重組蛋白：重組蛋白生成及應(yīng)用

  蛋白質(zhì)是生物系統(tǒng)中的主力，促進(jìn)細(xì)胞中的大多數(shù)生物過(guò)程，包括基因表達(dá)、細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、營(yíng)養(yǎng)吸收、細(xì)胞間通訊和細(xì)胞凋亡。重組蛋白是指通過(guò)基因工程技術(shù)人工合成或改造的蛋白質(zhì)。重組蛋白廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究，重組蛋白已在多種實(shí)驗(yàn)室技術(shù)中得到證實(shí)，例如ELISA、蛋白質(zhì)印跡和免疫組織化學(xué)(IHC)。接下來(lái)上海通蔚生物為大家詳細(xì)介紹一下重組蛋白。

  什么是重組蛋白？

  重組蛋白是通常在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)基因工程改造的蛋白質(zhì)。這些特殊蛋白質(zhì)是通過(guò)將基因放入蛋白質(zhì)中，然后將該蛋白質(zhì)放入表達(dá)系統(tǒng)中而制成的。表達(dá)系統(tǒng)可能有所不同，但通常是細(xì)菌、酵母或有時(shí)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞。通過(guò)使用上述表達(dá)系統(tǒng)，可以大規(guī)模創(chuàng)建蛋白質(zhì)，從而輕松復(fù)制和純化。

  重組蛋白質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程

  1.基因克隆

  基因克隆是重組蛋白生產(chǎn)過(guò)程的第一步。它包括分離編碼蛋白質(zhì)的基因并將其插入適當(dāng)?shù)妮d體，例如質(zhì)粒。載體是將基因呈遞給宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化的重要載體。

  2.轉(zhuǎn)型

  一旦基因被放入載體中，載體就可以被放入宿主細(xì)胞中。這稱為轉(zhuǎn)化，可以通過(guò)多種不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。熱休克或化學(xué)處理等方法可以轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞。因此，宿主細(xì)胞將開(kāi)始保留重組蛋白質(zhì)DNA，從而能夠表達(dá)蛋白質(zhì)。

  3.表達(dá)

  此后，宿主細(xì)胞將在最佳條件下生長(zhǎng)，以支持重組蛋白的表達(dá)。根據(jù)翻譯后修飾和蛋白質(zhì)所需的總產(chǎn)量要求，表達(dá)宿主可以是細(xì)菌、酵母、昆蟲和哺乳動(dòng)物細(xì)胞。

  4.凈化

  重組蛋白在宿主細(xì)胞中表達(dá)后，純化表達(dá)產(chǎn)物至關(guān)重要。所用的純化技術(shù)包括色譜技術(shù)，通常是親和層析、離子交換層析或尺寸排阻層析。純化可確保最終產(chǎn)品純度高、無(wú)污染。

  5.表征

  表征是確認(rèn)蛋白質(zhì)身份、純度和生物活性的過(guò)程。氨基酸測(cè)序和質(zhì)譜是經(jīng)常用于認(rèn)證身份的技術(shù)。氨基酸測(cè)序以原子分辨率提供有關(guān)蛋白質(zhì)序列的信息。質(zhì)譜提供非常準(zhǔn)確的分子量和翻譯后修飾信息。關(guān)鍵的驗(yàn)證技術(shù)是蛋白質(zhì)印跡法，其中蛋白質(zhì)通過(guò)SDS-PAGE分離，然后轉(zhuǎn)移到膜上，用特異性抗體探測(cè)膜以識(shí)別和確認(rèn)目標(biāo)蛋白質(zhì)的大小。

  純度評(píng)估使用多種技術(shù)來(lái)證明重組蛋白中不存在污染物。SDS-PAGE是一種重要的分子量分離技術(shù)，單一清晰的條帶表示高純度。HPLC可以量化蛋白質(zhì)混合物成分的分離，提供有關(guān)純度和均質(zhì)性的完整信息。尺寸排阻色譜法、SEC或凝膠過(guò)濾根據(jù)大小和形狀分離蛋白質(zhì)，從而檢測(cè)聚集體并確保蛋白質(zhì)的單體形式最普遍。所有這些方法確保用于研究、醫(yī)學(xué)或工業(yè)進(jìn)一步應(yīng)用的重組蛋白是純凈的、正確折疊的和具有生物活性的。

  重組蛋白的應(yīng)用

  1.醫(yī)學(xué)

  重組蛋白在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域與治療劑、疫苗和診斷工具的開(kāi)發(fā)有關(guān)。其中一個(gè)重要應(yīng)用是利用重組DNA技術(shù)生產(chǎn)胰島素，這對(duì)治療糖尿病至關(guān)重要。重組蛋白在治療多種疾病和病癥方面也發(fā)揮了重要作用，例如促紅細(xì)胞生成素、生長(zhǎng)激素和單克隆抗體。

  2.研究

  重組蛋白是科學(xué)研究中非常關(guān)鍵的工具之一。它們有助于研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、研究細(xì)胞過(guò)程以及開(kāi)發(fā)新的檢測(cè)方法和技術(shù)。最常用的重組蛋白之一是綠色熒光蛋白，它使實(shí)時(shí)檢查和追蹤細(xì)胞過(guò)程成為可能。

  3.生物技術(shù)

  在生物技術(shù)中，重組蛋白用于制造酶、生物燃料和工業(yè)化學(xué)品。借助重組DNA技術(shù)獲得的酶已應(yīng)用于許多行業(yè)，例如食品、飲料、制藥和農(nóng)業(yè)。與天然酶相比，此類酶通常具有更高的穩(wěn)定性、特異性和效率。

  4.農(nóng)業(yè)

  農(nóng)業(yè)中的此類重組蛋白有助于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、抵抗害蟲和病原體以及轉(zhuǎn)基因生物。例如，重組牛生長(zhǎng)激素(rBST)可提高奶牛的產(chǎn)奶量，重組疫苗可預(yù)防牲畜的傳染病。

  上述是重組蛋白的相關(guān)介紹，生物技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步促進(jìn)并促進(jìn)了重組蛋白在各種應(yīng)用領(lǐng)域的生產(chǎn)。我們也期待看到重組蛋白在治療各種疾病方面取得更多進(jìn)展。