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1　中药现代化概述 1

1.1　中药现代化简介 1

1.1.1　中药现代化 1

1.1.2　我国中药事业发展概况 1

目录 1

1.1.3　国际上天然药物的发展趋势 3

1.1.4　中药现代化的必要性 3

1.1.4.1　我国中药发展的现状 3

1.1.4.2　实现中药现代化的必要性 4

1.1.5　中药现代化的实施 6

1.1.6.1　超临界萃取技术 7

1.1.6　中药现代化研究的技术和方法简介 7

1.1.6.2　超微粉碎技术 9

1.1.6.3　纳米载药技术 10

1.1.6.4　分子生物学 11

1.1.6.5　谱效关系学 13

1.2　WTO与中药现代化 16

1.2.1　进入WTO带给中药现代化发展的严峻挑战 16

1.2.1.1　形势 16

1.2.1.2　中药发展现状 17

1.2.1.3　出路——中药现代化 17

1.2.2　中国加入WTO带给中药产业现代化的发展机遇 18

1.2.3　中药现代化的主要内容 19

1.2.3.1　中药材规范化种植 19

1.2.3.2　中药饮片的现代化生产 21

1.2.3.3　制造工艺现代化 23

1.2.3.4　质量控制与检测技术的现代化 27

1.2.3.5　中药剂型的现代化 28

1.2.3.6　中药产品包装的现代化 29

1.2.3.7　中药高新技术产品产业化示范工程的建设 30

1.2.3.8　鼓励推广计算机集成制造技术 30

1.3.1.1　有利的国际环境 31

1.3.1　中药国际化面临的机遇 31

1.3　中药现代化与中药国际化 31

1.3.1.2　有利的国家产业政策环境和资源环境 32

1.3.1.3　中、西药在理论上沟通的可能性 32

1.3.2　中药国际化可采取的策略 32

1.3.2.1　形成我国科技先导型跨国中药产业 32

1.3.2.2　建立中药信息网络系统 33

1.3.2.3　建立国际性中药研究机构 33

1.3.2.4　建立中药现代评价体系 33

1.3.2.5　加强中药的基础性研究和现代中药新剂型研究 33

1.3.3.2　缺乏具有可与西药竞争的现代中成药制剂 34

1.3.3.1　缺乏国际化的大型中药企业 34

1.3.3　中药国际化存在的问题 34

1.3.3.3　中药的标准化水平太低 35

1.4　生物制药与中药现代化 35

1.4.1　传统药材生物技术研究 35

1.4.1.1　国外传统药材生物技术研究概况 36

1.4.1.2　我国传统药材生物技术的发展和研究内容 37

1.4.1.3　传统药材生物技术今后发展方向 38

1.4.2　中药与天然药物生物技术研究进展 39

1.4.2.1　生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用 40

1.4.2.2　细胞工程技术为中药和天然药物人工资源的开发提供了有效途径 40

1.4.2.5　生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径 41

1.4.2.3　酶工程是中药和天然药物活性成分生产追求的最佳技术手段之一 41

1.4.2.4　生物技术为提高中药和天然药物品质评价水平提供了新的实验方法 41

1.4.3　结语 42

主要参考文献 43

附录 中药现代化发展纲要 47

2　基因工程技术及其在中药现代化中的应用 52

2.1　基因工程技术的基本原理 52

2.1.1　基因工程的诞生 52

2.1.2　基因工程的概念 53

2.1.3　基因工程的安全性问题 53

2.1.4.1　DNA的结构与性质 54

2.1.4　DNA及基因的结构与性质 54

2.1.4.2　基因的结构 55

2.1.5　各种工具酶 58

2.1.5.1　限制性核酸内切酶 58

2.1.5.2　DNA聚合酶 59

2.1.5.3　DNA连接酶 60

2.1.5.4　其他工具酶类 60

2.1.6　制备目的基因的方法 61

2.1.6.1　物理化学法 61

2.1.6.2　化学合成法 62

2.1.6.3　鸟枪无性繁殖法 63

2.1.6.5　聚合酶链式反应 64

2.1.6.4　酶促逆转录合成法 64

2.1.7　基因载体的选择与构建 65

2.1.7.1　细菌质粒载体 65

2.1.7.2　噬菌体载体 66

2.1.7.3　动物病毒载体 68

2.1.7.4　酵母质粒载体 69

2.1.8　基因重组 70

2.1.8.1　粘性末端连接 71

