制药工程进展.docx

该【制药工程进展 】是由【世界末末日】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【制药工程进展 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。制药工程进展
制药工程进展
浙江科技学院生物与化学工程学院杨乐309044036
近年来,国际上制药讨论进展很快,其进展状况和趋势呈现两个显著的特点,一是生命科学前沿如基因组、蛋白质、生物芯片、转基因动物、生物信息学等等,与药物讨论严密结合,以发觉和确证药物作用新靶点作为重要目标,取得了蓬勃的进展;二是一些新兴学科越来越多地渗入到新药的发觉和前期讨论中。化学、物理学、理论和构造生物学、计算机和信息科学等学科与药物讨论的穿插、渗透与结合日益加强,使得新药讨论的进展和综合集成,将对创新药物的讨论与开发产生长远的、打算性的影响。


世界卫生组织统计导致人类死亡的疾病排序为:心脏病、癌症、脑血管病、下呼吸道感染、结核病、慢性支气管堵塞、腹泻、痢疾、艾滋病和乙型肝炎。从中可以看出,除了心脑血管病和癌症外,各种传染病仍旧是人类的大敌。所以,无论何时世界性的制药重点为:心脑血管用药(包括降压、强心和降脂药)、脑功能改善药(包括治疗痴呆和帕金森氏病药物)、抗癌及帮助用药、抗艾滋病药、肝炎和其它抗病毒药、抗风湿性关节炎药、免疫调整剂、抗抑郁抗精神分裂和抗焦虑药、抗血小板和升血小板药、抗前列腺肥大药物。

近年来,由于计算机技术、现代合成技术、生物技术的应用以及药物化学与分子生物学、遗传学、免疫学、酶学等学科的进展与相互渗透,为新药开发奠定了根底。同时,随着社会的进展,人口构造的转变,生态环境的转变以及市场规律的作用,使得新产品生命周期日渐缩短,更新换代频率越来越快。将来新药讨论与创新将向6大模式方向转变:(1)创制新奇的分子构造类型”NCE”一突破性新药讨论开发;(2)创制”ME-TOO”新药一仿照性新药研制开发;(3)已知药物的进一步讨论开发一延长性新药讨论开发;(4)应用现代化生物技术,开发新的生化药物;(5)现有药物的药剂学讨论开发一进展新制剂产品;(6)应用现代新技术对老产品的生产工艺进展重大的技术革新和技术改造。

专利新药可以为企业带来很高的经济效益,如1995年雷尼替丁销售额为34亿美元;,取代了雷尼替丁的龙头位置。因此,为了垄断市场,收回投资,猎取效益,各制药公司将会越来越重视新药学问产权的爱护。1997年在我国申请的3400种医药创造专利中,外国医药企事业申请数为1408件,%,而且在连续增加。自1993年1月1日我国实施《药品德政爱护条例》几年来,已有几十种外国药品的行政爱护申请获得批准,,如吡格列***、拓扑替康(topotecan)、塞来昔布(celecoxib)和重组干细胞因子等。


