Wat is recombinante eiwitproductie?

Recombinante eiwitproductie is de expressie van eiwitten die zijn geproduceerd door recombinante DNA -technieken.Met dit proces kunnen deze stoffen in grote hoeveelheden worden gemaakt.Een dergelijke massaproductie wordt zowel gedaan voor laboratoriumstudie als voor industriële productie.

Deze techniek wordt vaak gebruikt om menselijke groeihormoon en insuline te produceren.Het verkrijgen van menselijk groeihormoon door recombinante eiwitproductie is een enorme verbetering ten opzichte van het verkrijgen van kadavers omdat de aanwezigheid van eiwitten verkregen uit kadavers af en toe resulteerde in ziektebransmissie.Het op deze manier maken van insuline is ook gunstig omdat het mogelijk heeft gemaakt varianten van insuline te maken die verschillende farmacologische acties in het lichaam hebben.

Eiwitten zijn ketens van aminozuren, gecodeerd door DNA.De genen die coderen voor deze eiwitten worden in speciale vectoren of eenheden van DNA geplaatst.Vectoren worden gekozen die grote hoeveelheden van het gewenste eiwit produceren.Dit staat bekend als overexpressie .

Overexpressie wordt gedaan in speciale gastheercellen.Soms zijn de gastheren bacteriën of gist.In gevallen waarin de eiwitten afkomstig zijn van zoogdieren, zijn de gastheren vaak insecten- of zoogdiercellijnen.Een groot aantal kits is commercieel verkrijgbaar om zowel de klonering van het gen als de daaropvolgende recombinante eiwitproductie te vergemakkelijken.

Deze kits hebben speciale vectoren genaamd expressievectoren die een speciale promotor hebben om grote hoeveelheden eiwitten te produceren.Een promotor is het gedeelte van DNA dat de productie van de gensequentie die hierop volgt stimuleert.Vaak kunnen deze expressievectoren worden uitgeschakeld en zijn induceerbaar.Vooral bij bacteriële gastheren kan het produceren van te veel eiwitten in één keer toxisch zijn, waardoor de groei van de bacteriën wordt geremd.

Er zijn verschillende manieren om expressie te induceren.In beide worden de bacteriën tot een bepaalde dichtheid gegroeid.Vervolgens wordt een verbinding toegevoegd voor inductie, of de temperatuur wordt verschoven naar één waarbij de promotor actief is.

Om de zuivering van de eiwitten van bacteriën te vergemakkelijken, wordt het klonen vaak gedaan zodat er een tag op het eiwit is datzal binden aan een matrix.Dit scheidt het eiwit van het cellulaire puin.Een tag van histidinemoleculen op het eiwit bindt bijvoorbeeld aan een kolom met nikkel.Zodra het eiwit is gebonden, wordt de tag afgesplitst, waardoor puur eiwit achterblijft dat vervolgens uit de kolom kan worden geëlueerd.Het kan jaren duren om een eiwit te zuiveren met behulp van traditionele methoden.

Een extra factor om te overwegen is of het eiwit na zijn eerste productie modificatie vereist.Dit is vaak het geval voor eiwitten van zoogdieren.Bacteriën modificeren dergelijke eiwitten vaak niet goed, dus overexpressie van deze meer geavanceerde eiwitten wordt vaak uitgevoerd in insecten- of zoogdiercellen.Een aantal biotechnologiebedrijven is gespecialiseerd in het uitvoeren van recombinante eiwitproductie.