2.1.8.2　平端连接 71

2.1.8.3　人工接头连接 71

2.1.9　重组DNA导入受体细胞 72

2.1.8.4　同聚物加尾法 72

2.1.9.1　电转化 74

2.1.9.2　微注射技术 74

2.1.9.3　脂质体介导法 74

2.1.10　重组体的筛选 74

2.1.10.1　DNA鉴定筛选法 75

2.1.10.2　依赖选择性载体的筛选方法 77

2.1.10.3　分子杂交筛选法 77

2.1.10.4　免疫学方法 78

2.1.11.1　阅读框架的形成 80

2.1.11.2　启动子的影响 80

2.1.11　目的基因的表达 80

2.1.10.5　mRNA翻译检测法 80

2.1.11.3　翻译过程的影响因素 81

2.1.11.4　表达体系及表达产物的影响 81

2.2　基因工程技术与中药现代化 82

2.2.1　寻找药物作用的靶向基因 83

2.2.2　利用药用基因发现新的有效成分 84

2.2.3　筛选与检测毒副反应相关基因 85

2.2.4　研究与药物代谢转化相关的基因 85

2.2.5　指纹图谱技术是中药质量控制研究的首选方法 86

2.2.6　研究中药的作用机制 86

2.2.7　药用动植物遗传多样性的分子检测与分子系统学研究 87

2.2.8.1　药材道地性的分子判别 88

2.2.8.2　化学型（有效成分）与基因型（DNA序列）相关性分析 88

2.2.8　与中药相关的其他方面的研究 88

2.2.8.3　中药种质资源的分子研究 89

2.2.9　基因芯片技术在中药药理研究中的应用 89

2.2.10　DNA分子遗传标记技术在中药研究中的应用 93

2.2.10.1　中药鉴定中的分子遗传标记技术 93

2.2.10.2　DNA分子标记技术的应用 95

2.2.10.3　分子标记技术的规范化与中药分子鉴定的稳定性 97

2.2.11　应用基因工程技术生产中药活性成分 98

2.2.11.2　基因工程技术在药用植物研究中的应用 99

2.2.11.1　转基因药材 99

2.2.11.3　利用转基因技术生产药用蛋白及多肽 101

主要参考文献 104

3　发酵工程及其在中药现代化中的应用 106

3.1　概述 106

3.1.1　发酵的基本概念 106

3.1.2　植物细胞大规模培养的意义及现状 107

3.2　植物培养细胞的特点 108

3.2.1　植物细胞的特点及生长曲线 108

3.2.2　大规模植物细胞培养过程 109

3.3.1　高产细胞株系的筛选 110

3.3　影响植物细胞大规模培养的因素 110

3.3.1.1　根据植物的基因型进行筛选 111

3.3.1.2　根据细胞的表型进行筛选 111

3.3.1.3　根据单细胞克隆中次级代谢产物含量进行筛选 111

3.3.2　悬浮细胞培养的同步化 111

3.3.2.1　物理方法 112

3.3.2.2　化学方法 112

3.3.3　培养基组分对植物细胞大规模培养的影响 112

3.3.3.1　碳源对大规模细胞培养的影响 112

3.3.3.2　氮源对植物细胞大规模培养的影响 113

3.3.3.3　K+对植物细胞大规模培养的影响 113

3.3.3.4　Ca2+对植物细胞大规模培养的影响 114

3.3.3.5　植物生长调节剂对植物细胞大规模培养的影响 115

3.3.3.6　各因素的协同作用 116

3.3.4　外在条件对植物细胞大规模培养的影响 117

3.3.4.1　氧气、CO2对植物细胞大规模培养的影响 117

3.3.4.2　光照对植物细胞大规模培养的影响 117

3.3.4.3　温度对植物细胞大规模培养的影响 119

3.3.5　培养技术对植物细胞大规模培养的影响 120

3.3.5.1　前体饲喂 120

3.3.5.2　诱导子 121

3.3.5.3　产物释放技术 121

3.3.5.5　两相培养法 122

3.3.5.4　两步培养法 122

3.4.1　培养方式 123

3.4.1.1　分批培养 123

3.4.1.2　半连续培养 123

3.4.1.3　连续培养 123

3.4　生物反应器及其培养条件对药用植物细胞大规模培养的影响 123

3.4.2　生物反应器类型 124

3.4.2.1　机械搅拌式生物反应器 124

3.4.2.2　气升式生物反应器 124

3.4.2.3　鼓泡式生物反应器 124

3.4.2.4　固定化细胞生物反应器 124

3.4.3.1　溶氧对细胞生长和次生代谢产物累积的影响 126

3.4.3　培养条件对植物细胞大规模培养的影响 126

