浅析分子生物学在生物制药领域上的应用

医学是生命科学的重要组成部分,医学的发展需要分子生物学技术来推动。一些分子生物学服务机构提供的的分子生物学技术是生命科学研究中较为先进和前沿的技术,可以更好地阐明生命和疾病的本质是什么。分子生物学理论和技术极大地推动了药物研发,如利用重组DNA技术和转基因动植物技术可以改造病原体或有关蛋白成分,研究出各种基因工程疫苗,取代传统的疫苗,不仅可以提高免疫保护效果,而且安全性更高。

近几年来,随着人类基因组研究的完成,分子生物学技术也不断完善,其在生物制药领域上的应用主要有以下几种:

1、分子生物学在多肽药物研发上的应用

在生物制药领域采用基因工程技术制备多肽药物,已属常见。如利用基因工程制备多肽疫苗,随着遗传学、细胞生物学、分子生物学、化学工程等学科的发展,研制疫苗的技术水平也不断提升。其中一种方法是通过提取或人工合成病原微生物的有效抗原成分而制成亚单位疫苗、多肽疫苗等,这类疫苗安全,副作用较少的危险,但是免疫原性比较弱,对婴幼儿效果不理想。另外还有一种为重组基因疫苗。我国1989年引进重组酵母乙肝疫苗研制方法,就是将乙肝表面抗原基因克隆到酵母菌中,通过基因表达产生大量的抗原物质,使得疫苗制备变得容易和简单,并沿用至今。

此外还有采用基因工程技术制备人胰岛素、人生长激素、干扰素、白介素、集落刺激因子、B细胞生长因子、巨噬细胞及激活因子、免疫球蛋白、表皮生长因子、孕激素、凝血Ⅷ因子、红细胞生成素、胸腺素等。分子生物学技术是生命科学研究的有力工具,也是现代药物研究的主要手段之一,美迪西提供分子生物学服务

2、分子生物学在酶制剂研究中的应用

酶是由活细胞产生的、催化特定生物化学反应的一种生物催化剂。酶制剂是酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品,主要用于催化生产过程中的各种化学反应,具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点,其应用领域遍布食品、纺织、饲料、洗剂、造纸、皮革、医药以及能源开发、环境保护等方面。酶工程在过去主要是通过生物化学方法从各种材料中提取制备酶制剂。现在主要应用基因工程技术制取酶制剂。目前已有尿激酶、链激酶等制剂作为溶血栓剂用于临床。

3、分子生物学在蛋白药物研发上的应用

蛋白质工程在过去主要是采用化学方法对纯化蛋白质进行结构改造,制备出有特殊功能的蛋白质。以基因克隆、DNA重组为代表的分子生物学及生物技术体系逐步完善;基因组、蛋白质组、转录组、代谢组等各种“组学”(-omics)的海量数据库及生物信息学的广泛运用;分子医学进步带来的对疾病病因、病理及发病机制认识的逐步深入;药物遗传学、药物基因组学发展带来的基于靶点的药物设计及个体化治疗方案的出现;蛋白质药物,特别是重组蛋白、工程化抗体等为代表的生物技术药物取得的良好疗效及巨大的经济效益。现在主要是应用基因工程技术,从改造目的基因的结构入手,在受体细胞中表达不同结构的蛋白质。

4、利用分子生物学技术生产抗生素

微生物工程又称为发酵工程,是利用微生物特定性状,使微生物产生有用物质或直接用于工业化生产的技术。用重组DNA技术创造抗生素新品种已获得进展,运用重组DNA技术不仅可以创造新的抗生素,而且可以提高产量。

基因重组、表达调控、蛋白质翻译后加工、折叠、组装、转运,生物大分子相互作用、识别、信号转导等界碑式的工作搭建了分子学的大厦。将分子生物学服务技术与基础医学、临床医学及检验医学等密切结合,研究人体各种生理和病理状态下的分子机制,有了坚实的基础研究作为后盾,能有效推动新的诊断、治疗、预防方法的出现以及新的健康理念的发展。