Производство гормонов в промышленности

Производство и применение гормонов

Производство гормонов в промышленности

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Применяемые методы биоконверсии наряду с традиционными химическими превращениями позволили получить многие стероиды более простыми и дешевыми способами. Именно благодаря этому такие стероиды, как дексаметазон, тестостерон, эстрадиол могут сегодня широко применяться в клинике.

Микроорганизмы используются на отдельных стадиях синтеза лекарственных веществ, который ранее осуществлялся путем многоступенчатых и дорогостоящих химических реакций. Так, один из штаммов хлебной плесени, Rhizopus arrhizus, на начальном этапе синтеза производного стероида, кортизона, может гидроксилировать прогестерон.

Инсулин

1-2% населения Европы страдает диабетом, и около 20% этих больных не могут существовать без иньекций инсулина. Со времени проведения первых опытов по использованию инсулина для лечения диабета в 1922 г. этот гормон выделяли из поджелудочной железы животных (коров и свиней).

Инсулин животных немного отличается по аминокислотной последовательности от инсулина человека. Особенно близки инсулины человека и свиньи: у инсулина свиньи С-концевой треонин В-цепи заменен на аланин. Инсулины коровы и человека отличаются по трем аминокислотным остаткам.

Именно этими различиями определялась повышенная иммуногенная активность инсулина коровы по сравнению с инсулином свиньи.

Почти у всех больных, которых лечили введением инсулина коровы, в крови появлялись антитела к инсулину. Антигенные свойства инсулина частично определялись и примесями в его препаратах.

Скорее всего, именно образованием антител к инсулину объяснялись некоторые незначительные побочные эффекты при иньекциях инсулина коровы, например атрофия подкожной жировой прослойки в месте повторного введения.

В случае высокоочищенного инсулина эти эффекты отсутствовали.

Впоследствии благодаря генной инженерии и с помощью E. сoli был получен человеческий инсулин.

Инсулин человека, полученный с помощью E. сoli, оказался первым “генно-инженерным” белком, испытанным на людях. В опытах со здоровыми добровольцами было установлено, что он безопасен (не вызывает аллергических и других нежелательных реакций) и обладает способностью снижать уровень глюкозы в крови при введении под кожу или внутривенно.

В настоящее время такой инсулин человека получают множество диабетиков во всем мире. Этому предшествовали клинические испытания, в ходе которых изучались изменения метаболизма и иммунологические эффекты.

Интерферон

Интерфероны – это группа белков, открытых в ходе изучения веществ, вырабатываемых клетками, зараженными вирусами. Они индуцируют как локальные, так и системные противовирусные реакции в других клетках. Кроме того, интерфероны обладают двумя важными свойствами: подавляют пролиферацию клеток (являются противоопухолевым средством) и модулируют иммунную систему.

Интерфероны делят на несколько групп: α (лейкоцитарные интерфероны), β (интерфероны фибробластов), γ (иммунные интерфероны)

До недавнего времени интерфероны были доступны лишь в небольшом количестве. Частично очищенные препараты получали главным образом из лейкоцитов человека.

В настоящее время синтезирован ген лейкоцитарного интерферона человека длиной 514 пар нуклеотидов; его включали в плазмиду и клонировали затем в E. сoli, таким же способом был получен ген фибробластного интерферона.

Удалось достичь экспрессии гена интерферона человека в клетках дрожжей.

Интерфероном можно лечить гепатит В, некоторые формы герпеса.

Среди онкологических больных были проведены испытания на пациентах с метастазирующим раком молочной железы, и у 12 из 43 диаметр опухоли уменьшился на 50%.

Однако действие интерферона на онкологические опухоли до конца не выяснено, имеются некоторые данные о побочных эффектах при применении интерферона (лихорадка, общее недомогание, потеря веса).

Гормон роста

Гормон роста человека (соматотропин) – это белок, состоящий из 191 аминокислотного остатка, и имеющий молекулярную массу 22000. Он образуется и секретируется передней долей гипофиза и необходим для роста костей. Выяснено, что у 7-10 людей на 1 млн.

этот гормон образуется в недостаточном количестве, что приводит к задержке роста (карликовости).

Хотя это заболевание обычно врожденное, задержка роста становится заметной лишь в более позднем, детском возрасте, так как гормон не нужен для внутриутробного развития.

Строение гормона роста видоспецифично, и в клинике можно применять лишь гормон роста человека. До недавнего времени его получали из гипофиза людей, но этот способ имеет свои ограничения.

В настоящее время производство гормона роста налажено на основе технологии рекомбинантных ДНК с использованием E. coli. Очищенный препарат гормона из бактерий по биологической активности подобен гормону из гипофиза.

Ферменты.

Ферменты составляют основу многих тестов, используемых в клинической медицине. Они применяются при автоматизированном анализе и биохимическом исследовании жидкостей организма, которые ведутся в биохимических лабораториях современных клиник. Примером таких ферментов могут быть глюкозооксидаза, гексокиназа, эстераза, алкогольдегидрогеназа.

Новым направлением в биотехнологии является так называемая инженер­ная энзимология, возникшая на стыке химии и биологии вследствие развития современных методов изучения структуры и синтеза белков-ферментов и выяснения механиз­мов функционирования и регуляции активности этих соединений. Ее задачи заключаются в развитии прогрессивных мето­дов выделения ферментов, их стабилизации и иммобилизации; конструировании катализаторов с нужными свойствами и разра­ботке научных основ их применения.

Важным этапом развития инженерной энзимологии стала раз­работка способов получения и использования иммобилизованных ферментов. Иммобилизованными ферментами называются ферменты, ис­кусственно связанные с нерастворимым носителем, но сохраня­ющие свои каталитические свойства.

Иммобилизованные ферменты имеют некоторые преимущества в сравнении со свободными молекулами.

Прежде всего, такие фер­менты, представляя собой гетерогенные катализаторы, легко от­деляются от реакционной среды, могут использоваться многократ­но и обеспечивают непрерывность каталитического процесса.

Кроме того, иммобилизация ведет к изменению свойств фермента: суб­стратной специфичности, устойчивости, зависимости активнос­ти от параметров среды. Иммобилизованные ферменты долговеч­ны и в тысячи и десятки тысяч раз стабильнее свободных энзимов.

Так, происходящая при температуре 65°С термоинактивация лак-татдегидрогеназы, иммобилизованной в 60 %-м полиакриламидном геле, замедлена в 3600 раз по сравнению с нативным фер­ментом. Все перечисленное обеспечивает высокую экономичность, эффективность и конкурентоспособность технологий, использующих иммобилизованные ферменты.

Иммобилизация многих ферментов осуществляется на носителях органичес­кой и неорганической природы. Существующие органические полимерные носите­ли можно разделить на два класса: природные и синтетические полимерные носители. Среди природных полимеров выделя­ют белковые, полисахаридные и липидные носители, а среди синтетических – полиметиленовые, полиамидные и полиэфир­ные.

К преимуществам природных носителей следует отнести их доступность, полифункциональность и гидрофильность, а к недо­статкам — биодеградируемость и достаточно высокую стоимость. Из полисахаридов для иммобилизации наиболее часто используют целлюлозу, декстран, агарозу и их производные.

Синтетические полимерные носителиобладают механической прочнос­тью, а при образовании обеспечивают возможность варьирования в широких пределах величины пор, введения различных функци­ональных групп. Некоторые синтетические полимеры могут быть произведены в различных физических формах (трубы, волокна, гранулы). Все эти свойства полезны для разных способов иммоби­лизации ферментов.

В качестве носителей неорганической природы наи­более часто применяют материалы из стекла, глины, керамики. Основное преимущество неорганических носителей — легкость регенерации. Подобно синтетическим полимерам, неорганическим носителям можно придать любую форму и получать их с любой степенью пористости.

