生菌的分离和筛选 （一）土壤微生物的分离 （二）筛选 （三）早期鉴别 （四）分离精制 （五）临床前试验研究 （六）临床实验（一）土壤微生物的分离 1、采土 注意环境，性质，时间，记录，无菌操作 较干燥、偏碱性、有机物丰富土壤，春秋季。 操作：去植被、表土，取5-10cm深处土壤，装入无菌容器，贴标签。 2、分离放线菌 无菌水稀释或研碎土壤接种多种放线菌培养基（加入抑制真菌生长药物）挑取放线菌菌落斜面纯培养（二）筛选 1、筛选模型 作为检测抗生素生物学活性的试验菌、噬菌体、肿瘤细胞等，非致病菌。 金黄色葡萄

4、球菌革兰氏阳性球菌；枯草芽孢杆菌革兰氏阳性杆菌； 耻垢分支杆菌结核分枝杆菌；大肠杆菌-革兰氏阴性菌；白假丝酵母-酵母；曲霉-真菌；噬菌体-病毒 2、筛选方法 琼脂扩散法 试验菌平板放上含放线菌的滤纸片或一定大小琼脂块有无抑菌圈（三）早期鉴别 产生菌方面：和进行形态、培养、细菌生化反应等试验，对抗生素产生菌进行初步分类鉴定。 产生的抗生素方面：抗生素进行抗菌谱测定，极性和溶解度的测定，酸碱性等。（四）分离精制 将产生菌扩大发酵培养，选择合适方法提取，精制纯化。（五）临床前试验研究 对动物毒性试验，动物体内治疗试验，药物在动物体内分布、排泄、代谢等试验，摸索剂量，方式，了解不良反应，致突变等。（六

5、）临床实验 将药物应用到人体的试验，效果良好的经药政部门审查批准，才可投入生产和临床使用。三、抗生素的制备 抗生素的制备分为发酵和提取两个阶段 发酵：抗生素产生菌在一定培养条件下生物合成抗生素的过程，包括菌体生长和产物合成不同性质的代谢过程。 提取：将抗生素从发酵培养物中提取出精制，制成抗生素成品。 菌种-孢子制备-种子制备-发酵-发酵液预处理-提取和精制-成品检验-成品包装（一）发酵阶段 1、抗生素发酵特点 （1）需氧发酵，不断通入无菌空气，机械搅拌。 （2）深层发酵，液体深层发酵，大型发酵罐，温度控制冷却设备。 （3）纯种发酵，防止杂菌污染。 2、抗生素发酵一般流程 （1）孢子制备 培养菌

6、种，制备一定数量和质量的孢子，扁茄形瓶，培养基氮源，碳源不宜丰富。 （2）种子制备 使孢子萌发，形成一定数量和质量的菌丝。种子罐，一级、二级、三级发酵，培养基采用玉米浆等易于迅速利用，生长因子丰富的营养物质。 （3）发酵 分为菌体生长阶段、抗生素合成阶段，菌体自溶阶段。 选择合适发酵培养基和培养条件缩短生长阶段，使菌体代谢转入抗生素合成代谢 进入合成阶段，采用加糖、补料等延长合成期，获得高产量。应控制的因素 A 、防止杂菌污染 原因：培养基和设备灭菌不彻底，种子带杂菌，空气过滤系统被污染，发酵设备渗漏，操作不慎等，无菌操作不规范。 B、 营养物质的控制 适当丰富，廉价而来源广泛，满足生长和合成

7、需要。 C 、Ph的控制 不同生长阶段最适ph值不同，加入缓冲物质保持ph相对稳定，如碳酸钙；或补入酸性或碱性物质，调节ph。青霉素发酵过程补充葡萄糖，补充了碳源和调节了ph酸性。 D 、温度的控制 生长和产物合成所需酶不同，最适温度也不同。抗生素生产采用变温发酵，生长最适温度高于合成温度。发酵产热，通过水循环系统降温。 E、 前体的调控作用 前体：直接参与抗生素分子的组成而自身结构无显著变化的物质。控制发酵合成的方向。 青霉素G发酵以苯乙酰作为前体，红霉素发酵以丙醇为前体。 F、 通气、搅拌及消沫 空气通过过滤系统输入无菌空气。搅拌和挡板增加通气效果。 由于发酵液中蛋白质易发泡，搅拌和通气加

8、剧发泡，易导致染菌，添加消泡剂等。 G 、发酵终点的判断 抗生素产量增加不显著，菌体出现自溶；氨基氮含量上升；发酵黏度升高，ph不正常（二）发酵液预处理及提取阶段 1、发酵液预处理 除去重金属离子、蛋白质、菌体，便于提取。 方法：加热使蛋白质变性，加草酸、磷酸等使钙、镁、铁沉淀，过滤离心除去。 2、提取 （1）溶媒萃取法：抗生素不同ph条件下状态不同，溶解度不同，分子态易溶于有机溶媒，离子态易溶于水。 调节ph将抗生素转至有机溶媒相，或相反方向，浓缩和纯化。 （2）离子交换法：离子交换树脂分离提取，抗生素解离为阳离子或阴离子与交换树脂交换，抗生素吸附，再洗脱，达到分离、浓缩、纯化。 成本低、设

9、备简单、操作方便 （3）沉淀法 利用等点电时与酸、碱、金属盐形成难溶盐，沉淀析出。 （4）吸附法 一定ph，抗生素吸附于吸附剂，再以洗脱剂洗脱。活性炭、氧化铝、硅胶、大网格聚合物四、抗生素的生物合成 （一）次级代谢产物的特点 初级代谢产物：微生物生产繁殖所必需小分子有机物，通过代谢合成多种组分。维生素，氨基酸，嘌呤，嘧啶等。 次级代谢产物：微生物合成，对自身生长、繁殖无显著功能的代谢产物，抗生素，色素等。 1、对微生物自身的生长、繁殖无显著功能 2、与初级代谢紧密相连 环境营养充足时，初级代谢，生长，繁殖。 营养受限制，次级代谢，抑制某些初级代谢产物合成，避免某些合成受限。 3、一定条件下大量

10、合成 初级代谢产物受反馈调节，次级代谢产物不受反馈调节，能大量合成。（二）抗生素生物合成的代谢途径 1、抗生素合成的基本过程 营养物摄入形成初级代谢物合成抗生素前体修饰、重排各抗生素合成聚合或装配合成抗生素 2、生物合成的调节 （1）受产生菌生长速率调节 加糖、补料，延长菌体生长的稳定期，提高发酵产量。 （2）受分解代谢物调节 培养基中能够被产生菌迅速利用的营养物质及分解代谢产物，对其他代谢酶的调节作用。 青霉素“葡萄糖效应”，产生菌迅速利用葡萄糖，分解代谢物抑制青霉素的合成。 （3）合适的初级代谢基础 初级代谢使产生菌迅速生长繁殖，提供菌体量，代谢能量和有机碳骨架。作业 1、抗生素发酵的特点

11、、过程及影响因素。 2、发酵液的处理方法有哪些？ 3、抗生素的分类和主要作用。第二节 氨基酸 一、氨基酸的应用 1、食品工业：补充植物缺少的赖氨酸、苏氨酸和色氨酸；调味，鲜味的谷氨酸-钠和天冬氨酸钠，甜味的甘氨酸、丙氨酸、L-天冬氨酸、苯丙氨酸甲酯 2、饲料工业：提高营养价值，添加赖氨酸、蛋氨酸，促进产蛋和生长。 3、医药工业：氨基酸输液，补充蛋白质营养，术后或烧伤病人；复合氨基酸注射液，浓度高、体积小、无热源质与过敏物质，比水解蛋白好。 4、化学工业：谷氨酸制备洗涤剂（十二烷酰基谷氨酸钠肥皂），润肤剂（焦谷氨酸钠）、聚谷氨酸人造革，人造纤维和涂料。 5、农业：制造特殊农药，N-月桂酰-L-异

12、戊氨酸防止稻瘟病，提高稻米蛋白质含量；提高农作物抵抗力，可被分解，无公害。 二、生产方法 1、抽提法：酸水解蛋白质原料，提取氨基酸。半胱氨酸、胱氨酸、酪氨酸 2、直接发酵法：糖和铵盐发酵生产。大多数氨基酸 3、添加中间产物的发酵法：发酵中添加氨基酸前体，防止合成途径中反馈调节；丝氨酸、色氨酸、蛋氨酸等 4、酶法：完整菌体或酶制造。天冬氨酸、丙氨酸、赖氨酸、色氨酸等 5、合成法：化学合成生产蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸等。化学合成中间体酶法制造时发展方向。第三节 维生素 一、维生素C 抗坏血酸，参与人体多种代谢过程，使组织产生胶原质，影响毛细血管的渗透性及血浆凝固，刺激造血机能，是必需的营养成分。较强

13、还原性，做为抗氧化剂。 化学合成法、半合成法、发酵法、重组菌一步发酵法等 二、维生素B2 核黄素，与蛋白质结合，称核黄素蛋白。是动物发育和许多微生物生长的必需营养因子，治疗眼角膜炎、白内障、结膜炎等炎症的重要药物。 合成：细菌、酵母和霉菌。 主要方法是发酵法，主要存在菌丝里。 三、维生素B12 钴维素，参与机体许多代谢反应，维持机体生长的重要因子，治疗儿童恶性贫血。 生产：从动物肝脏提取、化学合成。工业主要用微生物生产，细菌和放线菌。方法：从链霉素、庆大霉素发酵废菌体中提取，用丙酸杆菌直接发酵生产。第四节 甾体化合物 多种激素的成分：胆甾醇、胆酸、肾上腺皮质激素、孕激素、性激素等。 作用：调节

