BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1
1
GYÓGYSZER- ÉS ORVOSI BIOTECHNOLÓGIA
BiotechnológusMSchallgatók számára 2 + 0 + 0óra, 2 kredit, vizsga Előadó: Pécs Miklós,
F-labor (F épület, FE lépcsőház földszint 1) (463-) 40-31
pecs@eik.bme.hu
Diasorok és szöveges segédanyagok találhatók a:
http://oktatas.ch.bme.hu /oktatas /konyvek /abet /gyogyszeresorvosibiotechnologia címen
2
KÖVETELMÉNYEK
Azelőadások látogatásanemkötelező.
Szóbeli vizsga, a vizsgaidőszakban legalább hat vizsganap.
A szóbelin mindenkit legalább két témakörről kérdezek.
3
BIOTECHNOLÓGIA
Mi az? Mindenki mást ért alatta. Még aki benne dolgozik, az is csak a saját területét tekinti igazi biotechnológiának, a többit nem annyira.
A génmanipulátor, a PCR-es, avakcinagyártó … de:
„Biotechnology is not only bio but technology, too.”
Ringpfeilprof beszólása
Két megközelítés:
Biológiai: TTKjellegűegyetemeken agenetikával,mikrobio- lógiával foglalkozók megközelítése.
Technológiai: vegyészmérnök és élelmiszertechnológus szemléletűszakemberekmegközelítése.
Ez a biotechnológus képzés: a BME és a TTK próbál egyensúlyt tartani
1
2
3
BIOLÓGIAI TUDOMÁNYOK MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK
BIOTECHNOLÓGIA
+ bioinformatika BIOLÓGIA
MIKROBIOLÓGIA GENETIKA
BIOFIZIKA BIOKÉMIA ENZIMOLÓGIA
KÉMIA VEGYIPARIMŰVE-
LETEK GÉPTAN
MÉRÉS-ÉS SZABÁLYO- ZÁSTECHNIKA ÜZEM-TERVEZÉS ÜZEMSZERVEZÉS IMMUNOLÓGIA
4
BIOTECHNOLÓGIA - BIOMÉRNÖKSÉG BIOTECHNOLÓGIA - BIOMÉRNÖKSÉG
5
Atudósa (bio)kémia tudománnyalfoglalkozik. Hamegkér- deziktőle,hogy hogyanállít előegy anyagot, akövetkező- képpen válaszol:
A + B = C + D
Veszek A-t és B-t, reagáltatom, keletkezik C.
No, és melléktermékként D is.
Miben különbözik a tudós és a mérnök?
Mit mond ugyanerre a mérnök?
4
5
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 3
7
A biotechnológia ágazati felosztása
(humán-és állategészségügyi) biotechnológia:
Humán és állati gyógyszerek, terápiák, diagnosztikumokelő- állítása a biotechnológia eszközeivel.
(ipari) biotechnológia:
Biotechnológiai módszerek felhasználása a hagyományos fel- dolgozó ipar (vegyipar) termékeivel azonos értékű, de alterna- tív, olcsóbb, környezetkímélőbb vagy teljesen környezetbarát, termékek előállítására.
(növényi) biotechnológia:
Géntranszfer növényfajokba, mely által új, előnyösebb tulaj- donságokkal rendelkező kultúrnövényeket állítanak elő.
Zöld Piros
Fehér
8
Gyógyszer- és orvosi biotechnológia
Miről szólez atárgy?
A„piros” biotechnológiáról. Annak is atechnológiai oldalá- ról.
(Lucifer: Nem adhatokmást,csak milényegem….)
Azértnem csak afermentációsfolyamatokszűkenvett pa- ramétereiről leszszó (táptalaj, hőmérséklet,pH, idő), ha- nem atörzsek kiválasztásától/kialakításátólafermentáción átafeldolgozásigazegész folyamatról.
Ez egyszintetizáló tárgy,sok eddig megszerzett ismeretre épül.
„Piros” biotechnológia
Kismolekulás gyógyszerek élő szervezetekkel
előállítva
Makromolekulás biogyógyszerek élő szervezetekből, vagy
élő szervezetekkel előállítva
Önálló bioaktív egységekből álló
gyógyszerek
Diagnosztikai termékek
Lehet természetes eredetű, vagy rekombináns élő szervezettel előállítva
Lehet természetes eredetű, vagy rekombináns termék
Lehetnek természetes eredetű, vagy rekombináns élő
szervezetek
Lehet természetes eredetű, vagy rekombináns élő szervezetből, vagy
rekombináns élő szervezettel előállított termék
Szteroidok, alkaloidok, antibiotikumok
Peptidek (pl. peptid hormonok)
Fehérjék (pl. inzulin, antitestek)
Vérkészítmények (pl. véralvadási faktor)
Sejtek, őssejtek, attenuáltvakcinák
Immunológiai tesztek (pl. allergia tesztek)
7
8
9
K+F a biotechnológiában
Mit és miért érdemes tudni egy termékről és egy technológi- áról?
Érdemes végig menni a K+F lépésein, eszerint épül fel a tananyag:
1. Ismerjük meg minél jobban a célterméket! (ez különösen a fehérjéknél munkaigényes.)
2. Dolgozzunk ki megbízható analitikát!
3. Válasszuk ki/hozzuk létre a megfelelő termelő szerveze- tet!
4. Végezzük el a fermentáció (upstream) optimálását!
5. Végezzük el a feldolgozás (downstream) optimálását!
10
BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA
11
A termelő törzs kialakítása
A genetikai manipuláció módszerei négy generációba sorol- hatók az egyszerű screeneléstőla metabolomikáig.
10
11
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 5 Upstream optimálás
13
Downstream optimálás
14
15
A termékek csoportosítása
Termelésivolumen szerint:
Nagy tömegben előállított (bulk) anyagok: élelmiszeripari, vegyipari alapanyagok
–Versenypiac, kis haszon
– Az innováció a költségek lefaragására irányul
Finomvegyszerek, új gyógyszerek, diagnosztikumok – innovatív termékek,
– kisebb mennyiség –nagyobb profit
13
14
15
K+F ráfordítás, iparági összehasonlítás
16 Forrás: ifpma.org
A „top 20” gyógyszerből 10 biotech termék
17
A gyógyszeripari biotechnológia sajátosságai
Rituximab C6416H9874N1688O1987S44
MW: 143.9 kDa Vinpocetin
(Cavinton) C22H26N2O2
MW: 180 Da
Filgastrim C845H1343N223O243S9
MW: 18.8 kDa Size does matter: analitikai eszközeink
nem alkalmasak a PONTOS szerkezet meghatározására
16
17
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 7
19
TARTALOMJEGYZÉK
SZEKUNDER METABOLITOK
➢ Antibiotikumok
• β-laktám vázas antibiotikumok SZTEROIDKONVERZIÓK
VÉRKÉSZÍTMÉNYEK ELŐÁLLÍTÁSA REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA
(Glikozilálás) Rekombináns fehérjék Monoklonálisellenanyagok VAKCINÁK
DIAGNOSZTIKUMOK
