Սպիտակուցը բոլոր օրգանիզմների կարևոր բաղադրիչն է: Նրա մոլեկուլներից յուրաքանչյուրը բաղկացած է մեկ կամ մի քանի պոլիպեպտիդային շղթայից՝ բաղկացած ամինաթթուներից։ Չնայած կյանքի համար անհրաժեշտ տեղեկատվությունը կոդավորված է ԴՆԹ-ում կամ ՌՆԹ-ում, ռեկոմբինանտ սպիտակուցները օրգանիզմներում կատարում են կենսաբանական գործառույթների լայն շրջանակ, ներառյալ ֆերմենտային կատալիզը, պաշտպանությունը, աջակցությունը, շարժումը և կարգավորումը: Ըստ օրգանիզմում իրենց ֆունկցիաների՝ այդ նյութերը կարելի է բաժանել տարբեր կատեգորիաների՝ հակամարմիններ, ֆերմենտներ, կառուցվածքային բաղադրիչ։ Հաշվի առնելով իրենց կարևոր գործառույթները՝ նման միացությունները ինտենսիվ ուսումնասիրվել և լայնորեն օգտագործվել են։
Նախկինում ռեկոմբինանտ սպիտակուց ստանալու հիմնական միջոցը այն բնական աղբյուրից մեկուսացնելն էր, որը սովորաբար անարդյունավետ է և ժամանակատար: Կենսաբանական մոլեկուլային տեխնոլոգիայի վերջին առաջընթացը հնարավորություն է տվել կլոնավորել ԴՆԹ-ն, որը կոդավորում է նյութերի որոշակի խումբ, արտահայտման վեկտորի մեջ այնպիսի նյութերի, ինչպիսիք են բակտերիաները, խմորիչները, միջատների բջիջները և կաթնասունների բջիջները::
Պարզ ասած՝ ռեկոմբինանտ սպիտակուցները էկզոգեն ԴՆԹ-ի արտադրանքի միջոցով թարգմանվում են.կենդանի բջիջներ. Դրանք ստանալը սովորաբար ներառում է երկու հիմնական քայլ.
- Մոլեկուլի կլոնավորում.
- Սպիտակուցային արտահայտություն.
Ներկայումս նման կառուցվածքի արտադրությունը բժշկության և կենսաբանության մեջ օգտագործվող ամենահզոր մեթոդներից է։ Կազմը լայն կիրառություն ունի հետազոտության և կենսատեխնոլոգիայի մեջ։
Բժշկական ուղղություն
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցները կարևոր բուժում են տարբեր հիվանդությունների, ինչպիսիք են շաքարախտը, քաղցկեղը, վարակիչ հիվանդությունները, հեմոֆիլիան և անեմիան: Նման նյութերի բնորոշ ձևակերպումները ներառում են հակամարմիններ, հորմոններ, ինտերլեյկիններ, ֆերմենտներ և հակակոագուլանտներ: Թերապևտիկ օգտագործման համար ռեկոմբինանտ ձևակերպումների աճող կարիք կա: Նրանք թույլ են տալիս ընդլայնել բուժման մեթոդները։
գենետիկորեն մշակված ռեկոմբինանտ սպիտակուցները առանցքային դեր են խաղում թերապևտիկ դեղերի շուկայում: Կաթնասունների բջիջները ներկայումս արտադրում են ամենաթերապևտիկ նյութերը, քանի որ դրանց ձևակերպումները կարող են արտադրել բարձրորակ բնական նյութեր: Բացի այդ, E. coli-ում արտադրվում են բազմաթիվ հաստատված ռեկոմբինանտ թերապևտիկ սպիտակուցներ լավ գենետիկայի, արագ աճի և բարձր արտադրողականության շնորհիվ: Այն նաև դրական է ազդում այս նյութի վրա հիմնված դեղամիջոցների զարգացման վրա։
