1、第一章 绪论1 生物技术 是以生命科学为基础,利用生物体(或生物组织、细胞及其组分)的特性和功能,设计构建有预期性状的新物种或新品系,并与工程相结合,进行加工生产,为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。2 生物技术的主要内容:P1基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程蛋白质工程:运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。染色体工程:探索基因在染色体上的定位,异源基因导入、染色体结构改变。生化工程:生物反应器及产品的分离、提纯技术。3 生物技术制药 采用现代生物技术人为创造条件,借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品过程被称为 4 生物技术药物 采用 DNA 重组技术或其它生物新技术研制的
2、蛋白质或核酸类药物才能被称为 5 生物药物 生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为 PPT 复习题第二章 基因工程制药 1、简述基因工程制药的基本程序。P162、说明基因工程技术用于制药的三个重要意义。P15 第一段第一行3、采用哪两种方法来确定目的 cDNA 克隆?P18(7 目的基因 cDNA 的分离和鉴定)核酸探针杂交法用层析法或高分辨率电泳技术 (蛋白质双向电泳技术或质谱技术 )分离出确定为药物的蛋白质,氨基酸测序,按照密码子对应原则合成出单链寡聚核苷酸,用做探针,与 cDNA 文库中的每一个克隆杂交。这个方法的关键是分离目的蛋白,免疫反应鉴定法(酶联免疫
3、吸附检测 )4、说明用大肠杆菌做宿主生产基因工程药物必须克服的 6 个困难。 原核基因表达产物多为胞内产物,必须破胞分离,受胞内其它蛋白的干扰,纯化困难; 原核基因表达产物在细胞内多为不溶性( 包含体, inclusion body),必须经过变性、复性处理以恢复药物蛋白的生物学活性,工艺复杂; 没有翻译后的加工机制,如糖基化,应用上受到限制; 产物的第一个氨基酸必然是甲酰甲硫氨酸,因无加工机制,常造成 N-Met 冗余,做为药物,容易引起免疫反应; 细菌的内毒素不容易清除; 细菌的蛋白酶常常把外源基因的表达产物消化;5、用蓝藻做宿主生产基因工程药物有什么优越性?蓝藻:很有前途的药物基因的宿主
4、细胞 有内源质粒,美国 Wolk 实验室已构建 1200 种人工 质粒,可用做基因载体。 载体转化蓝藻不需要诱发感受态就可以做到; 外源基因产物不形成包含体,分离与纯化工艺可以大大被简化; 可以直接食用,等于直接口服药物6、结合 pBG-2 说明选择用于 E. coli 细胞宿主中的载体的 6 项原则。P23 与 pBV220 优点类似,原则 P227、简述基因工程菌中质粒不稳定的两个指标?P32 如何计算质粒的稳定性?P33 质粒稳定性分析方法(ST=出现的菌落数/100 )8、 简述提高质粒稳定性的两步培养法 P33 分阶段控制培养普遍使用的两步培养法,是在接种后只让菌体细胞快速分裂,这一
5、步培养过程中,外源基因不表达;然后再诱导载体上的药物基因以最高效率表达,积累药物蛋白。9、简述基因工程药物分离纯化工艺设计中必须考虑的药物的 5 个特点。P46 (摘自PPT) 在初始物料中的含量低:药物分离困难。外源基因表达尽管是在菌体生长对数期被诱导的,在与菌体生长过程中的代谢产物比较,在发酵产物的初始物料中含量也是很低的。 初始物料的成分复杂:不利于药物蛋白的分离与纯化。除了药物基因产物外,菌体细胞、代谢产物、残留的培养基、无机盐,尤其是药物蛋白的类似物。 药物蛋白的稳定性差:分离与纯化条件相对苛刻。容易失活或变性,对各种物理化学因素十分敏感。 分离与纯化的技术差异大:基因工程药物种类繁
