表达载体应具备的条件:1载体能够独立复制,有复制起点(2)应有灵活的克隆位点和方便的筛选标记,利于外源基因的克隆、鉴定和筛选。(3)应具有很强的启动子,能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别。(4)应具有阻遏子,使启动子受到控制,只有当诱导时才能进行转录。(5)应具有很强的终止子,以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因,而不转录其他无关的基因,同时很强的终止子所产生的mRNA较为稳定。(6)所产生的mRNA必须有翻译的起始信号。
影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素?外源基因的拷贝数 外源基因的表达效率 表达产物的稳定性 细胞的代谢负荷 工程菌的培养条件
基因工程药物的分离纯化?胞内产物:细胞破碎→固液分离→包含体→变性→复性→浓缩→初步分离→高度纯化→制剂→产品 胞外产物,直接经过浓缩→初步分离→高度纯化→制剂→产品。
蛋白质工程的主要步骤通常包括*:1从生物体中分离纯化目的蛋白;(2)测定其氨基酸序列;(3)借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段,尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构;(4)设计各种处理条件,了解蛋白质的结构变化,包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响;(5)设计编码该蛋白质的基因改造方案,如点突变;(6)分离、纯化新蛋白,功能检测后投入实际使用
生物技术药物的特征分子结构复杂 具有种属特异性 治疗针对性强、疗效高 稳定性差 基因稳定性 免疫原性 内的半衰期短 受体效应 多效性和网络性效应 检验的特殊性
基因工程克隆载体的特点:1有复制子②有单一限制内切酶切位点或多克隆位点③有选择性遗传标记如抗性基因④拷贝数高⑤生物安全性好
真核基因在原核细胞中表达载体必须具备条件⑴载体能够独立复制。载体本身是一个复制子,具有复制起点。⑵应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记,以利于外源基因的克隆鉴定和筛选。且克隆位点位于启动子序列后,以便外源基因表达。⑶应具有很强的启动子,能为大肠杆菌 RNA聚合酶所识别。⑷应具有阻遏子,使启动子受到控制,只有当诱导时才能进行转录。⑸应具有很强的终止子,只转录克隆的基因,所产生的mRNA较为稳定。⑹所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号AUG和SD序列,以便转录后顺利翻译
基因工程生产药物的优点1收获量大,更有效服务社会。2.生产效率更高3.进一步改良药理活性, 4.有利于获得新药:筛选新型化合物
目的基因的获得1. 构建cDNA文库,然后从中调用目的基因;2. 聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因片段;3. RT-PCR(反转录-PCR)合成目的DNA片段4. 对旧基因的改造5. 化学合成(短)基因
宿主菌的必要条件:1. 具有高浓度、高产量、高产率2. 利用廉价原料3. 不致
病、不产生内毒素4. 发热量低、需氧低、发酵温度适当.5 易于代谢调控6. 易于DNA重组7. 产物分离纯化简单
影响目的基因在E.coli表达的5大因素1基因的剂量2.表达效率3.表达产物的稳定性:4.宿主E.coli的代谢负荷5.工程菌的培养条件
影响目的基因在酵母表达的因素1外源基因的剂量2.外源基因的表达效率3.外源蛋白质的糖基化4.宿主菌株的影响
提高质粒稳定性的方法选择合适的宿主菌 固定化 选择压力 分阶段控制培养 控制/优化培养条件 选择合适的载体
最佳化工艺的综合指标最快周期、最高产量、最好质量、最低消耗、最大安全性、最周全的废物处理效果、最佳速度和最低失败率等。
高密度发酵的意义降低生产成本、提高生产效率,提高发酵罐内的菌体密度,提高产物的细胞水平量,相应的减少了生物反应器的体积,提高单位体积设备生产能力,降低生物量的分离费用,缩短生产周期。
