Биосинтезата на хормона на растежа и други човешки хормони

Човешкият растежен хормон или растежен хормон се синтезира в човешкия мозък в предния дял на хипофизата. За първи път е изолиран от трупен материал и почистват през 1963 г. При липса на растежен хормон се развива хипофизата нанизъм, чиято честота се оценява на 7 до 10 случая на милион души.

Хормон има специфичност видове, т.е.. Е., За разлика от хормони на растежа животински инсулинови има никаква активност при хора. Следователно, единственият начин да се излекува хипофизната нанизъм е хормони от хипофизната жлеза, която е изолирана от труповете. Проучванията показват, че интрамускулно приложение на соматотропин в дози от 10 мг на 1 кг телесно тегло дава увеличение на височина от около 8-18 см годишно през година три инжекции на седмица.

Болните деца от четири до пет години, като непрекъснато лечение наваксване с връстниците си в развитието на пубертета (14-16 години). Предвид факта, че от един труп може да получи 4-6 мг на соматотропин, че е възможно да се разбере, че лечението на това заболяване с естествен хормон на растежа - това напълно безнадеждно. В допълнение към липсата на лекарство, и имат други проблеми, свързани с хетерогенната природа на хормона освободен от трупен материал.

Имаше и опасност хипофизата бавно развиващите материал заразени с вируси. Тези вируси са изключително дълъг инкубационен период, така че децата, които са получили лекарството, необходими много години на медицинско наблюдение.

Човешкият растежен хормон се синтезира в специално конструирани бактериални клетки има ясни предимства: той е на разположение в големи количества, неговите препарати са биохимично чисти и свободни от вирусно заразяване.

Биосинтеза соматотропин (състояща се от остатък 191-та аминокиселина), специално конструирани бактерии, въз основа на E.coli, се извършва "Genentek" посредник. Тъй като в синтеза на ДНК и РНК, получена ген, кодиращ прекурсора на соматотропин, не делящ в бактериални клетки, за образуване на активния хормон, след това продължи както следва: от 1 етап клонира двойноверижна ДНК копие на тРНК и разцепване с рестрикционни ендонуклеази получи последователност, която кодира всички аминокиселинната последователност на хормона но първите 23 аминокиселини. След това се клонира синтетичен полинуклеотид, съответстващи на аминокиселини от 1-та до 23-та минута. След това, два фрагмента са свързани заедно и "снабдени" плазмид в E.coli бактериите след което клетките започнаха да синтезира този хормон.

До 1980 г., са били завършени клинични изпитания на лекарството и тестове за токсичност са започнали масови експерименти с деца на сходна възраст до пубертета. Резултатите са окуражаващи, и синтетичен хормон на растежа от 1982 започва да бъдат произведени в индустриален мащаб.

Друг хормон, по-ендорфин - опиоиден мозъка, състояща се от 31 аминокиселини - се синтезира в генетично конструирани клетки на Ешерихия коли. През 1980 г., австралийски учен Шайн и американски учени Fettes, Len и Baxter успешно клонирани ДНК, кодираща B-ендорфин в клетки Е. ooli и имаха полипептида като кондензиран протеин с ензим-галактозидаза. В първия етап са клонирани ДНК фрагмент, получен чрез обратна транскрипция на РНК, кодираща а-ендорфин, и след това се вмъква в плазмид за генна E .coli в-галактозидаза, където полученият хибриден протеин, състоящ се от а-галактозидаза в ендорфин; допълнително ензимно разцепен по-галактозидаза, като се получава биологично активен в-ендорфин.

Първи интерферони

Друго забележително постижение на генното инженерство е синтеза на интерферон.

Първо интерферон е бил произведен през 1957 г. в Националния институт за медицински изследвания близо до Лондон. Този протеин, който се разпространява в много малки количества от животински и човешки клетки, чрез поглъщане на вируси и изпратени да се борят с тях. Първото проучване показа висока биологична активност на интерферон за лечение на грип, хепатит и дори рак (инхибира пролиферацията на анормални клетки).

Интерферон, като хормон на растежа, има специфичност видове: интерферони животни са неактивни в човешкото тяло и дори да ги отхвърлят.

Човешкото тяло произвежда няколко типа интерферони: левкоцитите (а) и фибробластен (P) и имунен (Y) (Т-лимфоцити).

Физически интерферони са получени от човешка кръв в изключително ниски добиви: през 1978 г., 0,1 г чист интерферон се получава по Хелзинки Централна лаборатория обществено здраве (след световен лидер в получаване на левкоцитен интерферон) от 50 хиляди литра кръв.

