生物化学课程论文

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1、1引言以生物技术为特征的生物制药是近10年来发展最快的高新技术产业之一。它是将某一特定编码的天然或合成的核苷酸序列，利用有高度特异性的限制性内切酶和连接酶插入到质粒、病毒等载体中，形成重组的遗传物质，然后再把带有遗传物质的载体转移到宿主细胞使其增殖和表达。影响外来基因在新宿主细胞中表达的因素是复杂的，不同的培养条件与不同的提纯方法等均会影响最终产品的质量。因此生物技术产品可能含有用传统生产方法不可能存在的有害物质，所以这类产品的质量控制与传统方法生产的产品有本质的差别。它的出现给药物的生产带来了一场革命，推动了整个药业的发展

2、。世界药品市场结构在未来10年内将发生重大变化。1.1生物技术在高质量中药和天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用生产具有国际竞争力的现代中药，其源头是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染，农药残留和重金属含量在十分安全的范围内，药效物质基础的含量稳定可靠并有严格的质量标准。根据这些要求，国际上正积极地在探索《药材生产管理规范》(GAP)的实施。把”绿色中药材”的生产看成是可持续农业中的一个组成部分；积极发展生物防治，推广有机肥料，提倡植物性农药及低毒、易降解农药，注意保护生态及生物圈的

3、平衡。就中药资源而言，必须抓住挽救、研究和合理利用这三个环节。在实现以上要求的过程中，生物技术应用具有重要的意义和潜力。1.1.1基因研究是中药资源保护、种植和可持续利用的重要手段我国中药资源达1.2万余种，其中药用植物有1.1万余种(含亚种、变种)，药用动物近1600种，药用矿物80种。这些种中药材中部分涉及到珍稀濒危物种，仅就全国重要的10个植物园及药用植物园中已引种中草药3000多种，其中有50种属于78种珍稀濒危中草药的范围，占我国389种珍稀濒危植物的13%，因此对珍稀濒危中药材物种的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。

4、迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保证物种的重要方法，建立相应的基因库用于保存药用动、植物的基因，考察物种的变异具有重要意义，如郑丽屏等提出了药用植物种质资源的试管保存方法及试管苗基因库的建立。有报道用带有35S-1uc嵌合基因质粒包被的钨颗粒轰击石斛原球茎，三周后，向转化组织中加入荧光素，通过筛选和数轮生长，证明荧光素酶基因已整合到植物基因组中，这项研究提示我们可将影响名贵和需要共生生物的物种生长的相关基因整合到该植物中去，形成新的高抗性或变共生生长条件为单独生长条件，使那些需要特殊生境的名贵紧缺中药材能在通常环境下生

5、长。1.1.2酶工程是中药和天然药物活性成分生产追求的最佳技术手段之一就疗效明确的单一天然活性成分而言，能够通过工业化生产获得天然复杂结构单一产物是人们追求的目标，但天然化合物结构复杂，常有多个不对称碳原子，合成难度较大或合成条件苛刻；而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂昔Rh2：，并达到了月产30kg的生产规模；李继衍等利用酶法进行了伪麻黄碱的生物合成并实现了产业化。2生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导发现新药提供了新的思路与方法对

6、于复杂结构的天然活性成分来说，利用化学合成来进行结构修饰存在着得率低、反应专一性差、副产物多等缺点，特别是有些反应目前利用化学手段较难实现。生物转化技术可以弥补化学合成的不足，1997年Khmelnitski利用盐活化生物催化剂(Salt—activedthemo1ysin和Candidaantarctia)脂酶，成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见，生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。组合化学(CombinatorialChemistry)是近年来在化学和药物基础研

7、究领域兴起的一门新研究分支，被化学家认为是合成大量供生物活性筛选化合物最有效的新技术。它最大的优点是比经典有机合成能更快速、有效地合成大量化合物和众多同系物。同时，组合化学和快速活性筛选技术(high—throughputscreening)的结合也加速了药物化学的发展。可以说组合化学是现代化学技术与生物学技术有机结合在发展现代药物研究中范例。在我国自行开发的化学药物前体相当部分来源于中药活性成分的研究，天然产物一般结构复杂，不易简单合成，利用化学法进行结构修饰获得高活性新化合物，费事费力。如何结合我国医药研究的具体情况，建

8、立一套快速、经济、命中率高的新药研制和筛选手段，是促进我国医药研究开发的关键问题。我们将天然药物的生物转化研究与组合化学理论相结合建立了生物组合化学(Bio—combinatorialchemistry)研究方法，并将其用于复杂天然药物的筛选和研制，通过与高效快速药物筛选手段结合，发掘便于