3.4.3.2　剪切力对植物细胞大规模培养的影响 127

3.4.3.3　细胞的聚集 128

3.5　基因工程和代谢工程在药用植物细胞大规模培养中的应用 128

3.5.1　概述 128

3.5.2　代谢工程 130

3.5.2.1　提高目的化合物生物合成途径的流量 131

3.5.2.2　增加生产细胞的数量 131

3.5.2.3　代谢的阻止 131

主要参考文献 132

3.5.2.4　代谢工程存在的问题 132

3.6　小结和展望 132

4　酶工程及其在中药现代化中的应用 134

4.1　酶工程基础 134

4.1.1　酶的生物学特征 134

4.1.1.1　酶的定义 134

4.1.1.2　酶是生物催化剂 134

4.1.2　酶的化学本质 135

4.1.3　酶的组成分类 135

4.1.4.3　国际系统分类法及编号 136

4.1.4.2　国际系统命名法 136

4.1.4.1　习惯命名法 136

4.1.4　酶的分类及命名 136

4.2　酶工程简介 137

4.2.1　酶工程定义 137

4.2.2　酶工程的发展历史 137

4.2.3　酶工程的研究内容 138

4.2.3.1　化学酶工程 138

4.2.3.2　生物酶工程 140

4.2.4　酶的来源和生产 141

4.2.4.1　酶的来源 141

4.2.4.2　酶的生产 142

4.2.4.3　酶的分离和纯化 144

4.2.4.4　酶的纯度与酶活力 147

4.2.4.5　酶制剂的保存 147

4.3　酶分子的改造 148

4.3.1　酶分子的修饰 148

4.3.1.1　酶蛋白的化学修饰 148

4.3.1.2　模拟酶 149

4.3.2　酶的蛋白质工程 151

4.3.2.1　杂交酶 152

4.3.2.2　抗体酶 153

4.3.2.3　核酶 153

4.4　酶和细胞的固定化 155

4.4.1　固定化酶的制备 156

4.4.1.1　固定化酶的定义 156

4.4.1.2　固定化酶的特点 156

4.4.1.3　酶和细胞的固定化方法 156

4.4.1.4　酶和细胞的固定化载体 158

4.4.1.5　固定化酶的制备技术 159

4.4.2　固定化细胞的制备 162

4.4.2.1　固定化细胞的定义 162

4.4.2.2　固定化细胞的特点 162

4.4.2.3　固定化细胞的制备技术 162

4.4.3.2　载体的选择 163

4.4.3.1　固定化方法的选择 163

4.4.3　固定化方法与载体的选择 163

4.4.4　固定化酶的形状与性质 164

4.4.4.1　固定化酶的形状…………………………………………………………（164）.4.4.4.2　固定化酶的性质 165

4.4.5　固定化细胞的形状与性质 166

4.4.5.1　固定化细胞的形状 166

4.4.5.2　固定化细胞的性质 166

4.4.6　固定化酶活力的测定方法 166

4.5.1.1　间歇式搅拌罐反应器 167

4.5.1　反应器的类型和特点 167

4.5　固定化酶和固定化细胞生物反应器 167

4.4.6.2　连续测定法 167

4.4.6.1　分批测定法 167

4.5.1.2　连续流动搅拌罐反应器 168

4.5.1.3　填充床反应器 168

4.5.1.4　流化床反应器 168

4.5.1.5　循环反应器 168

4.5.1.6　连续流动搅拌罐——超滤膜反应器 168

4.5.2.4　根据外界环境对酶的稳定性的影响来选择 169

4.5.2.2　根据底物的物理性质来选择 169

4.5.2.3　根据酶反应的动力学特性来选择 169

4.5.2.1　根据固定化酶的形状来选择 169

4.5.2　反应器的选择依据 169

4.5.1.7　其他反应器 169

4.5.2.5　根据操作要求及反应器费用来选择 170

4.6　酶工程技术在中药现代化中的应用 170

4.6.1　概论 170

4.6.2　酶在医药工业中的应用 171

4.6.2.1　固定化细胞法生产6-氨基青霉烷酸 171

4.6.2.2　固定化酶法生产L-氨基酸 173

4.6.2.3　酶工程在植物有效成分生产中的应用 174

4.6.3.1　生物传感器 175

4.6.3　酶工程研究进展 175

4.6.3.2　有机相的酶反应 176

4.6.3.3　酶的固定化 177

4.6.3.4　酶的化学修饰和表面活性剂包埋 177

4.6.4　基因工程酶的构建 178

4.6.4.1　酶基因的克隆和表达 178

4.6.4.2　酶基因的遗传修饰 178

4.6.4.3　酶的遗传设计 178

主要参考文献 179

5　植物细胞工程及其在中药现代化中的应用 180

5.1　基本概念 181

5.2　植物细胞工程发展简史 183

5.3.2　植物细胞的结构特征 184

5.3　植物细胞的形态及生理特性 184

5.3.1　植物细胞的形态 184

5.3.2.1　细胞壁 185

5.3.2.2　原生质体 186

5.3.3　植物细胞的主要生理活性物质及其他化学成分 187

5.3.3.1　生理活性物质 187

5.3.3.2　其他生物活性成分 188

5.3.4　植物培养细胞的生理特性 190

5.4　植物细胞培养的基本技术 192

5.4.1　植物材料的准备 192

5.4.2　培养基及其组成 193

5.4.2.1　无机盐 195

5.4.2.2　碳源 195

5.4.2.3　植物生长调节剂 195

5.4.2.4　有机氮源 196

5.4.2.5　维生素 196

5.4.3　培养方法 196

5.4.3.1　成批培养法 198

5.4.3.2　半连续培养法 198

5.4.3.3　连续培养法 198

5.5.1　外植体选择 199

5.5　影响植物次级代谢产物累积的因素 199

5.4.3.4　固定化培养法 199

5.5.2　培养条件的影响 200

5.5.2.1　培养环境的内在因素 200

5.5.2.2　两步培养法 204

5.5.2.3　诱导子 205

5.5.2.4　培养环境的外部因素 206

5.6　植物细胞培养的生物反应器 207

5.6.1　机械搅拌式生物反应器 209

5.6.2　鼓泡塔生物反应器 209

5.6.5　固定化细胞生物反应器 210

5.6.3　气升式生物反应器 210

5.6.4　转鼓式生物反应器 210

5.6.6　各种生物反应器性能比较 211

5.7　进展与展望 212

5.7.1　诱导子在植物细胞工程研究中的应用 212

5.7.1.1　诱导子的分类 212

5.7.1.2　诱导子的作用机制 213

5.7.1.3　诱导子在组织／细胞培养及其次生代谢产物生合成研究中的应用 215

5.7.2　前体饲喂 216

5.7.4.1　冠瘿组织和毛状根培养技术 217

5.7.4.2　转基因植物和活性成分生产 217

5.7.4　转基因技术在次生代谢产物生产中的应用 217

5.7.3　两相法培养 217

5.7.5　植物生物转化技术与生物制药 218

主要参考文献 218

6　植物生物转化技术与中药现代化 219

6.1　植物生物转化概述 220

6.1.1　定义 220

6.1.2　生物转化的优点 220

6.1.3　可用于生物转化的化合物种类 220

6.1.4　植物生物转化的意义 220

6.2　植物细胞和器官培养物的生物转化 221

6.3　利用固定化细胞培养进行生物转化 227

6.4　基因工程方法在生物转化中的应用 228

6.5　利用植物酶进行生物转化 228

6.5.1　木瓜蛋白酶 230

6.5.2　氧腈酶 231

6.5.3　环化酶 231

6.5.4　酚氧化酶 231

6.5.5　卤化过氧化酶 231

6.5.6　脂氧酶 231

6.5.8　其他酶类 232

6.6　展望 232

6.5.7　细胞色素P450单氧化酶 232

主要参考文献 233

7　海洋生物技术与中药现代化 235

7.1　海洋天然产物生理活性研究 235

7.1.1　抗肿瘤、抗艾滋病多肽 235

7.1.2　抗真菌、抗病毒多肽 237

7.1.3　影响心脑血管系统的多肽 237

7.1.4　作用于神经系统的多肽 238

7.1.5　具有其他生物活性的多肽 239

7.1.6　海洋肽类毒素 240

7.1.7　其他海洋生物活性物质 240

7.2.1　利用现代生物技术研究／生产海洋活性多肽将成为新的研究热点 241

7.2　海洋生物技术与海洋中药的现代化发展 241

7.2.2　生物技术方法在海洋药物研发中的应用 243

7.2.2.1　海洋生物中天然产物化学研究概述 243

7.2.2.2　海洋生物技术应用于海洋药用生物活性成分的累积 247

7.2.2.3　现代生物技术方法在海洋天然产物和海洋药物分离纯化中的应用 ………　 248

7.2.2.4　海洋天然产物和海洋药物大规模筛选系统的建立 248

7.2.2.5　海洋药物基因的克隆 250

7.2.2.6　海洋药物基因工程 252

7.2.2.7　海洋药物的修饰与改造 253

7.3　海洋药物研究的必由之路 254

主要参考文献 254