Промышленное производство рекомбинантного инсулина

 
79
такое  заболевание  как  сахарный  диабет  (инсулинозависимый  диабет – 1 типа). 
При сахарном диабете повышается содержание глюкозы в крови и развиваются 
патологические  процессы.  Диабет II типа  (инсулинозависимый)  возникает  при 
дефектах  в  структуре  рецепторов,  отвечающих  за  проникновение  глюкозы  в 
клетку.  Все  эти  сведения  касаются  этиологии  такого  заболевания  как  сахарный 
диабет. 
  Следующий вопрос, который надо рассмотреть, это структура инсулина. 
Итак, инсулин это пептидный гормон, состоящий из двух пептидных цепей: 
А-цепь состоит из 21  аминокислотных остатков. 
В-цепь состоит из 30 аминокислотных остатков 
Эти  две  цепи  связаны  бисульфидными SS связями,  которые  обеспечивают 
пространственную структуру белка инсулина. 
Рис. 
 
При  синтезе  инсулина  в  поджелудочной  железе  вначале  образуется 
предшественник  инсулина,  так  называемый  проинсулин.  Этот  проинсулин 
состоит  из  А-цепи,  В-цепи  и  С-пептида,  состоящего  из 35 аминокислотных 
остатков. 
С-пептид  отщепляется  под  действием  карбоксипептидазы  и  трипсина  и 
проинсулин переходит в активный инсулин. 
Есть  разные  способы  получения  инсулина.  Мы  остановимся  на  получении 
инсулина биосинтетическим путем, с точки зрения преимущества этого метода. 
Итак, преимущества получения инсулина биосинтетическим путем. 
   До  внедрения  в  промышленность  метода  получения  инсулина  с 
использованием  рекомбинантных  микроорганизмов  существовал  только  один 
способ получения инсулина – из поджелудочных желез крупного рогатого скота 
и  свиней.  Инсулин,  получаемый  из  поджелудочной    железы  крупного  рогатого 
скота  отличается от инсулина человека на 3 аминокислотных остатка, а инсулин, 
получаемый из железы свиньи, только на один аминокислотный остаток, то есть 
он  ближе  к  человеческому  инсулину.  Тем  не  менее,  при  введении  белков, 
отличающихся  по  структуре  от  белков  человека  даже  в  таком  незначительном 
выражении,  возможно  возникновение  аллергических  реакций.  Такой  инсулин, 
как  чужеродный  белок,  также    может  и  инактивироваться  в  крови 
образующимися антителами. 
  Кроме  того,  для  получения 1 килограмма  инсулина  требуется 35 тысяч  голов 
свиней (если известно, что годовая потребность в инсулине -1  тонна препарата). 
С  другой  стороны,  биосинтетическим  путем  можно  получить  такое  же 

 
80
количесвто  инсулина,  проведя  биосинтез  в 25 кубовом  ферментере,  используя 
рекомбинантный микроорганизм Escherichia coli. 
   Биосинтетический метод получения инсулина стал применяться в начале 80-х 
годов 
(восьмидесятых годов). 
Остановимся  на  схеме  получения  рекомбинантного  инсулина  (фирма Eli Lilli- 
Эли-Лилли, Соединенные Штаты Америки): 
1.  этап    Путем  химического  синтеза  были  созданы  последовательности  
нуклеотидов, которые кодируют образование А и В цепей, то есть были 
созданы синтетические гены. 
2.  11  этап.  Каждый  из  синтетических  генов  вводят  в  плазмиды  (в  одну 
плазмиду  вводят  ген,  синтезирующий  цепь  А,  в  другую  плазмиду  вводят 
ген, синтезирующий цепь В). 
3.  111  этап.  Вводят  ген,  кодирующий  образование  фермента 
бетагалактозидазы.  Этот  ген  включают  в  каждую  плазмиду  для  того, 
чтобы добиться бурной репликации плазмид. 
Рис. 
 
4.  1У  этап. Вводят плазмиды в клетку Escherichia coli – кишечной палочки 
и   
      получают  две культуры продуцента, одна культура синтезирует А-цепь, 
вторая В-цепь. 
5.  V  этап.   Помещают  две  культуры  в  ферментер.  В  среду  добавляют 
галактозу, 
которая 
индуцирует 
образование 
фермента 
бетагалактозидазы.  При  этом  плазмиды  активно  реплицируются, 
образуя  много  копий  плазмид  и,  следовательно,  много  генов, 
синтезирующих А и В цепи. 
6.  VI  этап.   Клетки  лизируют,  выделяют  А  и  В  цепи,  которые  связаны  с 
бетагалактозидазой.  Все это обрабатывают бромцианом и отщепляют 
А  и  В-цепи  от  бетагалактозидазы.  Затем  производят  дальнейшую 
очистку и выделение А и В цепей. 
7.  VII  этап.   Окисляют  остатки  цистеина,  связывают  и  получают  
инсулин. 

жүктеу/скачать 2.51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: