• 1、转基因微生物生物反应器 • 2、转基因植物生物反应器 （热点） • 3、转基因动物生物反应器 （热点）

  由于微生物结构相对比较简单、繁 殖迅速、容易培养而成为 转基因对象，主要是采用遗 传背景清楚的大肠杆菌和 酵母表达系统，通过高密 度发酵培养、分离纯化获 得所需要的目的产物，生 产的药物属于第一代基因 工程药物。

  • 人体中的是由肾脏和肝脏 分泌的一种激素样物质，为分子量6～7万 的糖蛋白。 • 药用价值：可以在一定程度上促进红细胞生成。服用红 细胞生成素可以使患肾病贫血的病人增加 血流比溶度（即增加血液中红细胞百分 比）。

  （ＥＰＯ）属于 基因，能增加人体内的红 细胞数量，从而使肌肉获得更好 氧供，增强运动员的耐力。 但是经常使用可使人体血液 稠，增加心脏负 担，导致血液凝固、血栓等心血管 疾病，甚至死亡。 在2005年2月份的《神经科学》 杂志上，西班牙医生公布了一个病 例，一位职业自行车运动员在经常 使用含有EPO的药物之后发生脑血 管栓塞。

  是指通过基因工程途径，以常见的农作 物作为“化学工厂”，通过大规模种植 生产具有高经济附加值的医用蛋白、工 农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降 解塑料、脂类及其它一些次生代谢产物 等生物制剂的方法。

  • 是人血浆的主要成分，它由585个aa残基构 成，在肝脏中合成后进入血液。 • 临床上用来医治失血，创伤等引起的休克、 水肿。 • 目前主要由人血提取。远不能够满足社会需 求。

  • 通过分子重组技术在猪的肝脏中表达，并 以显微注射的方法移入猪的受精卵中，培 育出转基因猪，以此来实现在猪体中合成人 血清蛋白的目的。

  • 转基因生物反应 器（Transgenic bioreactor）： 将外源基因转入 细胞或动植物， 利用细胞增殖或 者动植物代谢制 备外源基因的表 达产物的技术。

  • 转基因技术 （Transgenic technique）：通过 人工方式将外源基 因整合到生物体基 因组内，并使该转 基因生物能稳定地 将此基因遗传给后 代的技术。

  • （1）转基因动物的成功率低。 • （2）目的蛋白的表达水平远低于乳汁中总蛋白含量。 • （3）目的基因的分离、改造、载体构建、体细胞克隆等 技术环节还不够成熟。 • （4）“位置效应”与“剂量效应”目前无法克服。 • （5）乳汁蛋白基因表达调控机理、目的基因在宿主染色 体上整合的详细机制、基因表达调控元件在不同家畜表现 差异的原因、乳腺细胞对蛋白质的加工修饰机理等还未弄 清。 • （6）产品的安全性的问题，外源基因侵入对动物和基因 药物对人体正常功能有何影响，否会造成基因污染，尚难 定论。

  生物反应器是利用酶或生物 体（如微生物）所具有的生 物功能，在体外进行生化反 应的装置系统，它是一种生 物功能模拟机，如发酵罐、 固定化酶或固定化细胞反应 器等。在酒类、医药生产、 有机污染物降解方面有重要 应用。

  • 使用基因工程植物病毒作载体，这类 载体可以瞬时高效表达大量外源蛋白， 是农杆菌转化系统所不能够做到的。 • 利用融合抗原表达策略以生产出多种 的嵌合外壳蛋白，这类融合蛋白的生 产方式将可能是生产疫苗的一条重要 合经济有效的途径。

  • 生物活性好：能进行相对有效的翻译后加工，是能够 大规模也是最经济的生产蛋白质的生产系统。 • 构建容易：植物细胞易再生植株，生长周期短， 易于快速筛选出 • 转基因阳性植株。不仅比构建动物生物反应器节 省时间，而且技术更成熟，成功率更高。 • 成本低：外源基因能够最终靠种子遗传给下一代， 扩大种植大面积提高产量。

  对于细菌或细胞基因程的 生物反应器都是基于传统的 发酵工程技术，以细菌或动 植物细胞做载体，通过高 密度的发酵培养、分离纯化 获得所需目的基因的产物 由此逐渐形成了第一代基因 药物。一般过程包括各种 新型的、具有不一样功能的基 因菌的构建于筛选、发酵 培养、分离纯化等。

  • 植物易受季节合环境的影响。 • 需要专门的活性物质分离设备与技术 • 植物细胞培养需要发酵罐等设备和技术支 持，成本比较高

  • 将外源基因转入动物细胞或个体，表达制 备有关产品。利用转基因动物细胞生产蛋 白类药物、疫苗、细胞因子等产品已经成 为生物制药的热点。

  转基因微生物在生产分子量较小、结构较为简单 的异源蛋白方面具有优越性，微生物表达系统合 成的复杂真白存在折叠方式不正确、缺乏翻 译后加工修饰等缺陷，动物细胞蛋白质表达系统 可以较好地解决这样一些问题。 大多数哺乳动物蛋白翻译后的修饰，例如：糖基 化、磷酸化和乙酰化等，是保持生物学活性、稳定性 及抗原性的前提。 但动物反应器也有不足之处，如：培养条件苛刻 ， 成本较高等。

  • 所谓“反义药物”（antisense drug），从字面 上能够理解为“反传统意义的药物”。因为反义 药物与传统药物两者的药理作用截然不同。传统 药物以阻滞或调整引起疾病的蛋白质而发挥其作 用，而反义药物则是通过防止“致病蛋白质”的 产生，来打断疾病的进程。

  • 主要指反义寡核苷酸(ODNs), 即其核苷酸序列可 与靶mRNA或靶DNA互补, 抑制或封闭基因的转 换和表达, 或切割mRNA, 使其丧失功能.

  1892年美国Lilly 公司首先将重组 胰岛素投放市场 标志着世界第一 个基因工程药物 的诞生.

  • 单克隆抗体，疫苗， 基因治疗药物，干扰 素，白介素，生长因 子，重组可溶性受体， 反义药物，人生长激 素，织纤溶酶原激活 剂，凝血因子，集落 细胞刺激因子，促红 细胞生长素，SOD等。

  动物物乳腺生物反应器是基于转基因技术 平台，使来自源基因导入动物基因组中并定 位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、 高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳 汁中生产一些具备极其重大价值产品的转基因 动物的总称

  • （1）生物活性高，无污染。动物乳腺有完整的 蛋白质翻译后修饰系统，包括糖基化、磷酸化、 羧基化等，来保证了产品的高生物活性。 （2）易分离提纯，成本低廉。 （3）产量高。外源基因在动物乳腺中的表达量 能够达到每升几克到几十克，小群转基因大家 畜的产量即可满足全世界市场的需求。 （4）缩短了新药的研究周期

  • 在植物中生产药用蛋白多肽最早的例子之 一是利用植物贮藏蛋白的天然的高水平表 达特性，生产人得神经肽。

  •它是一个含有5个氨基酸残 基的小分子多肽，在油菜种 以种子贮藏蛋白2s清蛋白的 形式被产出，后经过酶 水解，再通过HPLC回收，在 临床上可作为止疼剂或镇定 剂使用。

  在污水处理，水资源再利 用领域，MBR又称膜生物 反应器（Membrane BioReactor ）,是一种由膜分 离单元与生物处理单元相 结合的新型水处理技术。

  农杆菌是都会存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌， 它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤 部位(受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物,从而使农杆菌 移向这些细胞)，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。 • 根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和 Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进 入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中,并能通 过减数分裂稳定的遗传给后代，这一特性成为农杆菌介导 法植物转基因的理论基础。 • 我们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农 杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后 通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介 导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转 化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。

  • 将人的a1-抗胰蛋 白酶基因通过显 微操作注入进母 羊受精卵的雄性 细胞核，并使之 与山羊本身的基 因结合，而且能 够稳定表达。

  • 血液生物反应器比较适合生产人血红蛋白、 抗体合非生物学活性的融合蛋白。这是由 于活性的蛋白或多肽会进入血液循环系统 而影响动物的健康。目前，已有多种通过 转基因生产的具有生物学功能的人血红蛋 白问世

  • 为了定向、高产地获得某一种活性物质， 就必须找到相应的功能基因，并将它转入 一种适当的载体中。当然，也能够最终靠非 转基因技术（如反复驯化）实现某一产物 的生产，与转基因生物反应器相比其效率 低下，不宜定向控制，也不易实现工业化。 所以我们这里主要讨论的生物反应器是指 通过基因改造的生物体。显然，它有别于 传统的化工和生物工程的反应器。

上一篇:【48812】“Kiss and Ride”啥意思？了解错了超为难！ 下一篇:李培武院士团队唐晓倩：生物毒素生物传感器的发展的新趋势：原理、应用和前景