Vad är rekombinant proteinproduktion?
Rekombinant proteinproduktion är uttrycket för proteiner som har producerats med rekombinant DNA-teknik. Denna process gör att dessa ämnen kan tillverkas i stora mängder. Sådan massproduktion görs både för laboratorieundersökningar och för industriell produktion.
Denna teknik används ofta för att producera humant tillväxthormon och insulin. Att få humant tillväxthormon genom rekombinant proteinproduktion är en enorm förbättring jämfört med att erhålla det från kadavrar eftersom närvaron av proteiner erhållna från kadavrar ibland resulterade i överföring av sjukdomar. Att göra insulin på detta sätt är också fördelaktigt eftersom det har gjort det möjligt att göra varianter av insulin som har olika farmakologiska åtgärder i kroppen.
Proteiner är kedjor av aminosyror, kodade av DNA. De gener som kodar för dessa proteiner läggs in i speciella vektorer, eller enheter av DNA. Vektorer väljs som kommer att producera stora mängder av det önskade proteinet. Detta kallas överuttryck .
Överuttryck görs i speciella värdceller. Ibland är värdarna bakterier eller jäst. I de fall proteinerna kommer från däggdjur är värdarna ofta insekts- eller däggdjurscellinjer. Ett stort antal kit är kommersiellt tillgängliga för att underlätta både kloning av genen och den efterföljande rekombinanta proteinproduktionen.
Dessa kit har speciella vektorer som kallas expressionsvektorer som har en speciell promotor för att producera stora mängder protein. En promotor är den del av DNA som driver produktionen av gensekvensen som följer den. Ofta kan dessa expressionsvektorer stängas av och är inducerbara. Speciellt med bakterievärdar kan producera för mycket protein på en gång vara giftigt och hämma bakterietillväxt.
Det finns flera olika sätt att inducera uttryck. I båda odlas bakterierna till en viss densitet. Sedan tillsätts antingen en förening för induktion, eller temperaturen förskjuts till en vid vilken promotorn är aktiv.
För att underlätta rening av proteinerna från bakterier görs kloning ofta så att det finns en etikett på proteinet som binder till en matris. Detta separerar proteinet från det cellulära skräpet. Till exempel kommer en tagg med histidinmolekyler på proteinet att binda till en nickelkolonn. När proteinet är bundet klyvs taggen av, vilket lämnar rent protein som sedan kan elueras från kolonnen. Det kan ta år att rena ett protein med traditionella metoder.
En ytterligare faktor att tänka på är om proteinet kräver modifiering efter dess initiala produktion. Detta är ofta fallet för däggdjursproteiner. Bakterier modifierar ofta inte sådana proteiner ordentligt, så överuttryck av dessa mer avancerade proteiner utförs ofta i insekt- eller däggdjursceller. Ett antal bioteknikföretag är specialiserade på rekombinant proteinproduktion.