《《核酸类药物》课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《核酸类药物》课件.ppt（75页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第十二章第十二章 核酸类药物核酸类药物“珍奥核酸”的争论l1998年4月，大连珍奥核酸科技发展有限公司在大连开发区建成一期工程。l珍奥核酸说明书摘录 增强基因自我修复能力，显著改善脑机能，促进新陈代谢及细胞分裂，提高免疫力，美容养颜润肤。核酸具有抗病毒，抑肿瘤，抗衰老，健脑益智的功效。在临床实验中，令医学界十分惊奇的是：在糖尿病及并发症，肝脏疾病，高脂血症，脑血栓后遗症等心脑血管疾病，老年痴呆症，肢体震颤麻痹（帕金森氏病），关节炎，白细胞减少症，神经系统疾病，性功能减退，肝肾受损等诸多方面，核酸都显现出独特的保健功效。在广告中加入38位因研究核酸而获得诺贝尔奖的科学家的材料 l“珍奥核酸”被列
2、入“98年国家级火炬计划”，成为大连的重点推荐产品。l在两年的时间里，“珍奥核酸”获得：l“全国第十二届发明展览金奖”l中国保健科技协会“向消费者推荐产品”l卫生部“2000年中老年保健国际学术论坛暨中国保健品国际博览会金奖”l辽宁省政府“医药行业科技进步一等奖”l方舟子：“核酸营养是个商业大骗局”l中国“人类基因组计划”项目负责人杨焕明：“所谓核酸食品在营养价值上和米粉没有太大的差别”l加州理工学院院长戴维巴尔的摩（1975年诺贝尔医学奖）：“据我所知，没有证据表明核酸是一种营养物或有益健康。在我看来它不可能有任何益处。”l如何分清核酸、核酸药物、珍奥核酸三者之间的区别？第十四章 核酸类药物
3、l第一节 核酸类药物概述l第二节 天然核酸类物质的制取l第三节 核酸类结构改造药物的制备第十四章 核酸类药物l第一节 核酸类药物概述 1.核酸类药物概述 2.核酸类药物分类l第二节 天然核酸类物质的制取l第三节 核酸类结构改造药物的制备第十四章 核酸类药物l第一节 核酸类药物概述l第二节 天然核酸类物质的制取 1.RNA与DNA的提取与制备 （一）RNA的提取与制备 （二）DNA的提取与制备 2.单核苷酸的制备 （一）酶解法 （二）发酵法生产核苷酸 （三）半合成法制备核苷酸 3.核苷的制备 （一）RNA化学水解法制备核苷 （二）发酵法生产核苷l第三节 核酸类结构改造药物的制备第十四章 核酸类药
4、物l第一节 核酸类药物概述l第二节 天然核酸类物质的制取l第三节 核酸类结构改造药物的制备 1.叠氮胸苷（AZT）2.阿糖腺苷 3.三氮唑核苷 4.阿糖胞苷 5.聚肌胞苷酸(PolyI:C）6.胞二磷胆碱核酸类药物概述l在在18691869年，年，F.MischerF.Mischer从细胞核中分离得到一种从细胞核中分离得到一种酸性物质，即现在被称为酸性物质，即现在被称为核酸核酸的物质。的物质。l19391939年，年，E.KnappE.Knapp等第一次用实验方法证实核酸等第一次用实验方法证实核酸是生命遗传的基础物质。是生命遗传的基础物质。l核酸不仅携带有各种生物所特有的核酸不仅携带有各种生物
5、所特有的遗传信息遗传信息而且而且影响生物的蛋白质合成和脂肪、糖类的代谢。影响生物的蛋白质合成和脂肪、糖类的代谢。核酸类药物概述l核酸是一种核酸是一种多聚体大分子多聚体大分子，它的组成单元是，它的组成单元是核苷核苷酸酸，将核苷酸中的磷酸基团去掉，剩余部分称，将核苷酸中的磷酸基团去掉，剩余部分称核核苷苷，核苷进一步分解可生成，核苷进一步分解可生成戊糖和碱基。戊糖和碱基。胰核酸酶胰核酸酶胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶核苷酶核苷酶核酸类药物概述l核酸类药物则正是在恢复它们的正常代谢或干扰核酸类药物则正是在恢复它们的正常代谢或干扰某些异常代谢中发挥作用的。某些异常代谢中发挥作用的。高尿酸血症：尿酸盐结晶沉
6、积于关节、软组织、软骨及肾，高尿酸血症：尿酸盐结晶沉积于关节、软组织、软骨及肾，导致关节炎、尿路结石和肾脏疾病。导致关节炎、尿路结石和肾脏疾病。l治疗：别嘌呤醇治疗：别嘌呤醇核酸类药物概述l核苷及其衍生物干扰病毒DNA的合成，治疗病毒疾病。l腺苷、肌苷、尿苷、核苷酸、脱氧核苷酸、双丁酰环腺苷酸、胞二磷胆碱、核苷三磷酸等核酸组分及衍生物，是天然的代谢激活剂，有助于改善机体的物质代谢和能量代谢，加速受损组织的修复。临床广泛用于放射病、血小板减少、急慢性肝炎、血细胞减少、心血管疾病等。l辅酶A是调节糖、脂肪及蛋白质代谢的重要因子，用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等。l嘌呤核苷酸GMPAMPl嘧啶核
7、苷酸的结构核酸类药物分类具有天然结构的核酸类物质具有天然结构的核酸类物质l如：如：ATP、GTP、CTP、UTP、IMP、CoA、CoI(NAD+)、CoII(NADP+)。l这类药物有助于改善这类药物有助于改善物质代谢物质代谢和和能量平衡能量平衡，修复受损组织修复受损组织，促使缺氧组织恢复正常生促使缺氧组织恢复正常生理机能理机能。l临床上广泛用于放射病、血小板减少症、临床上广泛用于放射病、血小板减少症、白细胞减少症、急慢性肝炎、心血管疾病白细胞减少症、急慢性肝炎、心血管疾病和肌肉萎缩等的治疗和肌肉萎缩等的治疗。核酸类药物分类具有天然结构的核酸类物质具有天然结构的核酸类物质l这些药物多数是生物
8、体自身能够合成的物质，在这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在具有一定临床功能的前提下，毒副作用小，它们具有一定临床功能的前提下，毒副作用小，它们的生产基本上都可以经微生物发酵或从生物资源的生产基本上都可以经微生物发酵或从生物资源中提取。中提取。lATPATP：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉或冠状动脉硬化、：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉或冠状动脉硬化、肝炎等的治疗或辅助治疗。肝炎等的治疗或辅助治疗。l肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血小板减少等。肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血小板减少等。核酸类药物分类自然结构核酸类物质的类似物和自然结构核酸类物质的
9、类似物和聚合物聚合物l它们是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病它们是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病的重要药物，也是产生干扰素、免疫抑制的重要药物，也是产生干扰素、免疫抑制的临床药物。的临床药物。l主要有叠氮胸苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、主要有叠氮胸苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、聚肌胞等。聚肌胞等。核酸类药物分类自然结构核酸类物质的类似物和自然结构核酸类物质的类似物和聚合物聚合物l它们大部分通过由自然结构的核酸类物质进行它们大部分通过由自然结构的核酸类物质进行半合成半合成为结为结构改造物，或者采用构改造物，或者采用化学一酶合成法化学一酶合成法。珍奥核酸究竟是什么？是从动植物组织中提取的核酸类物质，并不一定含有
10、上述核酸类药物。因而珍奥核酸是一种保健品，服用珍奥核酸起不到上述治疗作用，保健品也不应作为药物使用。（一）（一）RNA的提取与制备的提取与制备 在工业上主要由在工业上主要由RNA生产生产5-核苷酸。核苷酸。RNA经桔青酶作用可得鲜厚味强的经桔青酶作用可得鲜厚味强的5-呈味核苷呈味核苷酸；在医药上，可治肝炎、心脏病、关节炎、抗酸；在医药上，可治肝炎、心脏病、关节炎、抗癌和抗病毒；癌和抗病毒；RNA还可应用于洗涤剂、乳化剂、还可应用于洗涤剂、乳化剂、奶液和雪花膏等，在日用化妆品中，有润肤养颜奶液和雪花膏等，在日用化妆品中，有润肤养颜的效果；在农业生产中，的效果；在农业生产中，RNA的使用可使农作的
11、使用可使农作物早熟和增产物早熟和增产。（一）（一）RNA的提取与制备的提取与制备l1.RNA的工业来源的工业来源 从微生物中提取从微生物中提取RNA，是工业上最实际和有效的方法，是工业上最实际和有效的方法，一些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。一些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。通常在细菌中RNA占5-25，在酵母中占2.715，在霉菌中占0.7%28%,面包酵母含RNA4.17.2。l2.高高RNA含量酵母菌体的筛选含量酵母菌体的筛选 酵母菌体收率高，易于提取RNA。可以可以从自然界筛选从自然界筛选并可用并可用诱变育种诱变育种的方法提高酵母的的方法提高酵母的RNA含量。含量。（一）（一）RNA
12、的提取与制备的提取与制备l发酵法生产高含量发酵法生产高含量RNARNA酵母及其酵母及其RNARNA提取工艺提取工艺流程见图流程见图12-812-8。（一）（一）RNA的提取与制备的提取与制备l3用工业废水培养高含量用工业废水培养高含量RNA酵母酵母 使用工业废水培养高含量使用工业废水培养高含量RNA酵母酵母减少环境污减少环境污染，降低粮食消耗染，降低粮食消耗，如，如味精生产废水味精生产废水中的成份基中的成份基本上可供酵母生长。本上可供酵母生长。（一）（一）RNA的提取与制备的提取与制备l4.RNA提取实例（二）（二）DNA的提取与制备的提取与制备 DNA，可以促进细胞的活化，调节新陈代谢，延缓
13、机体衰老，维护正常免疫功能有积极的作用。l1工业用工业用DNA的提取的提取 从冷冻鱼精中提取。鱼精中主要含有核蛋白、酶类以及多种微量元素。核蛋白的主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)和碱性蛋白质(鱼精蛋白)，其中DNA 占大约23。纤维状纤维状DNADNA沉淀沉淀（二）（二）DNA的提取与制备的提取与制备l2具有生物活性具有生物活性DNA的制备的制备 可从可从动物内脏动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件03。动物内脏加4倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎1分钟，匀浆于2500rpm离心30分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤3次，每次洗涤后离心，将沉淀悬浮于20
14、倍量的冷生理盐水中，再捣碎3分钟，加入2倍量5十二烷基磺酸钠，并搅拌23小时，在0 2500rpm离心，在上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状DNA，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品DNA。（一）酶解法（一）酶解法1.酶解法制备脱氧核苷酸酶解法制备脱氧核苷酸，参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，p330（一）酶解法（一）酶解法2.酶解法制备戊糖核苷酸，酶解法制备戊糖核苷酸，参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，p331（一）酶解法（一）酶解法l3双酶法生产肌苷酸和鸟双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（苷酸（I+G）。）。l呈味核苷酸的主要品种是呈味核苷酸的主要品种是肌苷酸钠和鸟苷酸钠，商肌苷酸钠和
15、鸟苷酸钠，商品名称为（品名称为（I+G），用核），用核酸酶酸酶P1降解降解RNA可获得可获得GMP和和AMP，其中，其中AMP经脱氨生成经脱氨生成IMP。l双酶法生产肌苷酸和鸟苷双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸的工艺流程酸的工艺流程l参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，p330（一）酶解法（一）酶解法l4菌体自溶法生产核苷酸菌体自溶法生产核苷酸l 磷酸二酯酶磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的在合适的条件下降解细胞内的RNA可产生可产生5-核苷酸。在国内用核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体谷氨酸产生菌体自溶自溶法生产法生产5-核苷酸。工艺流程如下：核苷酸。工艺流程如下：（一）酶解法（一）酶解法l5碱水解法生产
16、碱水解法生产2、3-混合核苷酸。混合核苷酸。l用用酶法酶法降解降解RNA得到的是得到的是5-核苷酸，可用于生产核苷酸，可用于生产呈味核苷酸。呈味核苷酸。l2、3-混合核苷酸在医药上有它的特殊用途。对血小板减少，白血球减少症和癌症化疗后升白血球均有较好疗效。l用用碱水解碱水解RNA 可产生可产生2、3-混合核苷酸。实际混合核苷酸。实际上，是由于稀碱水解过程中，先形成一个中间环上，是由于稀碱水解过程中，先形成一个中间环状物状物2、3 环状核苷酸，它很不稳定，进一步水环状核苷酸，它很不稳定，进一步水解生成解生成2，3 核苷酸。核苷酸。（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸IMP生成总反应过程生
17、成总反应过程SAMP合成酶合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶SAMP裂解酶裂解酶 GMP合成酶合成酶AMP和和GMP的生成的生成 SAMP（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸l1发酵法生产肌苷酸（发酵法生产肌苷酸（IMP）l肌苷酸钠是一种肌苷酸钠是一种高效增鲜剂高效增鲜剂，在谷氨酸钠，在谷氨酸钠中添加中添加2%，鲜度可以增加，鲜度可以增加3倍。因此在味倍。因此在味精中添加肌苷酸钠后成为第二代特鲜味精。精中添加肌苷酸钠后成为第二代特鲜味精。l l(1)产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径，产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径，代谢调控和肌苷酸发酵机制。代谢调控
18、和肌苷酸发酵机制。（参见吴梧桐主编，（参见吴梧桐主编，p333）（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸l对对5 -IMP的生物合成来说，关键的酶是的生物合成来说，关键的酶是PRPP转转酰胺酶，利用酰胺酶，利用产氨短杆菌产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸直接发酵法生产肌苷酸的关键：的关键：l使用使用腺嘌呤缺陷型腺嘌呤缺陷型菌株。菌株。l提供提供亚适量腺嘌呤亚适量腺嘌呤从而解除了对从而解除了对PRPP转酰胺转酰胺酶的活性影响。酶的活性影响。l选育选育Mn2+不敏感性不敏感性变异株变异株l菌本身的菌本身的5 -核苷酸核苷酸降解酶降解酶活力低活力低（二）发
19、酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸l2.发酵法生产黄苷酸（发酵法生产黄苷酸（XMP）及酶法转化成鸟苷）及酶法转化成鸟苷酸（酸（GMP）。）。鸟苷酸钠鸟苷酸钠是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是三氮唑核苷和无环鸟嘌呤的原料，因此在食品是三氮唑核苷和无环鸟嘌呤的原料，因此在食品工业和制药行业中需求量很大。工业和制药行业中需求量很大。然而直接发酵生产然而直接发酵生产GMP产量很低，没有生产产量很低，没有生产价值。价值。（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸l黄苷酸黄苷酸（XMP）是鸟苷酸（）是鸟苷酸（GMP）的前体产物，）的前体产物，可以通过累积黄苷酸（可以通过累积
20、黄苷酸（XMP），之后再用酶转化），之后再用酶转化法生产法生产GMP。l菌种菌种A：丧失：丧失GMP合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌呤缺陷型。呤缺陷型。l菌种菌种B：5-核苷酸分解力微弱，核苷酸分解力微弱，GMP合成酶活性合成酶活性强强.l控制控制A、B菌接种比例，混合培养，大量产生菌接种比例，混合培养，大量产生XMP并高效转化成并高效转化成GMP。（三）半合成法制备核苷酸（三）半合成法制备核苷酸l由于由于发酵法发酵法生产核苷的生产核苷的产率很高产率很高，因此可由发酵，因此可由发酵法生产核苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷法生产核苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷酸。酸。l
21、方法方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，在冷却条件下加入氯化氧磷，进行磷酸化。从核在冷却条件下加入氯化氧磷，进行磷酸化。从核苷生成苷生成5-核苷酸收率可达核苷酸收率可达90%。核苷的制备核苷的制备l核苷核苷是多种核苷类药物的原料，这些药物是多种核苷类药物的原料，这些药物通常是生物自身能够合成的组成遗传物质通常是生物自身能够合成的组成遗传物质的结构类似物，目前已用于临床的此类药的结构类似物，目前已用于临床的此类药物有几十种物有几十种l另外，核苷的另外，核苷的发酵法发酵法生产水平大大高于同生产水平大大高于同类结构核苷酸的发酵水平，因此肌苷酸钠，类结构
22、核苷酸的发酵水平，因此肌苷酸钠，鸟苷酸钠可分别由肌苷和鸟苷经鸟苷酸钠可分别由肌苷和鸟苷经化学磷酸化学磷酸化化方法合成，方法合成，ATP由由腺苷酯法腺苷酯法合成。合成。（一）（一）RNA化学水解法制备核苷化学水解法制备核苷RNA以以甲甲酰酰胺胺化化学学水水解解，树树脂脂分分离离、结结晶晶，可可制制得得4种种核苷。核苷。（二）发酵法生产核苷（二）发酵法生产核苷l发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成果，产率高，周期短，控制容易，产量大。果，产率高，周期短，控制容易，产量大。l菌种菌种：枯草芽孢杆菌或短小芽孢杆菌变异株，嘌：枯草芽孢杆菌或短小芽孢杆菌变异
23、株，嘌呤核苷分解活性低，而嘌呤核苷酸酶活性高。呤核苷分解活性低，而嘌呤核苷酸酶活性高。l 枯草杆菌枯草杆菌的嘌呤核苷酸合成途径。的嘌呤核苷酸合成途径。(参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，p337)ADPAMPGMPGTPGDPSAMPIMPXMPAMP脱氨酶IMP脱氢酶GMP还原酶SAMP合成酶PRPPAICARSAICARPRPPATPSAMP裂解酶GMP合成酶 （二）发酵法生产核苷（二）发酵法生产核苷l在右边的合成途径中，嘌呤在右边的合成途径中，嘌呤核苷酸生物合成的第一个酶核苷酸生物合成的第一个酶PRPP转酰胺酶转酰胺酶受受AMP、ADP、以及腺嘌呤衍生物的、以及腺嘌呤衍生物的强烈抑制而受鸟
24、嘌呤衍生物强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物的抑制很弱。的抑制很弱。IMP脱氢酶脱氢酶受受最终产物最终产物GMP及鸟嘌呤衍生及鸟嘌呤衍生物反馈抑制，物反馈抑制，SAMP合成酶合成酶受受AMP反馈抑制的。反馈抑制的。l枯草杆菌的枯草杆菌的腺嘌呤腺嘌呤缺陷型，缺陷型，当培养基中提供当培养基中提供限量腺嘌呤限量腺嘌呤时就累积肌苷。时就累积肌苷。l而枯草杆菌的而枯草杆菌的腺嘌呤、腺嘌呤、黄嘌黄嘌呤缺陷型，当培养基中提供呤缺陷型，当培养基中提供限量鸟嘌呤限量鸟嘌呤时就累积腺苷。时就累积腺苷。枯草杆菌的嘌呤核苷酸合成途径PRPP转酰胺酶1发酵法生产肌苷（发酵法生产肌苷（I或或Iou）l肌苷生产菌（肌苷生产菌（AJ1
25、1102）遗传性状：）遗传性状：l腺嘌呤缺陷型（腺嘌呤缺陷型（A-）；）；lGMP还原酶缺失（还原酶缺失（GMPred-）；）；l磺胺脒抗性（磺胺脒抗性（SGr）；）；l精氨酸缺陷型（精氨酸缺陷型（Arg-）。）。l选育出从遗传上解除正常代谢控制的理想选育出从遗传上解除正常代谢控制的理想菌株。肌苷产率达菌株。肌苷产率达20g/L.1发酵法生产肌苷（发酵法生产肌苷（I或或Iou）l工艺要点：工艺要点：l保证培养基有保证培养基有充足充足N源源。l短小芽孢杆菌受短小芽孢杆菌受PO43-的抑制。的抑制。lMg2+、Ca2+对肌苷生产有促进作用。对肌苷生产有促进作用。l提供的生长因子腺嘌呤或酵母粉必须提
26、供的生长因子腺嘌呤或酵母粉必须亚亚适量适量。l发酵条件，发酵条件，3034，pH6.06.2，高，高溶氧，低分压。溶氧，低分压。2发酵法生产鸟苷和黄苷（发酵法生产鸟苷和黄苷（G，X）l鸟苷生产菌性状鸟苷生产菌性状：以肌苷产生菌为出发菌株，再：以肌苷产生菌为出发菌株，再增加德夸菌素抗性，增加德夸菌素抗性，解除解除GMP对酶对酶PRPP转酰胺转酰胺酶酶、IMP脱氢酶、GMP合成酶的反馈抑制的反馈抑制l黄苷生产菌性状与鸟苷产生菌株相类似，关键是黄苷生产菌性状与鸟苷产生菌株相类似，关键是要要缺失缺失GMP合成酶合成酶。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双重缺。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双重缺陷型（陷型（G-和和A-），培养基
27、中限量供给腺嘌呤、鸟），培养基中限量供给腺嘌呤、鸟嘌呤。嘌呤。3发酵法生产腺苷（发酵法生产腺苷（A或或Ado）l腺苷产生菌遗传性状：腺苷产生菌遗传性状：l腺嘌呤回复（腺嘌呤回复（A+）；）；l黄嘌呤缺陷（黄嘌呤缺陷（Xn-）；）；lAMP脱氨酶缺失；脱氨酶缺失；lGMP还原酶还原酶(GMPred-)缺失；缺失；l抗抗8杂氮黄嘌呤（杂氮黄嘌呤（8AXr）l注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜面的反复移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主面的反复移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主要原因。要原因。3发酵法生产腺苷（发酵法生产腺苷（A或或Ado）小结：小结：
28、l以以产氨短杆菌产氨短杆菌为出发株，用为出发株，用发酵法发酵法直接产生直接产生AMP或或GMP是很困难的。因为其生物合成途径经是很困难的。因为其生物合成途径经IMP然后分成两条直链途径，最终合成然后分成两条直链途径，最终合成AMP和和GMP。l而使用而使用枯草杆菌枯草杆菌为出发株，其合成途径经为出发株，其合成途径经IMP分分成两条环形途径，只要阻塞某一代谢途径，就能成两条环形途径，只要阻塞某一代谢途径，就能产生另一途径相应累积产物。产生另一途径相应累积产物。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）l商品名商品名：Refrovir，中文商品名齐中文商品名齐多夫定。是第一种被美国多夫定。是第一种被美
29、国FDA批批准用于准用于临床的治疗艾滋病临床的治疗艾滋病的新药。的新药。l药理作用药理作用：在体内经磷酸化后生：在体内经磷酸化后生成叠氮胸苷酸，取代了正常的胸成叠氮胸苷酸，取代了正常的胸嘧啶核苷酸（嘧啶核苷酸（TMP）参与病毒）参与病毒DNA合成，而含合成，而含AZT成分的成分的DNA不能继续复制，从而阻止病毒增不能继续复制，从而阻止病毒增殖。殖。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）l化学合成，起始原料是化学合成，起始原料是胸苷胸苷，成本高。，成本高。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）lAZT的常见付作用为的常见付作用为贫血贫血、白血球减少白血球减少，有，有32%的患者服药后引起骨髓坏死
30、症，破坏人体的患者服药后引起骨髓坏死症，破坏人体造血功能。造血功能。l1990年年5月新英格兰医学杂志发表了第月新英格兰医学杂志发表了第2个个治疗爱滋病的药物，称双脱氧肌苷（治疗爱滋病的药物，称双脱氧肌苷（DDI），），商品名称商品名称Videx，由美国国立癌症研究所于，由美国国立癌症研究所于1985年发现的。年发现的。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）lDDI的化学结构和药理活性与的化学结构和药理活性与AZT相似，治疗艾滋相似，治疗艾滋病的效果与病的效果与AZT相同。相同。lDDI的抗病毒作用，是通过的抗病毒作用，是通过减慢减慢HIV在人体细胞中在人体细胞中的复制的复制（或繁殖）速度和在
31、免疫系统中的扩散（或繁殖）速度和在免疫系统中的扩散（或传播）速度。（或传播）速度。DDI的治疗效果比的治疗效果比AZT好，极少好，极少发现毒性反应，大剂量给药时，发生外周神经痛发现毒性反应，大剂量给药时，发生外周神经痛和胰腺炎。和胰腺炎。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）l后来，美国又批准一个治疗艾滋病的新药，称为后来，美国又批准一个治疗艾滋病的新药，称为双脱氧胸苷双脱氧胸苷（DDS），是），是HIV复制的抑制剂，可复制的抑制剂，可代替代替AZT。l在体内，通过细胞酶的作用，转化成有抗病毒活在体内，通过细胞酶的作用，转化成有抗病毒活性的双脱氧三磷酸腺苷（性的双脱氧三磷酸腺苷（ddATP），
32、干扰逆转录），干扰逆转录酶而阻止酶而阻止HIV的复制。的复制。l临床验证，临床验证，DDS使使CD4细胞数目增多，延长生存细胞数目增多，延长生存时间，减少致病菌感染的发病率，可作为抗时间，减少致病菌感染的发病率，可作为抗HIV的的首选药物。首选药物。（二）阿糖腺苷（二）阿糖腺苷化学名称为9D阿拉伯呋喃糖腺嘌呤。或称腺嘌呤阿拉伯糖或称腺嘌呤阿拉伯糖苷苷.（二）阿糖腺苷（二）阿糖腺苷作用与用途作用与用途l阿糖腺苷阿糖腺苷是是广谱广谱DNA病毒抑制剂病毒抑制剂，临床上用于治疗疱疹性，临床上用于治疗疱疹性角膜炎，单纯疱疹病毒感染引起的脑炎和乙型肝炎，与角膜炎，单纯疱疹病毒感染引起的脑炎和乙型肝炎，与I
33、FN一样，能够直接作用于病毒。一样，能够直接作用于病毒。l作用机理：作用机理：阿糖腺苷阿糖腺苷在体内受激酶作用生成阿糖腺三磷，在体内受激酶作用生成阿糖腺三磷，是脱氧腺三磷（是脱氧腺三磷（dATP）的拮抗物，从而阻抑了以）的拮抗物，从而阻抑了以dATP为为底物的病毒底物的病毒DNA聚合酶的活力。聚合酶的活力。（二）阿糖腺苷（二）阿糖腺苷l(1)酶酶化学合成法化学合成法 l 以尿苷为原料经以尿苷为原料经氧氯化磷氧氯化磷和和二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺反应，生成氧反应，生成氧桥化合物，在桥化合物，在碱性碱性水溶液中水解成阿糖尿苷，然后加入水溶液中水解成阿糖尿苷，然后加入尿尿苷磷酸化酶苷磷酸化酶，使之生成
34、阿糖，使之生成阿糖-1-磷酸，再加入磷酸，再加入腺嘌呤腺嘌呤和和嘌嘌呤核苷磷酸化酶呤核苷磷酸化酶，使转化为阿糖腺苷，使转化为阿糖腺苷（二）阿糖腺苷（二）阿糖腺苷酶法合成阿糖腺苷，选育了一株优秀菌株产气肠杆酶法合成阿糖腺苷，选育了一株优秀菌株产气肠杆菌（菌（Enterbacteraerogens），），能产生尿苷磷酸能产生尿苷磷酸酶酶（Upase）和嘌呤核苷磷酸化酶（和嘌呤核苷磷酸化酶（Pynpase），），用用菌株的休止细胞作为酶源从阿糖尿苷和腺嘌呤高效菌株的休止细胞作为酶源从阿糖尿苷和腺嘌呤高效地合成阿糖腺苷。菌体也可制成固定化细胞进行连地合成阿糖腺苷。菌体也可制成固定化细胞进行连续化生产。
35、续化生产。（三）三氮唑核苷（三）三氮唑核苷l三氮唑核苷三氮唑核苷又名利巴韦林又名利巴韦林（ribavirin）,商品名病毒商品名病毒唑，为唑，为广谱抗病毒药物广谱抗病毒药物。l经经X X光衍射解析，它的立体光衍射解析，它的立体结构与腺苷、鸟苷非常类结构与腺苷、鸟苷非常类似，在体内被磷酸化成三似，在体内被磷酸化成三氮唑核苷酸，抑制肌苷酸氮唑核苷酸，抑制肌苷酸脱氢酶，阻断鸟苷酸的生脱氢酶，阻断鸟苷酸的生物合成，从而抑制病毒物合成，从而抑制病毒DNADNA合成。合成。（三）三氮唑核苷（三）三氮唑核苷三三氮氮唑唑核核苷苷的的另另一一特特点点是是对对病病毒毒作作用用点点多多，不不易易使使病病毒毒产产生生
36、抗抗药药性性。适适用用于于流流感感、副副流流感感、腺腺病病毒毒肺肺炎炎、口口腔腔和和眼眼疱疱疹疹、小小儿儿呼呼吸吸系系统统等等疾疾病病的的治治疗疗。特特别别在在临临床床上上经经艾艾滋滋病病患患者者试试用用，能能明明显显的的改改善善患患者者症症状状，而而且且不不良良反反应应比比AZT小小，药药物物价格与价格与AZT相差相差50倍倍.（三）三氮唑核苷（三）三氮唑核苷l酶合成法酶合成法l以各种核苷为底物，在嘌呤核苷磷酸化酶以各种核苷为底物，在嘌呤核苷磷酸化酶（Pynpase）催化下水解生成核糖）催化下水解生成核糖-1-磷酸，再与磷酸，再与TCA反应、直接生成三氮唑核苷反应、直接生成三氮唑核苷（三）三
37、氮唑核苷（三）三氮唑核苷l在两步反应中用同一种嘌呤核苷磷酸化酶，在两步反应中用同一种嘌呤核苷磷酸化酶，由于降解产物次黄嘌呤对酶比由于降解产物次黄嘌呤对酶比TCA具有更具有更大的亲和性，致使次黄嘌呤再与核糖大的亲和性，致使次黄嘌呤再与核糖-1-磷磷酸缩合，可逆反应促使总收率仅酸缩合，可逆反应促使总收率仅20%左右，左右，这是采用菌种所产生的酶的局限性。为解这是采用菌种所产生的酶的局限性。为解决这一问题，设计了决这一问题，设计了2种直接生产的方法。种直接生产的方法。（三）三氮唑核苷（三）三氮唑核苷l1采用前段与后段由两个不同的酶催化，即前段使用采用前段与后段由两个不同的酶催化，即前段使用嘧嘧啶核苷
38、磷酸化酶啶核苷磷酸化酶（upase），后段使用），后段使用嘌呤核苷磷酸化酶嘌呤核苷磷酸化酶（Pynpase），而且已经筛选到一株同时产生这两种酶的），而且已经筛选到一株同时产生这两种酶的菌株，即产气肠杆菌。菌株，即产气肠杆菌。l以尿苷或胞苷为底物时，使用产气肠杆菌，菌株经以尿苷或胞苷为底物时，使用产气肠杆菌，菌株经24h24h培培养，经收集菌体后在养，经收集菌体后在6060反应反应96h96h，可获得较高产率的三，可获得较高产率的三氮唑核苷。氮唑核苷。（三）三氮唑核苷（三）三氮唑核苷2前前段段及及后后段段反反应应均均利利用用嘌嘌呤呤核核苷苷磷磷酸酸化化酶酶，但但注注意意到到使使用用的的底底物物
39、含含有有溶溶解解度度很很小小的的嘌嘌呤呤碱碱基基的的核核苷苷或或者者生生成成的的降降解解产产物物在在后后阶阶段段反反应应时时它它对对酶酶的的亲亲和和力力要要比比TCA低低得得多多。如如使使用用鸟鸟苷苷、肌肌苷苷、黄黄苷苷为为底底物物。最优秀菌株是乙酰短杆菌最优秀菌株是乙酰短杆菌AJ1442。（四）阿糖胞苷（四）阿糖胞苷l阿糖胞苷阿糖胞苷由胞嘧啶与阿拉由胞嘧啶与阿拉伯糖组成，临床应用的是伯糖组成，临床应用的是阿糖胞苷盐酸盐阿糖胞苷盐酸盐。阿糖胞。阿糖胞苷与胞嘧啶核苷或脱氧胞苷与胞嘧啶核苷或脱氧胞嘧啶核苷的差别在于糖的嘧啶核苷的差别在于糖的组成部分是阿拉伯糖，不组成部分是阿拉伯糖，不是核糖或脱氧核
40、糖是核糖或脱氧核糖（四）阿糖胞苷（四）阿糖胞苷生产工艺：以生产工艺：以5CMP为原料的合成法为原料的合成法（四）阿糖胞苷（四）阿糖胞苷作用与用途作用与用途l阿糖胞苷进入体内转变为阿糖胞苷酸，抑制阿糖胞苷进入体内转变为阿糖胞苷酸，抑制DNA聚合酶，阻止胞二磷转变为脱氧胞二磷，从而抑聚合酶，阻止胞二磷转变为脱氧胞二磷，从而抑制制DNA的合成，干扰的合成，干扰DNA病毒繁殖和肿瘤细胞的病毒繁殖和肿瘤细胞的增殖。增殖。l用于治疗急性粒细胞白血病，具有见效快，选择用于治疗急性粒细胞白血病，具有见效快，选择性高的特点，其他抗癌药合用疗效更好。由于易性高的特点，其他抗癌药合用疗效更好。由于易被胃肠道粘膜和肝