14、作用。肾上腺皮质激素抗炎症、抗超敏反应、抗休克等，用于治疗或缓解类风湿关节炎、支气管哮喘、过敏性皮炎、胶原性疾病、过敏性休克、阿迪森病等。性激素治疗性病、口服避孕药等。蛋白质同化激素用于改善蛋白代谢、恢复和增强体力，利尿降压等。 工业生产以天然甾体化合物为原料，化学合成为主。第五节 酶与酶抑制剂 一、医药领域常用酶制剂 1、链激酶和链道酶，乙型溶血性链球菌产生，治疗脑血栓，溶解血凝块；链道酶降低脓液黏度，治疗脓胸。 2、透明质酸酶，存在动物毒液中，化脓性链球菌、产气荚膜梭菌等。与注射剂同时用，加速药物扩散，有利吸收，使肿胀与血肿消退，减轻痛苦。 3、天冬酰胺酶，许多细菌可产生，目前用大肠杆菌生

15、产。水解天冬酰胺，抑制肿瘤细胞生长，治疗白血病和某些肿瘤。 4、消化酶，微生物产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，治疗消化不良。 5、青霉素酰化酶，半合成青霉素的生产中有重要作用。 二、酶抑制剂 微生物产生的一类小分子生理活性物质，特异性抑制某些酶的活性。来源于微生物的酶抑制剂，低毒性、分子量小、结构新而多样，是研究生物功能和疾病过程的工具，用于增强免疫、生理功能调节、疾病治疗、治疗抗药菌感染等。 采用与抗生素筛选类似的方法。酶抑制剂 1、蛋白酶抑制剂 与炎症、受精、癌症、免疫及肌肉萎缩等有关，用于治疗急性胰腺炎、烧伤、胃溃疡、肌肉萎缩等，还能提高免疫力，抑制肿瘤。 2、细胞膜表面酶抑制剂 与免疫功

16、能、炎症反应、肿瘤发生、病毒感染等有密切关系。 3、糖苷酶及淀粉酶抑制剂 炎症、癌症、免疫现象、病毒感染等于糖质有密切关系。淀粉酶抑制剂通过妨碍食物中消化作用，治疗和防止肥胖症、动脉硬化症、高血压、糖尿病等。 4、肾上腺素合成酶抑制剂 降血压药物 5、-内酰胺酶抑制剂 治疗产生-内酰胺酶的抗药菌感染。第六节 菌体制剂 一、药用酵母 高温干燥灭活酵母菌，含丰富营养物质，蛋白质、氨基酸、维生素，辅酶A、细胞色素C等，促进身体机体代谢、增进食欲，治疗消化不良和B族维生素缺乏症。 酒精或啤酒发酵后的废酵母加碳酸钠去苦味制得，也可直接发酵。 二、活菌制剂 防治某些疾病和提高人体健康水平。 乳酸菌制剂，在

17、肠道生长繁殖，分解糖类产生乳酸使肠道环境变酸，防止有害细菌繁殖，防止产生毒素和致病；发酵产生二氧化碳促进蠕动，调节肠功能防止便秘，治疗消化不良、胀气、小儿腹泻等；合成B族维生素，治疗菌群失调引起的维生素B缺乏症；防止菌群失调，维持微生态平衡。 乳酸菌和双歧杆菌具抗癌和延缓衰老的作用，厌氧棒杆菌能激发机体细胞免疫。 蜡样芽孢杆菌，消耗氧气，促进厌氧菌生长，抑制需氧菌生长，预防和治疗幼儿腹泻、肠炎、痢疾等。第七节 其他微生物制剂 一、核酸类物质 嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸及衍生物在治疗心血管疾病、肿瘤方面有特殊疗效。肌苷或辅酶A治疗心脏病、白血病和血小板下降及肝病；ATP治疗代谢紊乱、辅助心脏病、肝病

18、治疗。 农业方面，提高产量；食品工业方面，作为特鲜味精、酱油原料。 生产方法：酶解法、半合成法和直接发酵法 二、生物碱 主要由植物产生，某些微生物。 紫麦角菌生产麦角碱，主要用作子宫收缩剂；诺卡菌产生安沙美登素治疗白血病 三、微生物多糖 食品、医药、石油、化学工业有巨大应用潜力。 医药领域：右旋糖苷，代血浆主要成分，维持血液渗透压和增加血液容量作用，用于抗休克、消毒和解毒等，治疗动脉硬化。 环状糊精，药物稳定剂，提高药效、减缓药物毒性和副作用。 真菌多糖，灵芝、茯苓、猴头、银耳、香菇和冬虫夏草等，增强机体免疫、抗肿瘤作用。 四、螺旋藻 蛋白质含量达干重60-80%，含八种人体必需氨基酸，补充蛋白质营养；含多糖、不饱和脂肪酸、多种维生素、酶类、矿物质等。 海藻多糖能激活免疫受体，提高免疫功能，在癌症的辅助治疗中，具有安全性高、毒副作用小、抑瘤效果好等优点。