6、多、结构复杂。不同的药物分离与纯化必须考虑其分子特征。 对不同药物的质量和纯度有不同的要求:药品质量标准是根据药物的应用制定的,没有统一的制备、分离、纯化的标准。第三章 动物细胞工程制药1、解释动物细胞的两种培养方式。动物细胞培养大致可分为两种:群体培养(mass culture)是把一定数量的细胞悬浮液置于培养瓶中,让细胞贴壁生长,汇合(confluence)后形成单细胞层。克隆培养(clonal culture)是将高度稀释的游离细胞悬浮液置于培养瓶中,各个细胞贴壁后彼此距离较远,经过生长增殖,每一个细胞集落均来源于一个细胞祖先,称为一个“克隆”(“clone”)。2、举例说明三种细胞培养
7、特征。P801、贴壁细胞:生长须有贴附的支持物表面;贴附因子来自培养基或细胞自身分泌。有两种细胞类型:成纤维细胞型、上皮细胞型。2、悬浮细胞:生长不依赖支持物表面,在培养液中悬浮生长,如淋巴细胞。3、兼性贴壁细胞:生长对贴壁支持物表面要求不严格。如中国地鼠卵巢细胞(CHO) ,小鼠 L929 细胞。3、细胞系与细胞株的区别是什么?细胞系(cell line):从原代培养经传代培养后得到的一群不均一的细胞,可以连续培养,即这些细胞具备培养条件下的无限增殖能力。细胞株(cell strain):通过选择或克隆化,从原代培养的细胞群获得的、具有特殊遗传/生化性质或特异性标记的细胞群。细胞株强调培养的
8、细胞的单一性特征,即克隆本质;而细胞系并不强调细胞的纯度,可以包含多种细胞,但主类细胞占大多数。4、说明动物细胞培养生产药物的优缺点。缺点:培养条件苛刻、成本高、产量低。优点:分泌胞外、纯化方便、翻译后修饰糖基化,与天然产品一致。5、如何获得二倍体细胞株?PF86 何为二倍体细胞株 从动物胚胎组织中获得 从各国细胞库或有关机构获取(P87第二段)6、举例说明两类基因工程细胞。A. 病毒载体:牛痘病毒、腺病毒、反转录病毒、杆状病毒B. 质粒载体:穿梭质粒载体7、简单但全面叙述杆状病毒昆虫细胞表达系统。 (需总结概括)杆状病毒(Baculoviruses)是昆虫病毒,128 kb 双链 DNA 基
9、因组。优点 P88杆状病毒基因组比较大,一般用同源重组方法引入外源基因。构建过程: 插入位点:多角体蛋白基因启动子的后面; 操作方式:重组质粒与杆状病毒共同转染昆虫细胞,获得发生同源性重组的、含有外源基因的病毒颗粒; 导入细胞:重组病毒载体感染昆虫细胞(如 Sf-9 细胞株)(如果用的是 BmNPV,可以直接感染家蚕,获得转基因动物。)8、构建基因工程细胞选择质粒载体所考虑的 4 个问题。P88 最后一段9、说明动物血清在细胞培养中的作用。提供生长因子和激素 提供贴壁因子和伸展因子 提供结合蛋白 提供必需脂肪酸和微量元素10、细胞大量培养为什么必须使用无血清培养基? 提高细胞培养的可重复性,避
10、免血清差异的影响; 减少血清带来的污染; 供应及时、稳定、充足; 细胞产品容易纯化; 避免血清某些成分对细胞的毒性; 减少血清蛋白对生物测定的干扰。第四章 抗体制药1、画图说明抗体分子(IgG)的结构,指出 Fab、Fv、Fc 和 Fd。P1512、说明单克隆抗体在医疗和研究中的三个用途。详见 P143单克隆抗体作为抗体制剂,在临床上主要用与疾病的诊断和治疗。如 1.利用单克隆抗体检测与某些疾病有关的抗原,辅助临床诊断。2.用放射性核素标记单克隆抗体进行肿瘤显像,做免疫定位诊断。3.单克隆抗体制剂也用于临床治疗,如针对 T 淋巴细胞共有的分化抗原CD3 的单克隆抗体,因其对器官移植排斥反应有显
11、著的抑制效果,用作免疫抑制剂已在美国标准上市。3、获得单克隆抗体为什么必须使用杂交瘤技术?度娘杂交瘤技术杂 交 瘤 技 术 的 基 本 原 理 是 通 过 融 合 两 种 细 胞 而 同 时 保 持 两 者 的 主 要 特 征 。 这 两 种 细 胞 分别 是 经 抗 原 免 疫 的 小 鼠 脾 细 胞 和 小 鼠 骨 髓 瘤 细 胞 。 被 特 异 性 抗 原 免 疫 的 小 鼠 脾 细 胞 ( B淋 巴 细 胞 ) 的 主 要 特 征 是 它 的 抗 体 分 泌 功 能 , 但 不 能 在 体 外 连 续 培 养 , 小 鼠 骨 髓 瘤 细 胞则 可 在 培 养 条 件 下 无 限 分 裂