41、中胞嘧啶核苷脱氨酶作用而失被胃肠道粘膜和肝中胞嘧啶核苷脱氨酶作用而失活，故口服无效，只能注射。活，故口服无效，只能注射。（五）聚肌胞苷酸（五）聚肌胞苷酸(PolyI:C）l是是1967年美国人年美国人Field发现的人工合成的干扰素诱发现的人工合成的干扰素诱导物，具有抗病毒、抗肿瘤、增强淋巴细胞免疫导物，具有抗病毒、抗肿瘤、增强淋巴细胞免疫功能和抑制核酸代谢等作用。功能和抑制核酸代谢等作用。l聚肌胞聚肌胞系由多聚肌苷酸和多聚胞苷酸组成的双股系由多聚肌苷酸和多聚胞苷酸组成的双股多聚核苷酸。多聚核苷酸。Poly I在核糖上联接次黄嘌呤，在核糖上联接次黄嘌呤，PolyC在核糖上联接胞嘧啶，在一定的的
42、条件下，在核糖上联接胞嘧啶，在一定的的条件下，按碱基配对的原理，两个单链碱基互补连接起来按碱基配对的原理，两个单链碱基互补连接起来形成形成螺旋双链聚肌胞螺旋双链聚肌胞。（五）聚肌胞苷酸（五）聚肌胞苷酸(聚肌胞聚肌胞,PolyI:C）l生产工艺：生产工艺：l1.底物底物5-核苷二磷酸吡啶盐的制备核苷二磷酸吡啶盐的制备:以以5-肌苷酸和肌苷酸和5-胞苷胞苷酸为原料酸为原料.l2.固定化多核苷酸磷酸化酶的制备固定化多核苷酸磷酸化酶的制备l（1）酶的制备）酶的制备l（2）固相载体的制备）固相载体的制备l（3）多核苷酸磷酸化酶的固定化）多核苷酸磷酸化酶的固定化l3.Poly I:C的制备的制备l（1）底
43、物预处理）底物预处理lCDP吡啶盐转成锂盐，吡啶盐转成锂盐，IDP吡啶盐转成钠盐。吡啶盐转成钠盐。l（2）酶促反应：）酶促反应：l分别酶促反应制取分别酶促反应制取Poly I、Poly C。然后等摩尔。然后等摩尔Poly I与与Poly C混合，生成产品。混合，生成产品。（五）聚肌胞苷酸（五）聚肌胞苷酸(聚肌胞聚肌胞,PolyI:C）作用与用）作用与用途途l聚肌胞聚肌胞进入人体诱导产生干扰素，后者作进入人体诱导产生干扰素，后者作用于正常细胞产生抗病毒蛋白（用于正常细胞产生抗病毒蛋白（AVF），干），干扰病毒的繁殖，保护未受感染细胞免受感扰病毒的繁殖，保护未受感染细胞免受感染。染。l临床已试用于
44、肿瘤、血液病、病毒肝炎及临床已试用于肿瘤、血液病、病毒肝炎及痘类毒性感染等多种疾患。痘类毒性感染等多种疾患。（六）胞二磷胆碱（六）胞二磷胆碱1954年年Kennedy博博士士等等人人发发现现了了胞胞二二磷磷胆胆碱碱，随随后后化化学学合合成成并并确确定定了了分分子子结结构构。1957年年Rossiter研研究究发发现现，胞胞二二磷磷胆胆碱碱与与磷磷脂脂代代谢谢十十分分密密切切，是是卵卵磷磷脂脂生生物物合合成成的的重重要要辅辅酶酶。1963年年日日本本武武田田公公司司首首次次开开发发，用用于于治治疗疗意意识识障障碍碍获获得得成成功功，商商品品名名Nicholin，译名译名尼可林尼可林。（六）胞二磷
45、胆碱（六）胞二磷胆碱胞二磷胆碱的化学名称为胞嘧啶核苷胞二磷胆碱的化学名称为胞嘧啶核苷-二磷酸胆二磷酸胆碱，有氢型和钠型两种。结构式见下图：碱，有氢型和钠型两种。结构式见下图：（六）胞二磷胆碱生产工艺（六）胞二磷胆碱生产工艺l（一）酶合成法（一）酶合成法l胞二磷胆碱胞二磷胆碱由微生物菌体（如啤酒酵母）所提供由微生物菌体（如啤酒酵母）所提供的酶系催化胞苷酸和磷酸胆碱而合成的酶系催化胞苷酸和磷酸胆碱而合成l反应体系反应体系为：磷酸二氢钾为：磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液氢氧化钠缓冲液（pH8.0pH8.0）200mol/ml200mol/ml，CMP 20mol/mlCMP 20mol/ml，磷酰胆，磷
46、酰胆碱碱 30 mol/ml 30 mol/ml，葡萄糖，葡萄糖 100mol/ml 100mol/ml，MgSO47HMgSO47H2 2O 20mol/mlO 20mol/ml，酵母泥，酵母泥 550mg/ml 550mg/ml。于。于2828保温保温20h20h，可得胞二磷胆碱，对胞苷酸的收率，可得胞二磷胆碱，对胞苷酸的收率为为80%80%。（六）胞二磷胆碱生产工艺（六）胞二磷胆碱生产工艺l（二）黏性红酵母发酵法（二）黏性红酵母发酵法l国外发现一株国外发现一株粘性红酵母粘性红酵母可高产胞二可高产胞二磷胆碱。磷胆碱。l产生胞二磷胆碱的反应体系产生胞二磷胆碱的反应体系（g/Lg/L）：葡萄糖）：葡萄糖140140；MgSOMgSO4 47H7H2 2O 6O 6；5-CMPNa5-CMPNa2 2 20 20；磷酸胆碱；磷酸胆碱 20 20；红酵母菌体（析干）红酵母菌体（析干）5050；反应体系中保持磷酸缓；反应体系中保持磷酸缓冲液冲液pH 7.0pH 7.0、0.2mol/L0.2mol/L，于，于3030反应反应28h28h，产胞二，产胞二磷胆碱磷胆碱9.8g/L9.8g/L，对，对5-CMP5-CMP收率收率92.5%92.5%。