基因工程药物或生物技术产品特点:1目的产物在初始原料中的含量较低;(2) 含目的产物的初始物料组成复杂,除了目的产物外,还有大量的细胞、代谢、残留培养基、无机盐等(3) 目的产物的稳定性差,具有生物活性的物质对pH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感,容易失活、变性;(4) 种类繁多,包括大、中、小分子、结构简单或复杂的有机化合物,以及结构复杂又性质各异的生物活性物质;(5) 应用面广,对其质量、纯度要求高甚至要求无菌、无热源。
离体培养的细胞分为两类1贴壁细胞:细胞生长须有贴附的支持物表面,自身分泌或培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长、增殖。2、悬浮细胞:生长不依赖支持物表面,在培养液中呈悬浮状态生长。细胞为圆形。3、兼性贴壁细胞:生长不严格依赖支持物。形态:上皮样,成纤维样,圆形
贴壁培养优点:A 容易更换培养液,细胞紧密黏附于固相表 面,可直接倾去旧培养液,清洗后直接加入新培养液。B 容易采用灌流培养,从而达到提高细胞密度的目的,因细胞固定表面,不需过滤系统。C 当细胞贴壁于生长基质时,很多细胞将更有效的表
达一种产品。 D 适用的细胞类型范围广。
缺点:A 操作比较麻烦,需要合适的贴附材料和足够的面积。B 培养条件不易均一,传质和传氧效果差。C 不能有效地监控细胞的生长。
单链抗体的优点:1.可去除非特异性反应的竞争性表面蛋白,肿瘤显象背景更加清晰性。2.易渗透肿瘤组织中增加药物治疗浓度。3.免疫源性小,可消除人抗鼠的排异反应。4.在体内循环的半衰期短,易清除,利于解毒排出;5.易于与毒素或酶基因连接,便于直接获得免疫毒素或酶标抗体等。
缺点:稳定性地、功能单一、亲和力低
固定化酶的特点优点:具有生物催化剂的功能,又有固相催化剂的功能。
①可多次使用,多数情况下,稳定性提高。②反应后,酶底物产物易分开,产物中无残留酶,易纯化,产品质量高。③反应条件易控制,可以实现转化反应的连续化和自动控制。④酶的利用效率高。⑤比水溶性酶更适合于多酶反应。
缺点:固定化时,酶活力有损失;增加了成本;只能用于可溶性底物,而且适合于小分子底物,对大分子底物不适宜;胞内酶必须经过酶的分离纯化过程;与完整菌体相比不适宜用于多酶反应,特别是需要辅助因子的反应。
基因工程宿主菌应满足那些要求?目前应用最广泛的宿主菌有哪些?答:1、容易获得较高浓度的细胞;2能利用廉价易得的原料;3、不致病、不产生内毒素;4、发热量低,需氧低,适当的发酵温度和细胞形态;5、容易进行代谢调控;6、容易进行DNA重组技
术操作;7、产物的产量、产率高,产物容易提取。
宿主菌可分两大类:1、原核细胞:大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、链霉菌;2、真核细胞:酵母菌、丝状真菌、哺乳动物细胞。
凝胶过滤层析的优缺点?答:优点:设备简单、操作方便、样品回收率高、实验重复性好、不改变样品生物学活性。缺点:分辨率较低,尤其是相对分子质量相近的分子之间。
动物细胞的生理特点?答:1 细胞分裂周期长2 细胞生长需贴附于基质,有接触抑制现象。3 二倍体细胞寿命有限4 对生长环境要求敏感。5 培养基要求高。6 合成的蛋白质有修饰。
动物细胞贴壁培养的优缺点?答:优点:操作简单,培养的体积大、成本低;培养条件比较均一; 传质、传氧较好;传代时无需消化分散;容易扩大培养规模。缺点:由于细胞体积较小,难采用灌流培养,细胞密度较低
6. 有应用价值的多功能抗体应具备有哪些特征。a) 能高选择性,高亲和性地同靶抗原或肿瘤相关抗原结合。b) 在血循环中,与效应细胞或细胞毒触发分子有较低亲和力。c) 应为人源化抗体,最大限度地减少人抗鼠蛋白的排斥反应,使得复给药不受限制。d)
分子应大小适中,既能渗透到肿瘤组织内部,又能保证适当的滞留时间。
次级代谢作用的定义及产物的特征?答:(1)定义:是由特异蛋白质调控产生的内源化合物的合成、代谢及分解作用的综合体现。
2)产物特征:a:有明显的分类学区域界限。b:其生物合成需在一定的条件下才能
发生。c:缺乏明确的生理功能。d:是生物活动的多余成分。
在植物细胞大规模培养中应综合考虑哪些因素?1)、供养能力的及气泡分散程度 2)、剪切力大小及对细胞的影响。3)、高密度培养时培养液的混合程度。 4)、温度、PH、级营养物浓度的控制能力。5)细胞团大小的控制能力。6)易于放大。
