Co je produkce rekombinantního proteinu?

Produkce rekombinantního proteinu je exprese proteinů, které byly vyrobeny technikami rekombinantní DNA. Tento proces umožňuje výrobu těchto látek ve velkém množství. Tato hromadná výroba se provádí jak pro laboratorní studie, tak pro průmyslovou výrobu.

Tato technika se často používá k produkci lidského růstového hormonu a inzulínu. Získání lidského růstového hormonu produkcí rekombinantních proteinů je obrovské zlepšení oproti jeho získání z mrtvol, protože přítomnost proteinů získaných z mrtvol občas vedla k přenosu nemocí. Výroba inzulínu tímto způsobem je také výhodná, protože umožnila výrobu variant inzulínu, které mají v těle různé farmakologické účinky.

Proteiny jsou řetězce aminokyselin, kódované DNA. Geny, které kódují tyto proteiny, se vkládají do speciálních vektorů nebo jednotek DNA. Jsou vybrány vektory, které produkují velká množství požadovaného proteinu. Toto je známé jako nadměrná exprese .

Nadměrná exprese se provádí ve speciálních hostitelských buňkách. Hostitelé jsou někdy bakterie nebo kvasinky. V případech, kdy jsou proteiny savců, jsou hostiteli buněčné linie hmyzu nebo savců. Komerčně je k dispozici velké množství souprav pro usnadnění klonování genu a následné produkce rekombinantního proteinu.

Tyto soupravy mají speciální vektory zvané expresní vektory, které mají speciální promotor k produkci velkého množství proteinu. Promotor je část DNA, která řídí produkci genové sekvence, která za ní následuje. Tyto expresní vektory mohou být často vypnuty a jsou indukovatelné. Zejména u bakteriálních hostitelů může být produkce příliš velkého množství proteinu najednou toxická, což inhibuje růst bakterií.

Existuje několik různých způsobů, jak vyvolat výraz. V obou jsou bakterie pěstovány do určité hustoty. Pak se buď přidá sloučenina pro indukci, nebo se teplota změní na teplotu, při které je promotor aktivní.

K usnadnění purifikace proteinů z bakterií je klonování často prováděno tak, že na proteinu je značka, která se bude vázat k matrici. Tím se protein oddělí od buněčných zbytků. Například značka histidinových molekul na proteinu se bude vázat na sloupec niklu. Jakmile je protein navázán, značka se odštěpí a zanechá čistý protein, který pak může být eluován z kolony. Může trvat roky, než se protein očistí tradičními metodami.

Dalším faktorem, který je třeba zvážit, je to, zda protein vyžaduje modifikaci po své počáteční produkci. Toto je často případ savčích proteinů. Bakterie tyto proteiny často nemodifikují, takže nadměrná exprese těchto pokročilejších proteinů se často provádí v hmyzích nebo savčích buňkách. Řada biotechnologických společností se specializuje na provádění produkce rekombinantních proteinů.