Процесът на производство на интерферон в общи линии е същата за всички видове клетки, отгледани в култура и форма интерферон. Кръвните клетки, инфектирани с вирус Сендай и след 24 часа се филтрува на supercentrifuge. Супернатантата, съдържаща груби препарат интерферон, който се подлага на хроматографско пречистване.

Цената на лекарства е много висока - 400 г интерферон е на стойност $ 2,2 млрд. Въпреки това, перспективата за фармакологична нейното използване (включително и тези, срещу четири вида рак) принудени да намерят нови начини за производството му, най-вече с помощта на генното инженерство.

През 1981, на фирмата "Genentek" успя да се конструира рекомбинантна ДНК, кодираща у-интерферон, и да се въведат в генома на бактерии, дрожди и клетки дори бозайници, и те са станали способни да синтезират интерферон с висок добив - 1 л култура на клетки на дрожди, съдържаща 1 милион единици интерферон (интерферон единица съответства на сумата, която защитава 50% от клетките в културата на вируса). Методът се провежда, както следва: Смес от молекули изследователи изолира и РНК от човешки лимфоцити, получени съответната молекула ДНК копия и са приведени в клетка Е. коли. бяха допълнително избрани бактерии произвеждат интерферон.

Получаване на имуногенни препарати и ваксини

Друга употреба на генното инженерство е свързано с придобиването на нов ефективен, безопасен и евтин ваксина.

Ваксините - един от най-значимите постижения в медицината, тяхната употреба е изключително ефективни от икономическа гледна точка. През последните години развитието на ваксини са се обръща внимание. Това се дължи на факта, че до момента не е било възможно да се получи висока ефективност на ваксината за предотвратяване на много общи и опасни инфекциозни заболявания.

Повишеният интерес във ваксини произхожда след част е инсталиран патогени в развитието на тези заболявания, които преди това са били считани не инфекциозен. Например, гастрит, язва на стомаха и язва на дванадесетопръстника, злокачествени тумори на черния дроб (хепатит вируси В и С).

Ето защо, много правителства в последните 10-15 години са взели мерки, насочени към интензивно развитие и производство на иновативни ваксини.

Ваксини за днес могат да бъдат разделени в зависимост от методите на тяхното производство в следните типове:
- жива ваксина;
- Деактивацията ваксина;
- ваксини, съдържащи пречистени компоненти на микроорганизми (протеини или полизахариди);
- рекомбинантна ваксина, съдържаща компоненти на микроорганизми, получени чрез генно инженерство

Рекомбинантна ДНК технология се използва също и за създаване на нови видове живи атенюирани ваксини, постигане на затихване от насочена мутация на гени, кодиращи протеини на вирулентен причинител. Същата технология се използва за получаване на рекомбинантни живи ваксини чрез вкарване на гени, кодиращи за имуно-генни протеини в живи непатогенни вируси или бактерии (вектори), които се прилагат на човек.

Принципът на използване на ДНК ваксини е, че организма на пациента се въвежда ДНК молекула, съдържаща гени, кодиращи имуногенни протеини на патоген. ДНК ваксини се наричат различен ген или генетичен.

За ДНК ваксини, ген, кодиращ имуногенните протеинови продукти от всеки организъм се вмъква в бактериален плазмид. Също така ген, кодиращ протеин ваксиниране, поставена в плазмид генетични елементи, необходими за експресия ( "на") на гена в еукариотни клетки, включително човешки, за осигуряване на протеинов синтез. Този плазмид се въвежда в култура на бактериални клетки, за да се получи голям брой копия.

След това, плазмидна ДНК се изолира от бактерии, пречистени от други ДНК молекули и примеси. Пречистената ДНК молекула и служи като ваксина. Въведение ДНК ваксина осигурява синтезата на хетероложни протеини ваксинирани клетки на организъм, което води до по-нататъшното развитие на имунитет срещу съответния патоген. По този начин плазмид, съдържащ подходящ ген не е включена в ДНК на човешките хромозоми.

ДНК ваксини имат някои предимства в сравнение с конвенционалните ваксини:
- допринася за развитието на антитела срещу вирусните протеини от нативната молекула;
- допринася за развитието на цитотоксични Т лимфоцити;
- може селективно да повлияе на различни субпопулации на Т-лимфоцити;
- насърчава формирането на дългосрочен имунитет;
- премахване на риска от инфекция.

LV Тимошенко, MV Chubik