การผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนต์คืออะไร?

การผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนต์เป็นการแสดงออกของโปรตีนที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคนิคการผสมดีเอ็นเอซ้ำ กระบวนการนี้ทำให้สารเหล่านี้สามารถผลิตในปริมาณมาก การผลิตจำนวนมากนั้นทำเพื่อการศึกษาในห้องปฏิบัติการและการผลิตในภาคอุตสาหกรรม

เทคนิคนี้มักใช้ในการผลิตฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์และอินซูลิน การได้รับฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์จากการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์นั้นเป็นการพัฒนาที่ดีกว่าการได้รับจากศพเพราะการปรากฏตัวของโปรตีนที่ได้จากศพมนุษย์บางครั้งส่งผลให้เกิดโรค การสร้างอินซูลินด้วยวิธีนี้ก็เป็นประโยชน์เช่นกันเพราะมันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอินซูลินในรูปแบบที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาแตกต่างกันในร่างกาย

โปรตีนเป็นโซ่ของกรดอะมิโนที่ถูกเข้ารหัสโดย DNA ยีนที่มีรหัสสำหรับโปรตีนเหล่านี้จะถูกใส่เข้าไปในเวกเตอร์พิเศษหรือหน่วยของ DNA เลือกเวกเตอร์ที่จะผลิตโปรตีนในปริมาณมาก สิ่งนี้เรียกว่า overexpression

การแสดงออกมากเกินไปจะกระทำในเซลล์โฮสต์พิเศษ บางครั้งเจ้าภาพก็เป็นแบคทีเรียหรือยีสต์ ในกรณีที่โปรตีนมาจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเจ้าภาพมักเป็นแมลงหรือเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ชุดอุปกรณ์จำนวนมากมีวางจำหน่ายทั่วไปเพื่ออำนวยความสะดวกในการโคลนยีนและการผลิตโปรตีน recombinant ที่ตามมา

ชุดนี้มีเวกเตอร์พิเศษที่เรียกว่าเวกเตอร์แสดงออกซึ่งมีโปรโมเตอร์พิเศษในการผลิตโปรตีนจำนวนมาก โปรโมเตอร์คือส่วนของ DNA ที่ขับเคลื่อนการสร้างลำดับของยีนที่ตามมา บ่อยครั้งเวกเตอร์นิพจน์เหล่านี้สามารถปิดและเหนี่ยวนำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเจ้าภาพแบคทีเรียการผลิตโปรตีนมากเกินไปในครั้งเดียวอาจเป็นพิษยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

มีหลายวิธีในการทำให้เกิดการแสดงออก ในทั้งสองแบคทีเรียมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น จากนั้นสารประกอบทั้งสองจะถูกเพิ่มเข้ามาสำหรับการเหนี่ยวนำหรืออุณหภูมิจะเลื่อนไปที่ตำแหน่งที่โปรโมเตอร์ทำงานอยู่

เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำให้บริสุทธิ์ของโปรตีนจากแบคทีเรียการโคลนมักจะทำเพื่อให้มีแท็กบนโปรตีนที่จะผูกกับเมทริกซ์ สิ่งนี้แยกโปรตีนออกจากเศษเซลล์ ตัวอย่างเช่นแท็กของฮิสทิดีนโมเลกุลบนโปรตีนจะจับกับคอลัมน์ของนิกเกิล เมื่อมีการผูกโปรตีนแท็กจะถูกตัดออกและปล่อยโปรตีนบริสุทธิ์ที่จะถูกชะออกจากคอลัมน์ อาจใช้เวลาหลายปีในการชำระโปรตีนโดยใช้วิธีการดั้งเดิม

ปัจจัยเพิ่มเติมที่ต้องพิจารณาคือโปรตีนจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนหลังจากการผลิตเริ่มต้นหรือไม่ นี่เป็นกรณีของโปรตีนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บ่อยครั้งที่แบคทีเรียไม่ปรับเปลี่ยนโปรตีนอย่างเหมาะสมดังนั้นการแสดงออกของโปรตีนขั้นสูงเหล่านี้มักเกิดขึ้นในเซลล์แมลงหรือเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บริษัท เทคโนโลยีชีวภาพจำนวนหนึ่งเชี่ยวชาญในการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์