Հետազոտություն
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցներ ստանալը հիմնված է տարբեր մեթոդների վրա: Նյութերը օգնում են պարզել մարմնի հիմնական և հիմնարար սկզբունքները: Այս մոլեկուլները կարող են օգտագործվել նույնականացնելու և որոշելու համարնյութի գտնվելու վայրը, որը կոդավորված է որոշակի գենով, և բացահայտել այլ գեների գործառույթը տարբեր բջջային գործունեության մեջ, ինչպիսիք են բջջային ազդանշանը, նյութափոխանակությունը, աճը, վերարտադրությունը և մահը, հոդվածում քննարկված միացությունների տառադարձումը, թարգմանությունը և փոփոխումը:
Այսպիսով, դիտարկված բաղադրությունը հաճախ օգտագործվում է մոլեկուլային կենսաբանության, բջջային կենսաբանության, կենսաքիմիայի, կառուցվածքային և կենսաֆիզիկական ուսումնասիրությունների և գիտության շատ այլ ոլորտներում: Միևնույն ժամանակ, ռեկոմբինանտ սպիտակուցներ ստանալը միջազգային պրակտիկա է։
Նման միացությունները օգտակար գործիքներ են միջբջջային փոխազդեցությունները հասկանալու համար: Նրանք ապացուցել են արդյունավետությունը մի քանի լաբորատոր մեթոդներում, ինչպիսիք են ELISA-ն և իմունոհիստոքիմիան (IHC): Ռեկոմբինանտ սպիտակուցները կարող են օգտագործվել ֆերմենտային անալիզներ մշակելու համար: Երբ օգտագործվում են զույգ համապատասխան հակամարմինների հետ համատեղ, բջիջները կարող են օգտագործվել որպես նոր տեխնոլոգիաների ստանդարտներ:
Կենսատեխնոլոգիա
Ամինաթթուների հաջորդականություն պարունակող ռեկոմբինանտ սպիտակուցներն օգտագործվում են նաև արդյունաբերության, սննդի արտադրության, գյուղատնտեսության և կենսաճարտարագիտության մեջ: Օրինակ, անասնաբուծության մեջ ֆերմենտները կարող են ավելացվել սննդամթերքի մեջ՝ բարձրացնելու կերային բաղադրիչների սննդային արժեքը, նվազեցնելու ծախսերն ու թափոնները, աջակցել կենդանիների աղիքների առողջությանը, բարելավել արտադրողականությունը և բարելավել շրջակա միջավայրը:
Բացի այդ, կաթնաթթվային բակտերիաները (LAB) երկար ժամանակօգտագործվել են ֆերմենտացված մթերքներ արտադրելու համար, իսկ վերջերս LAB-ն ստեղծվել է ամինաթթուների հաջորդականություն պարունակող ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտահայտման համար, որը կարող է լայնորեն օգտագործվել, օրինակ՝ մարդկանց, կենդանիների և սննդային մարսողությունը բարելավելու համար:
Սակայն այս նյութերն ունեն նաև սահմանափակումներ.
