Hvad er rekombinant proteinproduktion?
Rekombinant proteinproduktion er ekspressionen af proteiner, der er produceret ved rekombinant DNA-teknikker. Denne proces gør det muligt at fremstille disse stoffer i store mængder. Sådan masseproduktion udføres både til laboratorieundersøgelser og til industriel produktion.
Denne teknik bruges ofte til at producere humant væksthormon og insulin. Opnåelse af humant væksthormon gennem rekombinant proteinproduktion er en enorm forbedring i forhold til at få det fra kadavere, fordi tilstedeværelsen af proteiner opnået fra kadavre lejlighedsvis resulterede i sygdomsoverførsel. At fremstille insulin på denne måde er også fordelagtigt, fordi det har gjort det muligt at fremstille varianter af insulin, der har forskellige farmakologiske handlinger i kroppen.
Proteiner er kæder af aminosyrer, kodet af DNA. De gener, der koder for disse proteiner, sættes i specielle vektorer eller enheder af DNA. Der vælges vektorer, der producerer store mængder af det ønskede protein. Dette er kendt som overekspression .
Overekspression udføres i specielle værtsceller. Undertiden er værterne bakterier eller gær. I tilfælde, hvor proteinerne er fra pattedyr, er værterne ofte insekt- eller pattedyrcellelinjer. Et stort antal sæt er kommercielt tilgængelige for at lette både kloning af genet og den efterfølgende rekombinante proteinproduktion.
Disse sæt har specielle vektorer kaldet ekspressionsvektorer, der har en særlig promotor til at producere store mængder protein. En promotor er den del af DNA, der driver produktionen af gensekvensen, der følger den. Ofte kan disse ekspressionsvektorer slukkes og er inducerbare. Især med bakterieværter kan det at producere for meget protein på én gang være giftigt, hvilket hæmmer bakteriens vækst.
Der er flere forskellige måder at inducere ekspression på. Hos begge dyrkes bakterierne til en bestemt densitet. Derefter tilsættes enten en forbindelse til induktion, eller temperaturen forskydes til en, hvor promotoren er aktiv.
For at lette oprensningen af proteinerne fra bakterier udføres kloning ofte, så der er et mærke på proteinet, der binder til en matrix. Dette adskiller proteinet fra det cellulære affald. For eksempel vil et mærke med histidinmolekyler på proteinet binde til en nikkelsøjle. Når proteinet er bundet, spaltes mærket, hvilket efterlader rent protein, der derefter kan elueres fra søjlen. Det kan tage år at rense et protein ved hjælp af traditionelle metoder.
En yderligere faktor, der skal overvejes, er, om proteinet kræver modifikation efter dets oprindelige produktion. Dette er ofte tilfældet for pattedyrproteiner. Bakterier modificerer ofte ikke sådanne proteiner korrekt, så overekspression af disse mere avancerede proteiner udføres ofte i insekt- eller pattedyrceller. En række bioteknologiske virksomheder er specialiserede i udførelse af rekombinant proteinproduktion.