用微生物生产酶制剂的优点:答:(1)微生物种类多,品种齐全(2)微生物生长繁殖快,生长周期短,产量高 (3)培养方法简单,原料来源丰富,价格低廉,经济效益高,并可以通过控制培养条件来提高酶的产量 (4微生物具有较强的适应性和应变能力
优良的产酶菌株应满足哪些要求:答:1繁殖快,产酶量高,酶的性质应符合使用要求,最好是产生胞外酶的菌,2不是致病菌,在系统发育上与病原体无关,也不产生有毒物质,3产酶性能稳定,不易变异退化,不易感染噬菌体,4能利用廉价的原料,发酵周期短,易于培养
固定化细胞的优点和缺点:优点:1.无需进行酶的分离纯化。2.细胞保持酶的原始状态,固定化过程中酶的回收率高3.细胞内酶比固定化酶稳定性更高。4.细胞内酶的辅酶因子可以自动更生。5.细胞本身含多酶体系,可催化一系列反应。6抗污染能力强。
缺点:1.利用的仅是细胞内酶,而细胞多种酶的存在,会形成不需要的副产物。2.细胞膜.细胞壁和载体都存在着扩散限制作用。3.载体形成的孔隙大小影响高分子底物的通透性。
细胞体外培养基本条件:①无菌②营养充足,防止有害物质③氧气④随时清除代谢有害物质⑤良好的生存外环境:pH、渗透压、离子浓度⑥及时分种,适当的细胞密度
无血清培养基优点:①提高重复性(细胞)②减少微生物污染(病毒)③供应充足稳定④细胞产品易纯化⑤避免血清因素对细胞的毒性⑥减少血清中蛋白对生物测定的干扰
培养基及其组成(1)无机盐(2)碳源(3)植物生长调节剂(5种天然激素:生长素、分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯 )(4)有机氮源(5)维生素。
植物细胞大规模培养生物反应器的类型(1).机械搅拌式生物反应器(2).鼓泡塔生物反应器(3).气升式生物反应器(4).转鼓式生物反应器(⒌)固定化细胞生物反应器。.
酶化学修饰的方法:1.酶的表面化学修饰:(1)大分子修饰。(2)小分子修饰 。(3)交联修饰。(4)固定化修饰。2.酶分子内部修饰 :⑴非催化活性基团的修饰。⑵蛋白主链的修饰。(3)催化活性基团的修饰(4)与辅助因子有关的修饰:(5)肽链伸展后的修饰:3.结合定点突变的化学修饰。
修饰酶的特性稳定性提高 ⑵抗各类失活因子能力提高 ⑶抗原性消除 ⑷体内半衰期延长: ⑸最适pH改变 ⑹酶学性质变化 ⑺对组织分布能力改变 。
阐述基因工程药物研制有那些主要过程?答:基因工程药物的生产必须首先获得目的基因,然后用限制性内切酶和连接酶将所需目的基因插入适当的载体质粒或噬菌体中并转入大肠杆菌或其他宿主菌(细胞),以便大量复制目的基因.对目的基因要进行限制性内切酶和核苷酸序列分析.目的基因获得后,最重要的就是使目的基因表达.基因的表达系统有原核生物系统和真核生物化的难易.将目的基因与表达载体重组,转入合适表达系统,获得稳定高效表达的基因工程菌。建立适于目的基因高效表达的发酵工艺,以便获得较高产量的目的基因表达产物.。建立起一系列相应的分离纯化,质量控制,产品保存等技术.阐述鼠源性单克隆抗体改造后的小分子抗体类型?答:(1)人-鼠嵌合抗体:将鼠MAb的可变区和人抗体的恒定
区组成嵌合抗体由于这两部分在空间结构上相对独立,其独特的抗体亲和力保持得很好,但因鼠单抗可变区的存在,应用时仍有较强的排斥反应.(2)改形抗体:在嵌合抗体的基础上进一步将鼠MAb可变区中相对保守的FR替换成人的FR,保留与抗原结合的CDR部位(3)Fab抗体:Fab段由重链V区及CH1功能区与整个轻链以二硫键形式连接而成,主要发挥抗体的抗原结合功能.Fab抗体只有完整IgG的1/3.(4)单链抗体:单链抗体(Single chain Fv,scFv)是由一段弹性连接肽(Linker)把抗体可变区重链(VH)与轻链(VL)相连而成,是具有亲代抗体全部抗原结合特异性的最小功能结构单位.(5)单域抗体:只含V区基因片段的小分子抗体,即只有VH或 VL一个功能结构域,也能保持原单克隆抗体的特异性.这种小分子的抗体片段就称为单域或单区抗体,其分子量仅为整个Ig分子的1/12.(6)分子识别单位:只含有一个CDR多肽的抗体.。
天然酶的缺陷:易变性失活,容易受产物和抑制剂的抑制,最适酸度和温度范围,底物不溶于水,半衰期较短
菌株选育的目的:防止菌种退化,解决生产实际问题,提高生产能力,提高产品质量,开发新产品
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