- Որոշ դեպքերում, ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտադրությունը բարդ է, ծախսատար և ժամանակատար:
- Բջիջներում արտադրվող նյութերը կարող են չհամընկնել բնական ձևերի հետ: Այս տարբերությունը կարող է նվազեցնել թերապևտիկ ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արդյունավետությունը և նույնիսկ առաջացնել կողմնակի բարդություններ: Բացի այդ, այս տարբերությունը կարող է ազդել փորձերի արդյունքների վրա։
- Բոլոր ռեկոմբինանտ դեղամիջոցների հիմնական խնդիրը իմունոգենությունն է: Բոլոր կենսատեխնոլոգիական արտադրանքները կարող են դրսևորել իմունոգենության որոշակի ձև: Դժվար է կանխատեսել նոր բուժական սպիտակուցների անվտանգությունը։
Ընդհանուր առմամբ, կենսատեխնոլոգիայի առաջընթացը մեծացրել և հեշտացրել է ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտադրությունը տարբեր կիրառությունների համար: Թեև դրանք դեռևս ունեն որոշ թերություններ, նյութերը կարևոր նշանակություն ունեն բժշկության, հետազոտությունների և կենսատեխնոլոգիայի մեջ:
Հիվանդության հղում
ռեկոմբինանտ սպիտակուցը վնասակար չէ մարդկանց համար։ Դա ընդհանուր մոլեկուլի միայն անբաժանելի մասն է որոշակի դեղամիջոցի կամ սննդային տարրի մշակման մեջ: Բազմաթիվ բժշկական հետազոտություններ ցույց են տվել, որ գեր մկների լաբորատոր շտամում FGFBP3 սպիտակուցի (կրճատ՝ BP3) բռնի արտահայտումը ցույց է տվել նրանց մարմնի ճարպի զգալի նվազում:զանգվածը՝ չնայած օգտագործման գենետիկ նախատրամադրվածությանը։
Այս փորձարկումների արդյունքները ցույց են տալիս, որ FGFBP3 սպիտակուցը կարող է նոր թերապիա առաջարկել մետաբոլիկ համախտանիշի հետ կապված խանգարումների համար, ինչպիսիք են 2-րդ տիպի շաքարախտը և լյարդի ճարպային հիվանդությունը: Բայց քանի որ BP3-ը բնական սպիտակուց է և ոչ արհեստական դեղամիջոց, մարդկային ռեկոմբինանտ BP3-ի կլինիկական փորձարկումները կարող են սկսվել նախակլինիկական հետազոտությունների վերջին փուլից հետո: On, այսինքն՝ կան պատճառներ՝ կապված նման ուսումնասիրությունների անցկացման անվտանգության հետ։ Ռեկոմբինանտ սպիտակուցը մարդկանց համար վնասակար չէ իր փուլային մշակման և մաքրման շնորհիվ: Փոփոխություններ են տեղի ունենում նաև մոլեկուլային մակարդակում։
PD-L2-ը՝ իմունոթերապիայի հիմնական խաղացողներից մեկը, առաջադրվել է 2018 թվականի Նոբելյան մրցանակի ֆիզիոլոգիայի կամ բժշկության բնագավառում։ ԱՄՆ-ից պրոֆեսոր Ջեյմս Պ. Ալիսոնի և ճապոնացի պրոֆ. Տասուկու Հոնջոյի կողմից սկսված այս աշխատանքը հանգեցրել է այնպիսի քաղցկեղի բուժմանը, ինչպիսիք են մելանոման, թոքերի քաղցկեղը և այլն, որոնք հիմնված են անցակետային իմունոթերապիայի վրա: Վերջերս AMSBIO-ն իր իմունոթերապիայի շարքին ավելացրել է նոր հիմնական արտադրանք՝ PD-L2/TCR ակտիվացնողը՝ CHO Recombinant Cell Line:
Հայեցակարգի ապացուցման փորձերի ժամանակ Բիրմինգհեմի Ալաբամայի համալսարանի հետազոտողները՝ բժիշկ Հ. Լոնգ Ժենգի, պրոֆեսոր Ռոբերտ Բ. Ադամսի և UAB դպրոցի պաթոլոգիայի բաժանմունքի լաբորատոր բժշկության տնօրենի գլխավորությամբ: Բժշկությունը կարևորել է հազվագյուտ, բայց մահացու արյունահոսության խանգարման՝ TTP-ի հնարավոր թերապիան:
Սրա արդյունքներըուսումնասիրություններն առաջին անգամ ցույց են տալիս, որ rADAMTS13-ով բեռնված թրոմբոցիտների փոխներարկումը կարող է լինել նոր և պոտենցիալ արդյունավետ թերապևտիկ մոտեցում զարկերակային թրոմբոզի համար՝ կապված բնածին և իմունային միջնորդավորված TTP-ի հետ:
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցը ոչ միայն սննդարար նյութ է, այլ նաև մշակվող դեղամիջոցի բաղադրության մեջ գտնվող դեղամիջոց։ Սրանք ընդամենը մի քանի ոլորտներ են, որոնք այժմ ներգրավված են բժշկության մեջ և կապված են նրա բոլոր կառուցվածքային տարրերի ուսումնասիրության հետ: Ինչպես ցույց է տալիս միջազգային պրակտիկան, նյութի կառուցվածքը մոլեկուլային մակարդակում հնարավորություն է տալիս հաղթահարել մարդու օրգանիզմի բազմաթիվ լուրջ խնդիրներ։
Պատվաստանյութի մշակում
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցը մոլեկուլների հատուկ հավաքածու է, որը կարելի է մոդելավորել: Նմանատիպ հատկություն օգտագործվում է պատվաստանյութերի մշակման ժամանակ։ Պատվաստման նոր ռազմավարությունը, որը նաև հայտնի է որպես հատուկ ռեկոմբինանտ վիրուսի ներարկում, կարող է պաշտպանել վտանգի տակ գտնվող միլիոնավոր հավերին լուրջ շնչառական հիվանդություններից, ասում են Էդինբուրգի համալսարանի և Պիրբրայթ ինստիտուտի հետազոտողները: Այս պատվաստանյութերն օգտագործում են վիրուսի կամ բակտերիաի անվնաս կամ թույլ տարբերակներ՝ մանրէներ օրգանիզմի բջիջներ ներմուծելու համար: Այս դեպքում փորձագետները որպես պատվաստանյութ օգտագործել են ռեկոմբինանտ վիրուսներ տարբեր հասկ սպիտակուցներով՝ անվնաս վիրուսի երկու տարբերակ ստեղծելու համար: Այս կապի շուրջ կառուցված են բազմաթիվ տարբեր դեղամիջոցներ:
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցի առևտրային անվանումները և անալոգները հետևյալն են՝
- «Ֆորտելիզին».
- «Զալտրապ».
- «Էյլեա».
Սրանք հիմնականում հակաքաղցկեղային դեղամիջոցներ են, սակայն կան բուժման այլ ոլորտներ, որոնք կապված են այս ակտիվ նյութի հետ:
Նոր պատվաստանյութը, որը նաև կոչվում է LASSARAB, որը նախատեսված է մարդկանց պաշտպանելու ինչպես Լասսա տենդից, այնպես էլ կատաղությունից, խոստումնալից արդյունքներ է ցույց տվել նախակլինիկական հետազոտություններում, ասվում է Nature Communications գիտական ամսագրում հրապարակված նոր հետազոտության մեջ: Անակտիվացված ռեկոմբինանտ պատվաստանյութի թեկնածուն օգտագործում է թուլացած կատաղության վիրուս:
Հետազոտական թիմը ներդրեց Lassa վիրուսի գենետիկական նյութը կատաղության վիրուսի վեկտորի մեջ, որպեսզի պատվաստանյութը արտահայտի մակերևութային սպիտակուցներ ինչպես Lassa-ում, այնպես էլ կատաղության բջիջներում: Այս մակերեսային միացությունները առաջացնում են իմունային պատասխան ինֆեկցիոն գործակալների դեմ: Այնուհետև այս պատվաստանյութն ապաակտիվացվեց՝ «ոչնչացնելու» կենդանի կատաղության վիրուսը, որն օգտագործվում էր կրիչի համար:
Ստանալու մեթոդներ
Գոյություն ունեն նյութի արտադրության մի քանի համակարգեր: Ռեկոմբինանտ սպիտակուցի ստացման ընդհանուր մեթոդը հիմնված է սինթեզից կենսաբանական նյութ ստանալու վրա։ Բայց կան այլ ուղիներ:
Ներկայումս կան հինգ հիմնական արտահայտչական համակարգեր.
- E. coli արտահայտման համակարգ.