药物大多通过与人体内”靶标”分子的相互作用产生疗效。药物作用新靶点的查找,已成为当今创新药物讨论剧烈竞争的焦点。新的药物作用靶点一旦被发觉,往往成为一系列新药发觉的突破口。
90年月以来,人类基因组规划(HumanGenomeProject)进展快速,基因测序的目标已提
前实现。在此根底上,构造和功能基因组学的讨论正在紧急绽开。在总数估量为3万~4万种的人类基因中,可以发觉有相当数量的基因与疾病的发生和防治相关。这些疾病相关基因的发觉及其构造、功能的讨论,可能大大推动药物作用新靶标的发觉。我国科学家在这一领域中已取得可喜的成就。对若干致病微生物如钩端螺旋体、痢疾杆菌等的基因组讨论正在进展。我国科学家还克隆了遗传病高频耳聋的致病基因,定位了若干单基因疾病的染色体位点。
在白血病和某些实体肿瘤相关基因的构造、功能讨论方面,取得了一批具有国际影响的成果。
近年来,蛋白质组学(Proteomics)讨论快速兴起,成为继人类基因组规划之后又一个引
人注目的新领域。通过采纳双向电泳和质谱技术,分别、分析和鉴定细胞内所含有的蛋白,对正常和非正常状态(如病理状态)下细胞的蛋白质谱进展对比比拟和分析鉴定,就可以找出两者蛋白质谱的定性和定量差异,从而说明疾病发生的机制,为发觉新药供应新的靶点。
生物芯片(包括DNA芯片和蛋白质芯片等),是查找药物作用新靶点的又一重要技术。DNA
芯片,又称基因芯片或DNA阵列(DNAarray),将大量特点序列的寡聚核苷酸(DNA探针)有序地固化在硅或玻璃等材料作的承载基片上,使其能与靶基因进展互补杂交形成DNA探针池。利用DNA芯片可以快速高效地猎取空前规模的生物信息,因而可用于发觉疾病的相关基因,为查找新的药物作用靶点作出奉献。
Science以大量的篇幅登载了有关drugdiscovery的文章。据其统计,目前治疗药物的作用靶点共483个。随着人类基因组、蛋白质组和生物芯片等讨论的进展,大量的疾病相关基因将被发觉,人们猜测到2023年药物作用的靶标分子可能急剧增加到5000种,创新药物讨论将具有前所未有的宽阔用武之地。

在新药讨论过程中,通过化合物活性筛选而获得具有生物活性的先导化合物,是创新药
物讨论的根底。近20年来,很多药物作用的受体已被分别、纯化,一些基因的功能及相关调控物质被相继说明,这就使得很多在生命活动中发挥重要作用的生物大分子可以直接成为大规模药物筛选的新模型,使得药物筛选模型从传统的整体动物、器官和组织水平进展到,细胞和分子水平。
现代生物技术供应的异体表达系统,使得人体的蛋白质可以以比拟大的数量从大肠杆菌
或昆虫细胞中获得,用于测试各种化合物的活性,从而使得快速、精确、微量的体外酶活性和受体检测方法得以建立。
随着分子水平的药物筛选模型的消失,筛选方法和技术都发生了根本性的变化。消失了
高通量筛选(Hidl—Throughputsemening)的新技术,综合应用自动掌握的机器人,基于新的科学原理的检测手段和计算机信息系统等技术,以酶活性、受体结合及受体功能的变化作为检测指标,在极短的时间内即可完成浩大数量的化合物活性筛选,大大加速了新药的查找和发觉。
此外,利用”基因敲除”或转基因技术,可以建立基因缺失或基因转入的动物或细胞系,作为药物讨论的病理模型,对药物的作用进展试验,也将对新药讨论发生重大作用。
、生物信息学为药物分子设计供应了重要条件
构造生物学是从分子生物学和生物化学中分别出来的一门新兴学科,其主要方向是利用X衍射晶体学方法、多维核磁共振(mD—NMR)方法和电镜技术测定生物大分子的三维构造,为从原子和分子构造水平上讨论生物大分子(蛋白质、核酸和多糖等)的构造与功能的关系、生物大分子一生物大分子和生物大分子一小分子间的相互作用奠定根底。随着人类基因组和蛋白质组规划的兴起,将会有大量的新蛋白产生,目前的构造测定方法远不能满意这两个
讨论规划的需求。正在进展的两项技术为高通量构造测定(high—throughputstructuraldetermination)和计算机分子模拟技术。
生物信息学(Bioinformatics)可定义为:一门包括生物信息的猎取、处理、存储、传播、分析和解释等方面的学科,其目的是理解各种数据的生物学意义。人类基因规划和蛋白质组规划的开展,为生物医药讨论供应了丰富的生物学信息。而从这些纷繁简单的生物信息中查找适宜的药物作用靶标是生物信息学的重要目标之一。生物信息学还可用于药物作用机制、药物代谢动力学以及药物毒性的讨论。构造生物学和生物信息学的进展为计算机帮助药物设计供应了重要的条件。计算机帮助药物设计(ComputerAidedDrugDesign,CADD)是化学,生物学,数学、物理学以及计算机科学穿插的产物。今日,应用各种理论计算方法和分子图形模拟技术(molecularvi—sualization),进展计算机帮助药物设计,已成为国际上非常活泼的科学讨论领域。计算机帮助药物设计方法包括3类:(1)基于配体的药物设计(1igand-baseddrugdesign),这类方法依据已知的配体构造设计新的配体,主要包括定量构效关系fQSAR)方法和药效团模型方法,前者又分为2D—QSAR和3D—QSAR方法。(2)基于受体的药物设计(receptorbaseddrugdesign),这类方法又称为基于构造的药物设计,主要依据受体的三维构造设计能与之匹配的配体,包括基团生长法(buiding)、模板连接法flinking)以及分子对接法(docking);(3)基于机制的药物设计(mechanismbaseddrugdesign),这类方法在基于构造的药物设计根底之上,进一步考虑了药物与受体的动态结合过程,药物对受体构象的调整以及药物在体内的传输、分布和代谢。随着新世纪生命科学、计算机科学的进展,这种考虑药物作用的不同机理和全部过程的药物设计方法,将会更加完善,在新药的发觉中发挥更大的作用。虚拟药物筛选(DrugScreeninginSilico)是计算机帮助药物设计的另一种重要策略和方法。虚拟药物筛选指利用各种计算方法对化合物数据库进展”筛选”,可以大大削减工作量与本钱,加快新药发觉的步伐。当前,计算机技术的进展日新月异,已消失每秒运算lO万亿次以上的超级计算机。这种迅猛进展的势头,必将引起计算化学、计算生物学和药物分子设计领域的革命性变化。为此,要大力进展基于超级计算机、能适应简单生物体系理论计算和药物设计要求的新方法和软件技术。
、高效新技术——组合化学和组合生物催化
大约在80年月,科学家提出一种新的思路,即对含有数十万乃至数十亿个化合物的化学进展同步合成和筛选,这一方法称为组合化学(CombinatorialChemistry)。短短l0年左右的时间,组合化学就已经显示了它的旺盛的活力,成为化学、药物和材料科学讨论中的一个热点。组合化学的讨论领域包括:(1)组合化学库的合成;(2)高通量筛选;(3)化学库编码及解析。
目前组合化学进展的一种趋势是和合理药物设计结合起来,通过分子模拟和理论计算方法合理地设计化合物库,目的之一是增加库中化合物的多样性(diversity),提高库的质量;目前讨论的热点,是依据受体生物大分子结合部位的三维构造设计”集中库”(focuslibrary),这将大大提高组合化学物库的质量和筛选效率。
组合生物催化(CombinatorialBiocatalyst)是药物讨论领域中继组合化学之后的又一种新技术。它是将生物催化和组合化学结合起来,即从某一先导化合物动身,用酶催化或微生物转化方法产生化合物库。组合化学和组合生物催化新技术大大加快了产生新化合物的速度,经过良好设计的组合化学库还可大大提高化合物构造的多样性,从而大大提高了查找新药的速度和效率。以上我们概括了当前创新药物讨论中高技术进展的状况和趋势,可以清晰地看到,现代生命科学和生物技术已日益渗透和融人到创新药物讨论中去,对药物讨论产生了巨大而深刻的影响,形成了当代创新药物讨论的新模式。我们应糊涂地熟悉和把握科学技术进展的这种趋势和规律,有效地组织力气,强化我国创新药物的讨论与开发.
其次篇:制药工程进展
制药工程进展
制药工程进展