12、 、 增 殖 , 即 具 有 所 谓 永 生 性 。 在 选 择 培 养 基 的 作 用 下 , 只 有B 细 胞 与 骨 髓 瘤 细 胞 融 合 的 杂 交 细 胞 才 能 具 有 持 续 培 养 的 能 力 , 形 成 同 时 具 备 抗 体 分 泌功 能 和 保 持 细 胞 永 生 性 两 种 特 征 的 细 胞 克 隆 。4、什么是 HAT 选择?P146 最后一段5、说明检测杂交瘤的细胞学方法的原理。P148动物的染色体制片技术相对简单,在普通光学显微镜下就可以确定染色体核型(chromosome karyotype) 。小鼠的染色体全部都是端部着丝点染色体,2n=40;骨髓瘤细胞染
13、色体数目大于40,2n40,并且有骨髓瘤特有的标记染色体。所以,杂交瘤细胞的染色体数目应该是两种细胞染色体数之和。由于有 HAT 选择在前,用核型分析确定杂交瘤细胞只有一个条件:2n80。6、说明对鼠原性单克隆抗体改造的两个原则。降低免疫原性、降低分子量。7、说明 CD4-Ig 抗 HIV 的原理。HIV 感染就是其 gp120 专一性结合淋巴 T 细胞巨噬细胞表面的细胞受体 CD4 (CD4 是 T 细胞重要的活化因子),使 T 细胞和巨噬细胞失去对 HIV 和其它病原体的免疫攻击能力。CD4-IgG 是把分化抗原 CD4 结合到 IgG 的 FC 区,称免疫黏连素。HIV 表面的 gp12
14、0 只有一个与 CD4 结合的位点,只要免疫黏连素 CD4-IgG 分子与 gp120结合, HIV 就失去了感染能力。10、说明细胞因子 IL-1 和 IL-2 的免疫学功能。爱咋咋地11、为什么噬菌体表面展示和 PCR 技术是抗体库构建的两项分子生物学技术基础。噬菌体表面展示技术 (phage display)被广泛应用于抗体库构建,成为目前使用的噬菌体抗体库技术 (phage antibody library)。噬菌体表面展示,即将外源蛋白分子或多肽的基因克隆到丝状噬菌体基因组中,与噬菌体外膜蛋白融合表达,展示在噬菌体颗粒的表面。由于外源蛋白或多肽的基因型和表型统一在同一噬菌体颗粒内,因
15、此,通过表型筛选就可以获得它的编码基因。噬菌体抗体库技术,克服了人体不能随意免疫的缺点,用人的外周血制备抗体文库,从而获得人源性基因工程抗体,并且将抗体基因克隆和表达融为一体,同在一种载体上进行,将抗体基因表达在载体的表面,用固相化抗原对表达产物的载体进行淘筛,在数日内即可筛出阳性克隆,从而能构建出大库容(108)文库囊括天然全套抗体基因,使抗体工程的设想成为现实。第五章 植物细胞制药1、解释:初级代谢产物、次生代谢产物、外植体 P1782、说明培养基中的碳、氮、无机盐和生长因素。P1863、说明植物细胞培养基中的碳源来源及其作用。P1954、说明常用的植物生长素与细胞分裂素。P1895、培养
16、基中生长素与细胞分裂素的配比的效应。生长素/细胞分裂素 :高 ,有利于根和愈伤组织的形成. 适中,有利于根芽的分化.低,有利于芽的形成6、举例说明诱导子在培养中的作用。P2047、举例说明什么是前体饲养?P206第七章 发酵工程制药1、现代生物技术改造传统制药工业体现在哪四个方面?(1)抗生素生产:分离抗生素合成酶基因,提高产量、得到杂合抗生素;(2)氨基酸生产:基因克隆的工程菌、细胞融合育种;(3)维生素生产:构建制造维生素 C 的基因工程菌;(4)疫苗生产:把抗原克隆到 E. coli 中大量生产疫苗。2、抗生素生物合成基因群成员的三个结构特点。P2833、简要说明提高抗生素的产量的四项措施。P2944、为什么增加抗性基因的拷贝数可以提高工程菌的抗生素产量 P294