- Yeast արտահայտման համակարգ.
- միջատների բջիջների արտահայտման համակարգ։
- Կաթնասունների բջիջների արտահայտման համակարգ։
- Առանց բջիջների սպիտակուցի արտահայտման համակարգ։
Վերջին տարբերակը հատկապես հարմար է տրանսմեմբրանային սպիտակուցների արտահայտման համարև թունավոր միացություններ: Վերջին տարիներին այն նյութերը, որոնք դժվար է արտահայտել սովորական ներբջջային մեթոդներով, հաջողությամբ ինտեգրվել են բջիջների մեջ in vitro: Բելառուսում լայնորեն կիրառվում է ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտադրությունը։ Այս հարցով զբաղվում են մի շարք պետական ձեռնարկություններ։
Cell Free Protein Synthesis System-ը թիրախային նյութերի սինթեզման արագ և արդյունավետ մեթոդ է բջջային էքստրակտների ֆերմենտային համակարգում տառադարձման և թարգմանության համար անհրաժեշտ տարբեր ենթաշերտերի և էներգիայի միացությունների ավելացման միջոցով: Վերջին տարիներին աստիճանաբար ի հայտ են եկել այնպիսի նյութերի տեսակների համար, ինչպիսիք են բարդ, թունավոր թաղանթները, առանց բջջային մեթոդների առավելությունները՝ ցույց տալով դրանց պոտենցիալ կիրառումը կենսադեղագործական ոլորտում:
Առանց բջիջների տեխնոլոգիան կարող է հեշտությամբ և վերահսկվող ձևով ավելացնել մի շարք ոչ բնական ամինաթթուներ՝ հասնելու բարդ փոփոխական գործընթացների, որոնք դժվար է լուծել սովորական ռեկոմբինանտ արտահայտությունից հետո: Նման մեթոդներն ունեն բարձր կիրառական արժեք և ներուժ դեղամիջոցների առաքման և պատվաստանյութերի մշակման համար՝ օգտագործելով վիրուսանման մասնիկներ: Մեծ քանակությամբ թաղանթային սպիտակուցներ հաջողությամբ արտահայտվել են ազատ բջիջներում:
Կոմպոզիցիաների արտահայտություն
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցը CFP10-ESAT 6 արտադրվում և օգտագործվում է պատվաստանյութեր ստեղծելու համար: Նման տուբերկուլյոզի ալերգենը թույլ է տալիս ամրապնդել իմունային համակարգը և զարգացնել հակամարմիններ: Ընդհանուր առմամբ, մոլեկուլային ուսումնասիրությունները ներառում են սպիտակուցի ցանկացած ասպեկտի ուսումնասիրություն, ինչպիսիք են կառուցվածքը, գործառույթը, փոփոխությունները, տեղայնացումը կամ փոխազդեցությունները: Հետազոտելու համարինչպես են հատուկ նյութերը կարգավորում ներքին գործընթացները, հետազոտողները սովորաբար միջոցներ են պահանջում՝ ստեղծելու հետաքրքրություն և օգուտ ֆունկցիոնալ միացություններ:
Հաշվի առնելով սպիտակուցների չափն ու բարդությունը՝ քիմիական սինթեզը այս նախաձեռնության համար կենսունակ տարբերակ չէ: Փոխարենը, կենդանի բջիջները և նրանց բջջային մեքենաները սովորաբար օգտագործվում են որպես գործարաններ՝ տրամադրված գենետիկական կաղապարների հիման վրա նյութեր ստեղծելու և կառուցելու համար: Այնուհետև ռեկոմբինանտ սպիտակուցի արտահայտման համակարգը ստեղծում է դեղամիջոց ստեղծելու համար անհրաժեշտ կառուցվածքը: Հաջորդը գալիս է տարբեր կատեգորիաների դեղերի համար անհրաժեշտ նյութի ընտրությունը։
