Hva er rekombinant proteinproduksjon?

Rekombinant proteinproduksjon er uttrykk for proteiner som er produsert ved rekombinant DNA-teknikk. Denne prosessen gjør det mulig å lage disse stoffene i store mengder. Slik masseproduksjon gjøres både for laboratorieundersøkelser og for industriell produksjon.

Denne teknikken brukes ofte til å produsere humant veksthormon og insulin. Å oppnå humant veksthormon gjennom rekombinant proteinproduksjon er en enorm forbedring i forhold til å få det fra kadavere fordi tilstedeværelsen av proteiner oppnådd fra kadavre noen ganger resulterte i overføring av sykdommer. Å lage insulin på denne måten er også fordelaktig fordi det har gjort det mulig å lage varianter av insulin som har forskjellige farmakologiske handlinger i kroppen.

Proteiner er kjeder av aminosyrer, kodet av DNA. Genene som koder for disse proteinene blir satt inn i spesielle vektorer, eller enheter av DNA. Det velges vektorer som vil produsere store mengder av det ønskede proteinet. Dette er kjent som overekspresjon .

Overekspresjon gjøres i spesielle vertsceller. Noen ganger er vertene bakterier eller gjær. I tilfeller der proteinene kommer fra pattedyr, er vertene ofte insekt- eller pattedyrcellelinjer. Et stort antall sett er kommersielt tilgjengelig for å lette både kloning av genet og den påfølgende rekombinante proteinproduksjon.

Disse settene har spesielle vektorer kalt ekspresjonsvektorer som har en spesiell promotor for å produsere store mengder protein. En promoter er den delen av DNA som driver produksjonen av gensekvensen som følger den. Ofte kan disse ekspresjonsvektorene slås av og er indusible. Spesielt med bakterieværter kan det å produsere for mye protein på en gang være giftig, noe som hemmer bakterienes vekst.

Det er flere forskjellige måter å indusere uttrykk på. Hos begge dyrkes bakteriene til en viss tetthet. Deretter tilsettes enten en forbindelse for induksjon, eller temperaturen forskyves til en der promotoren er aktiv.

For å lette rensing av proteiner fra bakterier, blir kloning ofte gjort slik at det er en merke på proteinet som vil binde seg til en matrise. Dette skiller proteinet fra cellulær rusk. For eksempel vil en tag av histidinmolekyler på proteinet binde seg til en nikkelkolonne. Når proteinet er bundet, spaltes merket, og etterlater rent protein som deretter kan elueres fra kolonnen. Det kan ta år å rense et protein ved hjelp av tradisjonelle metoder.

En ekstra faktor å vurdere er om proteinet krever modifisering etter dets første produksjon. Dette er ofte tilfelle for pattedyrproteiner. Bakterier modifiserer ofte ikke slike proteiner på riktig måte, så overuttrykk av disse mer avanserte proteinene blir ofte utført i insekt- eller pattedyrceller. En rekke bioteknologiselskaper spesialiserer seg på å utføre rekombinant proteinproduksjon.