Таким образом, к настоящему времени созданы разнооб­разные носители для иммобилизации ферментов. Однако для каж­дого индивидуального фермента, используемого в конкретном тех­нологическом процессе, необходимо подбирать оптимальные ва­рианты как носителя, так и условий и способов иммобилизации.

Существуют два различных метода иммобили­зации ферментов: без возникновения ковалентных связей между ферментом и носителем (физические методы иммобилизации) и с образованием ковалентной связи между ними (химические ме­тоды иммобилизации). Каждый из этих методов осуществляется разными способами.

Сочетание уникальных каталитических свойств энзимов с пре­имуществами иммобилизованных ферментов как гетерогенных катализаторов позволило создать новые промышленные техноло­гические процессы.

Следует отметить, что в основном они относятся к производству пищевых продуктов и лекарственных препаратов.

В настоящее время в мире с использованием иммобилизованных фер­ментов и клеток разработаны технологии крупномасштабного производства глюкозофруктозных сиропов, безлактозного молока, сахаров из молочной сыворотки.

Иммобилизованные ферменты имеют огромное значение для медицины. В частности, большой рынок сбыта занимают тромболитические ферменты, предназначенные для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Так, в клиническую практику внедрен препарат «стрептодеказа», содержащий стрептокиназу, предотвращающую образование тромбов в кровеносной системе.

Ферменты, разрушающие некоторые незаменимые аминокислоты (например, аспарагиназа), используют для борьбы со злокачественным ростом опухолей.

Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, субтилизин), иммобилизованные на волокнистых материалах (целлюлоза, полиамидные волокна), применяют для эффективного лечения ран, язв, ожогов, абсцессов, а их белковые ингибиторы – для лечения эмфиземы и панкреатитов.

Таким образом, использование иммобилизованных ферментов во многих жизненно важных отраслях народного хозяйства стано­вится все более массовым.

Выгодное сочетание избирательности и эффективности с долговечностью и стабильностью иммобилизо­ванных ферментов в корне меняет химическое производство, спо­собы добывания сырья, способствует созданию новых биотехно­логических процессов и методов терапии, совершенствует меди­цинскую диагностику и органический синтез.

В заключение следует отметить, что последние достижения биотехнологии оказывают и будут оказывать революционизирующее воздействие на диагностику, лечение и понимание основ патологии многих тяжелых заболеваний.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://vikidalka.ru/2-193502.html

Химико-фармацевтическая промышленность

Производство гормонов в промышленности

Химико-фармацевтическая промышленность – одна из отраслей химической индустрии, производящая лекарственные препараты.

Краткая характеристика

К отрасли относятся предприятия, занимающиеся выпуском фитохимических и синтетических медикаментозных средств:

  • витаминов;
  • антибиотиков;
  • препаратов-кровезаменителей;
  • мазей;
  • аэрозолей;
  • пластырей и т. п.

Также здесь производят дозированные лекарственные средства (таблетки, ампулы, пастилки и пр.). Качество конечного продукта обязано соответствовать определенным требованиям – стерильности и химической чистоте.

Номенклатура и объем продукции определяются исходя из показателей заболеваемости населения. Постоянный поиск новых, менее токсичных, но более эффективных препаратов приводит к тому, что обновление ассортимента происходит практически непрерывно.

История развития отрасли

В России эта область химии довольно молода: еще до 1917 года в стране были только мелкие частные предприятия, занимавшиеся изготовлением несложных препаратов, получаемых из растительного сырья путем вытяжки (например, настойки, мази, сиропы и проч.) Но даже эти мелкие кустарные «фирмы» принадлежали в основном иностранцам. Да и находились они только в крупных городах – Петербурге, Москве. 

После Октябрьской революции положение изменилось. В 1920 году был создан научно-исследовательский химико-фармацевтический институт (ВНИИХФИ). А затем еще несколько подобных организаций.

И за последующие 20 лет (до 1940 года) был поставлен на поток производственный выпуск самых важнейших медикаментов.

В 1950 году налажено производство инсулина, синтетического папаверина, кофеина и прочих препаратов (всего более 50 наименований).