Ի տարբերություն սպիտակուցների, ԴՆԹ-ն հեշտ է կառուցել սինթետիկ կամ in vitro՝ օգտագործելով լավ հաստատված ռեկոմբինանտ տեխնիկան: Հետևաբար, հատուկ գեների ԴՆԹ-ի ձևանմուշները՝ ավելացված ռեպորտաժային հաջորդականություններով կամ հարակից պիտակների հաջորդականությամբ կամ առանց դրանց, կարող են նախագծվել որպես մոնիտորինգվող նյութի արտահայտման ձևանմուշներ: ԴՆԹ-ի նման ձևանմուշներից ստացված նման միացությունները կոչվում են ռեկոմբինանտ սպիտակուցներ։
Նյութի արտահայտման ավանդական ռազմավարությունները ներառում են բջիջների փոխակերպումը ԴՆԹ-ի վեկտորով, որը պարունակում է ձևանմուշ, և այնուհետև բջիջների մշակումը՝ ցանկալի սպիտակուցը արտագրելու և թարգմանելու համար: Որպես կանոն, բջիջներն այնուհետև ենթարկվում են լիզերի, որպեսզի արդյունահանվեն արտահայտված միացությունը՝ հետագա մաքրման համար: CFP10-ESAT6 ռեկոմբինանտ սպիտակուցը մշակվում է այս կերպ և անցնում է հնարավոր մաքրման համակարգով:տոքսինների ձևավորում. Միայն դրանից հետո այն սինթեզվում է պատվաստանյութի։
Մոլեկուլային նյութերի և՛ պրոկարիոտային, և՛ էուկարիոտային in vivo արտահայտման համակարգերը լայնորեն կիրառվում են: Համակարգի ընտրությունը կախված է սպիտակուցի տեսակից, ֆունկցիոնալ ակտիվության պահանջից և ցանկալի բերքատվությունից։ Արտահայտման այս համակարգերը ներառում են կաթնասուններ, միջատներ, խմորիչներ, բակտերիաներ, ջրիմուռներ և բջիջներ: Յուրաքանչյուր համակարգ ունի իր առավելություններն ու մարտահրավերները, և կոնկրետ կիրառման համար ճիշտ համակարգի ընտրությունը կարևոր է դիտարկվող նյութի հաջող արտահայտման համար:
Արտահայտություն կաթնասուններից
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցների օգտագործումը թույլ է տալիս մշակել տարբեր մակարդակի պատվաստանյութեր և դեղամիջոցներ: Դրա համար կարող է օգտագործվել նյութ ստանալու այս մեթոդը։ Կաթնասունների արտահայտման համակարգերը կարող են օգտագործվել կենդանական թագավորությունից սպիտակուցներ արտադրելու համար, որոնք ունեն առավել բնիկ կառուցվածք և ակտիվություն՝ իրենց ֆիզիոլոգիապես համապատասխան միջավայրի շնորհիվ: Սա հանգեցնում է հետթարգմանական մշակման և ֆունկցիոնալ գործունեության բարձր մակարդակների: Կաթնասունների արտահայտման համակարգերը կարող են օգտագործվել հակամարմիններ, բարդ սպիտակուցներ և միացություններ արտադրելու համար՝ բջիջների վրա հիմնված ֆունկցիոնալ վերլուծություններում օգտագործելու համար: Այնուամենայնիվ, այս առավելությունները զուգորդվում են մշակութային ավելի խիստ պայմաններով:
Կաթնասունների արտահայտման համակարգերը կարող են օգտագործվել սպիտակուցներ առաջացնելու համար ժամանակավոր կամ կայուն բջջային գծերի միջոցով, որտեղ արտահայտման կառուցվածքը ինտեգրված է հյուրընկալող գենոմում: Թեև նման համակարգերը կարող են օգտագործվել բազմաթիվ փորձերի ժամանակ, ժամանակըարտադրությունը կարող է մեծ քանակությամբ նյութ առաջացնել մեկից երկու շաբաթվա ընթացքում: Այս տեսակի ռեկոմբինանտ սպիտակուցային կենսատեխնոլոգիան մեծ պահանջարկ ունի:
Կաթնասունների արտահայտման այս անցողիկ, բարձր բերքատվության համակարգերը օգտագործում են կասեցման կուլտուրաներ և կարող են գրամներ բերել մեկ լիտրում: Բացի այդ, այս սպիտակուցներն ունեն ավելի շատ բնածին ծալվող և հետթարգմանական փոփոխություններ, ինչպիսիք են գլիկոզիլացումը, համեմատած արտահայտման այլ համակարգերի հետ:
միջատների արտահայտություն
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցի արտադրության մեթոդները չեն սահմանափակվում միայն կաթնասուններով: Կան նաև արտադրական ծախսերի առումով ավելի արդյունավետ եղանակներ, թեև 1 լիտր մշակված հեղուկի համար նյութի բերքատվությունը շատ ավելի ցածր է։
Միջատների բջիջները կարող են օգտագործվել կաթնասունների համակարգերի նման փոփոխություններով բարձր մակարդակի սպիտակուց արտահայտելու համար: Կան մի քանի համակարգեր, որոնք կարող են օգտագործվել ռեկոմբինանտ բակուլովիրուս ստեղծելու համար, որոնք այնուհետև կարող են օգտագործվել միջատների բջիջներում հետաքրքրող նյութ հանելու համար:
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտահայտությունները հեշտությամբ կարող են մեծացվել և հարմարեցնել բարձր խտության կասեցման մշակույթին մոլեկուլների լայնածավալ բաղադրության համար: Նրանք ֆունկցիոնալ առումով ավելի նման են կաթնասունների նյութի բնիկ կազմին: Թեև բերքատվությունը կարող է լինել մինչև 500 մգ/լ, ռեկոմբինանտ բակուլովիրուսի արտադրությունը կարող է ժամանակատար լինել, և կուլտուրայի պայմաններն ավելի բարդ են, քան պրոկարիոտային համակարգերը: Այնուամենայնիվ, ավելի հարավային և տաք երկրներում նմանօրինակմեթոդը համարվում է ավելի արդյունավետ։
Բակտերիալ արտահայտություն
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցների արտադրությունը կարելի է հաստատել բակտերիաների օգնությամբ։ Այս տեխնոլոգիան շատ տարբեր է վերը նկարագրվածներից: Բակտերիալ սպիտակուցային արտահայտման համակարգերը հայտնի են, քանի որ բակտերիաները հեշտ են մշակվում, արագ են զարգանում և տալիս են ռեկոմբինանտ ձևակերպման բարձր բերքատվություն: Այնուամենայնիվ, բակտերիաներում արտահայտված բազմադոմեյն էուկարիոտիկ նյութերը հաճախ ոչ ֆունկցիոնալ են, քանի որ բջիջները սարքավորված չեն անհրաժեշտ հետթարգմանական փոփոխությունները կամ մոլեկուլային ծալումը կատարելու համար:
Բացի այդ, շատ սպիտակուցներ դառնում են անլուծելի որպես ներառական մոլեկուլներ, որոնք շատ դժվար է վերականգնել առանց կոշտ դենատուրատորների և հետագա ծանր մոլեկուլային վերալիցքավորման ընթացակարգերի: Այս մեթոդը հիմնականում համարվում է հիմնականում փորձնական:
Բջջային ազատ արտահայտություն
Ստաֆիլոկինազի ամինաթթուների հաջորդականությունը պարունակող ռեկոմբինանտ սպիտակուցը ստացվում է մի փոքր այլ կերպ։ Այն ներառված է բազմաթիվ տեսակի ներարկումների մեջ, որոնց օգտագործումը պահանջում է մի քանի համակարգեր:
Բջջից ազատ սպիտակուցի արտահայտությունը նյութի in vitro սինթեզ է՝ օգտագործելով թարգմանաբար համատեղելի ամբողջական բջիջների քաղվածքներ: Սկզբունքորեն, ամբողջ բջիջների քաղվածքները պարունակում են բոլոր մակրոմոլեկուլները և բաղադրիչները, որոնք անհրաժեշտ են տառադարձման, թարգմանության և նույնիսկ հետթարգմանական փոփոխության համար:
Այս բաղադրիչները ներառում են ՌՆԹ պոլիմերազ, կարգավորող սպիտակուցային գործոններ, տրանսկրիպցիոն ձևեր, ռիբոսոմներ և tRNA: Ավելացնելիսկոֆակտորներ, նուկլեոտիդներ և գենի հատուկ ձևանմուշ, այս քաղվածքները կարող են սինթեզել հետաքրքրող սպիտակուցները մի քանի ժամում:
Թեև կայուն չէ լայնածավալ արտադրության համար, առանց բջջային կամ in vitro սպիտակուցի արտահայտման (IVT) համակարգերն առաջարկում են մի շարք առավելություններ սովորական in vivo համակարգերի համեմատ:
Առանց բջիջների արտահայտությունը թույլ է տալիս ռեկոմբինանտ ձևակերպումների արագ սինթեզ՝ առանց բջիջների կուլտուրա ներգրավելու: Բջջազուրկ համակարգերը հնարավորություն են տալիս պիտակավորել սպիտակուցները փոփոխված ամինաթթուներով, ինչպես նաև արտահայտել միացություններ, որոնք արագ պրոտեոլիտիկ քայքայվում են ներբջջային պրոտեազների կողմից։ Բացի այդ, ավելի հեշտ է միևնույն ժամանակ արտահայտել բազմաթիվ տարբեր սպիտակուցներ՝ օգտագործելով առանց բջիջների մեթոդը (օրինակ՝ սպիտակուցի մուտացիաների փորձարկում փոքր մասշտաբով արտահայտման միջոցով բազմաթիվ տարբեր ռեկոմբինանտ ԴՆԹ կաղապարներից): Այս ներկայացուցչական փորձի ժամանակ IVT համակարգը օգտագործվել է մարդկային կասպազ-3 սպիտակուցն արտահայտելու համար:
Եզրակացություններ և ապագա հեռանկարներ
Ռեկոմբինանտ սպիտակուցի արտադրությունն այժմ կարելի է դիտարկել որպես հասուն կարգապահություն: Սա մաքրման և վերլուծության բազմաթիվ աստիճանական բարելավումների արդյունք է: Ներկայումս դեղերի հայտնաբերման ծրագրերը հազվադեպ են դադարեցվում թիրախային սպիտակուցը արտադրելու անկարողության պատճառով: Մի քանի ռեկոմբինանտ նյութերի արտահայտման, մաքրման և վերլուծության զուգահեռ գործընթացներն այժմ լավ հայտնի են աշխարհի շատ լաբորատորիաներում:
Սպիտակուցային բարդույթներ և աճող հաջողություններ պատրաստելու գործումլուծվող թաղանթային կառուցվածքները կպահանջեն ավելի շատ փոփոխություններ՝ պահանջարկին համապատասխանելու համար: Սպիտակուցների ավելի կանոնավոր մատակարարման համար արդյունավետ պայմանագրային հետազոտական կազմակերպությունների ի հայտ գալը թույլ կտա վերաբաշխել գիտական ռեսուրսները՝ այս նոր մարտահրավերներին դիմակայելու համար:
Բացի այդ, զուգահեռ աշխատանքային հոսքերը պետք է թույլ տան ստեղծել մշտադիտարկվող նյութի ամբողջական գրադարաններ, որոնք հնարավորություն կտան նոր թիրախների նույնականացում և առաջադեմ զննում, ինչպես նաև փոքր մոլեկուլային դեղամիջոցների հայտնաբերման ավանդական նախագծերը:
