现代制药工艺学

第1章 合成生物学

1.1 概述

1.1.1 合成生物学概念

1.1.2 合成生物学基础

1.2 合成生物的元器件

1.2.1 基因元件

1.2.2 生物元器件文库

1.3 合成生物学的发展

1.3.1 合成生物学发展的主要事件

1.3.2 合成生物学的主要研究内容

1.3.3 合成生物学的学术活动

本章小结

主要参考文献

第2章 制药的工程生物系统

2.1 大肠杆菌表达系统

2.1.1 大肠杆菌的生物学特性

2.1.2 常用蛋白质表达底盘菌株

2.1.3 大肠杆菌的表达载体

2.1.4 大肠杆菌表达系统的应用

2.2 谷氨酸棒杆菌表达系统

2.2.1 谷氨酸棒杆菌的生物学特性

2.2.2 谷氨酸棒杆菌的表达载体

2.2.3 谷氨酸棒杆菌表达系统的应用

2.3 链霉菌表达系统

2.3.1 链霉菌的生物学特性

2.3.2 链霉菌的表达载体

2.3.3 链霉菌表达系统的应用

2.4 酵母表达系统

2.4.1 酵母的生物学特性

2.4.2 酵母的表达载体

2.4.3 酵母表达系统的应用

2.5 植物表达系统

2.5.1 植物细胞的特点

2.5.2 植物表达载体结构

2.5.3 植物表达系统的应用

2.6 动物表达系统

2.6.1 制药动物细胞系

2.6.2 动物表达载体

2.6.3 动物表达系统的应用

本章小结

主要参考文献

第3章 生物元器件的设计与表征

3.1 基因转录装置与蛋白质翻译装置

3.1.1 基因转录装置

3.1.2 翻译装置

3.2 RNA聚合酶的设计与表征

3.2.1 T7RNA聚合酶的正交转录设计

3.2.2 T7RNA聚合酶的合理使用

3.2.3 全局转录装置工程

3.2.4 RNA聚合酶的表征

3.3 启动子与终止子的设计与表征

3.3.1 启动子的组织结构

3.3.2 启动子的设计

3.3.3 启动子的表征

3.3.4 终止子设计与表征

3.4 核糖体结合位点和核糖体开关设计与表征

3.4.1 核糖体结合位点的设计与表征

3.4.2 核糖体开关的设计

3.4.3 核糖体工程

3.5 密码子的选择与目标基因设计

3.5.1 基因组的密码子选择

3.5.2 基因组的密码子使用

3.5.3 目标基因的序列设计

3.5.4 目标基因表达优化

3.5.5 包含体的解决策略

本章小结

主要参考文献

第4章 生物元器件的合成与组装

4.1 DNA的化学合成

4.1.1 DNA的构建单元

4.1.2 DNA的化学合成后处理

4.1.3 DNA的溶解和保存

4.2 PCR与DNA组装

4.2.1 PCR

4.2.2 PCA

4.2.3 重叠延伸PCR组装

4.3 基于连接酶的离体组装

4.3.1 常规酶切与连接组装

4.3.2 同尾酶切与连接酶组装

4.4 同源重组工程组装

4.4.1 位点特异性重组组装

4.4.2 大肠杆菌细胞内同源重组组装

4.4.3 酵母细胞内同源重组组装

本章小结

主要参考文献

第5章 代谢途径工程制药

5.1 莽草酸途径工程

5.1.1 莽草酸的生物合成途径

5.1.2 酪氨酸的途径工程

5.1.3 苯丙氨酸及其衍生物途径工程

5.2 聚酮药物途径工程

5.2.1 聚酮生物合成途径

5.2.2 链霉菌合成聚酮类药物

5.2.3 大肠杆菌合成Ⅰ型聚酮

5.2.4 大肠杆菌合成Ⅱ型聚酮

5.2.5 大肠杆菌合成Ⅲ型聚酮

5.3 萜类药物途径工程

5.3.1 萜类药物的生物合成途径

5.3.2 萜类药物的生物合成

5.3.3 酵母合成氢化可的松

5.3.4 微生物合成紫杉二烯

5.3.5 大肠杆菌合成青蒿二烯

5.3.6 酿酒酵母合成青蒿酸

本章小结

主要参考文献

第6章 基因组工程制药

6.1 基因组编辑技术

6.1.1 多重自动化基因组工程

6.1.2 接合组装基因组工程

6.1.3 动物细胞基因组编辑技术

6.2 合成基因组

6.2.1 合成基因组的设计

6.2.2 合成疫苗

6.2.3 合成细菌基因组

6.2.4 合成细菌

6.2.5 合成酿酒酵母基因组

6.3 最小基因组工厂

6.3.1 最小基因组工厂的概念

6.3.2 最小基因组细菌

6.3.3 最小基因组链霉菌

6.3.4 最小基因组酵母

本章小结

主要参考文献

第7章 生物酶催化制药

7.1 固定化酶制药

7.1.1 酶固定化技术的发展

7.1.2 固定化酶反应器及其特点

7.1.3 固定化酶制药实例

7.2 酶法拆分制药

7.2.1 脂肪酶手性拆分

7.2.2 环氧化物水解酶手性拆分

7.2.3 内酯水解酶手性拆分

7.2.4 腈水合酶手性拆分

7.3 酶法合成手性制药

7.3.1 不对称还原制备手性醇

7.3.2 不对称还原胺化制备药物中间体

7.3.3 腈类化合物的生物转化

7.3.4 他汀类药物关键中间体的酶法制备

7.4 酶催化合成β-内酰胺抗生素

7.4.1 β-内酰胺类抗生素

7.4.2 青霉素酰化酶

7.4.3 头孢菌素C酰化酶

7.4.4 α-氨基酸酯水解酶

本章小结

主要参考文献

第8章 固相化学合成制药

8.1 固相化学合成技术的发展

8.1.1 固相合成的基本原理

8.1.2 过渡金属催化的应用

8.1.3 寡糖的合成与分混式合成

8.1.4 组合化学合成与天然产物合成

8.2 固相化学合成多肽

8.2.1 固相合成多肽的基本过程

8.2.2 C端氨基酸与功能性载体的键合

8.2.3 保护基

8.2.4 缩合剂

8.2.5 肽链的组装与释放

8.3 固相化学合成环肽

8.3.1 均环肽的合成

8.3.2 杂环肽的合成

8.3.3 影响环肽合成的因素

8.4 固相化学合成核酸

8.4.1 固相合成核酸的基本过程

8.4.2 载体与3′端羟基的键合

8.4.3 核酸的保护基

8.4.4 活化剂

8.4.5 肽核酸的合成

本章小结

主要参考文献

第9章 化学药物合成新技术

9.1 流动化学技术制药

9.1.1 流动化学原理

9.1.2 流动化学合成小分子药物

9.1.3 流动化学全合成天然产物

9.2 手性记忆技术制药

9.2.1 手性记忆的原理

9.2.2 手性记忆合成α-取代氨基酸衍生物

9.2.3 手性记忆用于分子内的环化反应

9.2.4 手性记忆用于Aldol反应

9.2.5 手性记忆用于自由基反应

9.2.6 手性记忆用于重排反应

9.2.7 手性记忆用于全合成天然产物

9.3 仿生合成制药

9.3.1 仿生合成原理

9.3.2 仿生全合成flinderoles

9.3.3 仿生合成长春氟宁

9.4 串联反应与多组分反应制药

9.4.1 串联反应

9.4.2 多组分反应

本章小结

主要参考文献

制药工艺是把药物产品化的技术过程，是现代医药行业的关键技术领域。本教材在合成生物学制药、酶工程制药、先进化学制药等领域进行全面阐述。合成生物学制药包括工程生物系统、生物元器件的设计与表征、合成与组装等的基本原理和实践过程等，并以代谢途径工程为例，进行新途径的创建和工艺优化，以基因组工程为例进行底盘细胞设计和构建。酶工程制药包括固定化、手性药物的合成与拆分。先进化学制药包括固相化学合成多肽和核酸类药物的原理与技术、流动化学技术、手性记忆技术、仿生合成技术和串联反应与多组分反应等原理及其制药应用。本教材把制药理论与企业生产实际密切联系起来，反映了现代医药行业的发展方向，体现了生物制药和化学制药领域的发展前沿。应用参考价值高，适用范围广，是全国工程专业学位研究生教育指导委员会推荐的制药工程领域教材，也适合生物工程、发酵工程、生物化工等专业的研究生选用，并可作为医药科研、生产等单位科技人员参考书。