Далее отрасль развивалась своеобразно: больше уделялось внимания экспорту сырья для медикаментов, а не собственному производству лекарств. После распада СССР ситуация еще ухудшилась: имеющиеся заводы выкупались частными лицами, собственное производство минимизировалось, а вот импорт вырос в разы.

Сейчас ситуация стабилизировалась: отрасль стала успешно развиваться. По статистическим подсчетам, «местные» лекарства удовлетворяют примерно 84% потребностей населения. Это рекордные цифры за всю историю России. Предполагается, что в ближайшие годы этот процент еще больше увеличится.

Крупнейшие российские производители:

Другие компании, работающие в данной отрасли, представлены в разделах Фармацевтические фабрики и Медицинские заводы.

Сырье

Из-за большого ассортимента лекарственных препаратов сырьевая база предприятий отрасли необычайно обширна. В нее включаются не только сами материалы – источники активных веществ, но и различные вспомогательные добавки, влияющие на структуру, цвет, плотность и другие параметры готового продукта.

Исходное сырье для производства синтетических препаратов в основном предоставляет коксохимическая промышленность, чуть меньше – нефтеперерабатывающая.

Минеральное сырье используется для производства неорганических солей.

Речь идет о минералах, заключающих в себя элементы, входящие и в состав солей: к примеру, источником KMnO4 (перманганат калия, или «марганцовка») служит пиролюзит (минерал, диоксид марганца MnO2), сулемы – ртуть и хлор. Получается, что химико-фармацевтическая индустрия использует значительное количество веществ, поступающих с химической промышленности.

В этой отрасли применяется и животное сырье:

  • холестерин, выделяемый из спинного мозга крупного рогатого скота, становится источником для производства стероидных гормонов;
  • надпочечники – источник адреналина;
  • кровь – гистидин (аминокислота).

Ресурсы растительного сырья в России практически безграничны. Оно используется для получения морфина, алкалоидов анабазина и прочих.

Стадии производства

Производству лекарственных средств сопутствует большое количество стадий, сопровождающихся химическими реакциями. Изначально сырье превращают в более сложное соединение, не имеющее свойств лекарства (промежуточный продукт). И далее по аналогичной цепочке до получения нужного вещества.

Кроме самих химических превращений техпроцесс включает различные виды обработки:

  • фильтрование;
  • кристаллизация;
  • перегонка;
  • сушка;
  • осаждение;
  • выпаривание;
  • экстракция и прочие.

То есть для переработки исходного материала в лекарство может потребоваться провести несколько десятков промежуточных операций.

Аппаратура

Ее выбор напрямую зависит от условий проведения химических процессов и свойств обрабатываемого «исходника». При подборе типа оборудования нужно учитывать:

  • химические свойства веществ, задействованных в процессе;
  • температуру проведения процесса;
  • агрегатное состояние (жидкость, газ или твердые вещества);
  • давление;
  • время проведения стадии (ее длительность);
  • интенсивность теплообмена;
  • подверженность коррозии;
  • тепловой эффект реакции и прочие.

Затраты на производство

Наибольшие затраты (70-80%) приходятся на сырье и промежуточные продукты, а также катализаторы или ингибиторы химических реакций. Поэтому основная задача – рациональное использование материала.

Безопасность персонала

Химико-фармацевтическая промышленность относится к группе экологически опасных производств. Кроме того, рабочие этих предприятий постоянно имеют дело с химическими веществами.

И хотя концентрация вредных веществ там невысока, длительное взаимодействие с ними дает определенные последствия: так, одним из профзаболеваний сотрудников являются болезни органов дыхания.

Поэтому вопросам охраны здоровья персонала уделяется достаточное количество внимания.

Трудности отрасли

Представители российских компаний из проблем отмечают «шероховатость» законодательного регулирования отрасли: административного, ценового, антимонопольного.

Кроме того, российские технологии все-таки уступают зарубежным. А переход к более инновационным требует значительных материальных вложений.

Перспективы развития

Российская фармотрасль практически полностью обеспечивает здравоохранение лекарственными препаратами. Большинство из них – дженериковые (или лекарства-синонимы, они имеют аналогичные действующие вещества, но торговое название у них другое). Одновременно с этим продолжают проводиться исследования, касающиеся поиска новых, более совершенных медикаментов.

Альтернативное применение

Речь идет об использовании продуктов отрасли в других областях – например, в ветеринарии и лечебной косметологии.

Ветеринарная фармация

Животные болеют так же, как и люди, поэтому создание и производство препаратов для их лечения важны. Кроме того, реализация этих лекарств тоже приносит прибыль.

Само же производство медикаментов для человека и животных имеет идентичные научные исследования, производственные процессы. Отличие заключается только в терапевтическом воздействии на живой организм, а также самом механизме одобрения лекарственного средства, его маркетинга и сбыта.

Ветеринарные врачи применяют медицинские препараты для контроля инфекционных заболеваний и организмов-паразитов у сельскохозяйственных и домашних животных. Для этой цели широко используются вакцины, противопаразитарные препараты.

Пищевые добавки, антибиотики и гормоны используются в сельском хозяйстве для усиления роста и улучшения здоровья сельскохозяйственных животных. Список производителей ветеринарных препаратов представлен по ссылке.

Примечание: научные исследования и разработка медикаментов для людей и животных часто ведутся совместно из-за совпадающих потребностей в контроле инфекционных агентов и болезней.

Лечебная косметология

Это еще одна «ветка» отрасли, специализирующаяся на разработке новых косметических продуктов, усовершенствовании уже имеющихся средств, обладающих лечебным и лечебно-профилактическим эффектом, а также на производстве парфюмерно-косметических средств гигиенического назначения (уход за кожей, волосами, полостью рта).

Успешность предприятий химико-фармацевтической отрасли зависит от многих факторов, включающих в себя общую экономическую ситуацию в стране, политическую, демографическую, уровень государственного финансирования, развитие экспорта, скорости адаптации к изменениям в этой сфере и прочих.

Если отечественные производители сумеют приспособиться к высокой отраслевой динамике и будут готовы к гибкости в принятии ключевых решений, то в ближайшие годы эта промышленность сможет подняться и на более высокий уровень.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во .

18.11.2019

Источник: https://fabricators.ru/article/himiko-farmacevticheskaya-promyshlennost

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/8-22141.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Производство гормонов в промышленности

Cтраница 1

Производство РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ Рё РёС… полупродуктов РЅР° всех стадиях, включая фасовку, таблетирование Рё ампулирование РёС….  [1]

Производство РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ ( метилтестостерон, кофеин) – ведение процесса экстракции.  [2]

Раньше производство гормонов часто было весьма щекотливым делом.

Хорошо еще, если, как в случае с инсулином, животный белок ( из крупного рогатого скота или свиньи) может служить заменой человеческого гормона.

У некоторых детей из-за генетического дефекта не вырабатывается гормон роста и без лечения они превращаются в лилипутов.

Р�Рј необходимо вводить этот РіРѕСЂРјРѕРЅ, Р° взять его можно было РґРѕ СЃРёС… РїРѕСЂ только РёР· человеческих трупов. Генная инженерия открыла путь Рє широкому производству этого РіРѕСЂРјРѕРЅР°.  [3]

Схема производства гормона роста в принципе аналогична схеме получения инсулина, представленной на рис. 25.11.

Кодирующая ДНК ( ген), введенная в бактерию, представляет собой комплементарную ДНК ( кДНК), полученную на матрице мРНК с помощью обратной транскриптазы, как было описано в разд.

Перед встраиванием в вектор к кДНК присоединили еще одну ДНК-последовательность, кодирующую так называемый сигнальный пептид. Его роль чрезвычайно важна.

�менно он, будучи соединенным с гормоном роста, действует как ключ, отпирающий ворота клетки.

Р’ результате произведенный бактерией РіРѕСЂРјРѕРЅ оказывается РІ окружающей среде, что существенно облегчает его очистку. После выхода РёР· клетки сигнальная последовательность удаляется бактериальным ферментом Рё остается чистый РіРѕСЂРјРѕРЅ.  [4]

Экстрагирование РІ производстве РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ – метилтестосте-СЂРѕРЅ, кофеин.  [5]

Применяется для обеззараживания РІРѕРґС‹; РїСЂРё производстве РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ.  [6]

Существует реальная опасность отравления работающих РІ производстве РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ РїСЂРё вдыхании аэрозолей Рё РїСЂРё попадании РЅР° кожу. Так, РІ смывах СЃ участков тела аппаратчиков, занятых РЅР° фасовке, РЅР° коже лба обнаружено РІ среднем 2 2 РјРєРі / СЃРј2 РЎ.  [7]

Хотя РІ настоящее время трудно оспаривать преимущество соласоди-РЅР° как наиболее доступного отечественного сырья для производства РєРѕСЂ-тикопдных РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ, имеются интересные работы Рё РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ РґСЂСѓРіРёС… стероидных соединений. Ленинградский фармацевтический институт) предложил РІ качестве РёСЃС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сырья дешевый СЂ-ситостерин, являющийся отходом производства РІ целлюлозной промышленности. Превращение СЂ-сптостерина РІ ацетат дегидроэпиандростерона осуществляется аналогично схеме, разработанной для холестерина.  [8]

РќРµ РіРѕРІРѕСЂСЏ Рѕ том, что этот РїРѕРґС…РѕРґ сам РїРѕ себе является заслуживающей внимания научной задачей, такой путь синтеза применим для производства РіРѕСЂРјРѕРЅР° поджелудочной железы инсулина РІ больших масштабах.  [10]

Среди – мнкосгеринов наиболее хорошо изучен СЌСЂ-гостерин for er ot – франц. РћРЅ применяется РІ производстве РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ.  [11]

Определение гекогенина, РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ сапонина растения, важного компонента РїСЂРё производстве стероидальных РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ методом хромато-масс-спектрометрии.  [12]

Минеральные вещества РІС…РѕРґСЏС‚ РІ состав структурных элементов организма ( например, костных тканей), помогают ферментам выполнять РёС… функции, играют жизненно важную роль РІ поддержании работы сердца Рё РґСЂСѓРіРёС… органов. Щитовидной железе, например, требуются микроскопические количества РёРѕРґР° ( РїРѕСЂСЏРґРєР° РѕРґРЅРѕР№ миллионной доли грамма) для производства важного РіРѕСЂРјРѕРЅР° – тироксина. Функции минеральных веществ РІ организме – предмет изучения быстро развивающейся ветви С…РёРјРёРё – бионеорганической С…РёРјРёРё.  [13]

РќРѕ для того, чтобы нормально функционировать, клетка печени ( или любая другая клетка) может вводить РІ действие ( включать) только определенную часть своей полной генетической информации. Более того, РІ различное время – РІ зависимости РѕС‚ потребностей организма – включаются ( или выключаются) РґСЂСѓРіРёРµ гены. Например, после того как РІС‹ съели очень сладкую конфету, организм должен увеличить производство РіРѕСЂРјРѕРЅРѕРІ поджелудочной железы, которые вызовут превращение части сахара РІ энергию, Р° часть запасут РІ РІРёРґРµ жира.  [14]

Генетические манипуляции позволяют вносить небольшие отрезки носителей генетической информации высших организмов, например человека, в бактерию и заставлять ее синтезировать соответствующие белки.

Вполне осуществимо производство гормонов антигенов, антител и других белков с помощью бактерий.

Делаются также попытки передать растениям способность Рє азотфиксации Рё лечить болезни, связанные СЃ биохимическими дефектами.  [15]

Страницы:      1

Источник: https://www.ngpedia.ru/id335012p1.html

Моя железа
Добавить комментарий