Белковая инженерия заключается в получении информации о физико-химических свойствах и молекулярных свойствах белков посредством изучения химии белков, кристаллографии белков и динамики белков и на этой основе целенаправленного проектирования и модификации генов, кодирующих белки, и получения генетически модифицированных систем организма. которые могут экспрессировать белки с помощью технологий генной инженерии, и это могут быть трансгенные микроорганизмы, трансгенные растения, трансгенные животные и даже клеточные системы.
Практическое применение:
1.Улучшенная стабильность
Улучшение стабильности белков включает следующие аспекты: (1) продление периода полураспада ферментов;
(2) улучшить термическую стабильность ферментов;
(3) продлить срок годности лекарственных белков;
(4) Сопротивляться потере активности, вызванной окислением важных аминокислот.
Глюкозоизомераза (GI) широко используется в промышленности с целью улучшения ее термостабильности, Zhu Guoping et al. определили, что глицин в положении 138 (Gly138) был целевой аминокислотой, а затем использовали метод двойного праймера для мутации гена GI in vitro сайт-направленным мутагенезом, заменяя Gly138 пролином (Pro138), и рекомбинантную плазмиду, содержащую мутант, экспрессируется в Escherichia coli, и результаты показали, что термический период полураспада мутантного GI был в два раза дольше, чем у дикого типа, оптимальная температура реакции была увеличена на 10 ~ 12 ° C, а удельная активность фермента была такой же. Согласно анализу, после того, как Pro заменяет Gly138, это может быть связано с введением пиррольного кольца, которое может как раз заполнять дырку возле Gly138, делая пространственную структуру белка более жесткой, тем самым улучшая термостабильность фермента.
2.Слитые белки
N-концевая 5-пептидная линейность структуры энкефалина (Enk) представляет собой важную функциональную область, которая связывается с δ-рецепторами, а интерферон (IFN) представляет собой противовирусный и противоопухолевый цитокин широкого спектра действия. Ли Мэнфэн и др. химически синтезировали область, кодирующую EnkN-концевой 5-пептид, которая была связана с геном α3 IFN человека через область, кодирующую 1-пептид, и экспрессировали этот слитый белок в Escherichia coli. В качестве моделей использовали клетки аденокарциномы толстой кишки человека in vitro и клетки мультиформной глиомы, при этом ингибирующая активность слитого белка была значительно выше, чем у одного IFN, при использовании метода включения нуклеозида 3H-тимина, а увеличение ингибирующей активности было опосредовано Enk. наведите регион с помощью анализа конкурентного блокирования налоксона.
3.Измененная деятельность
Обычно через 30–60 минут после еды содержание инсулина в крови человека достигает своего пика и возвращается к базовому уровню в течение 120–180 минут. Однако в настоящее время клиническое использование препаратов инсулина достигает максимума только через 120 минут после инъекции и длится 180–240 минут, что несовместимо с физиологическими состояниями человека. Эксперименты показали, что инсулин существует в виде димеров при высоких концентрациях (более 10-5моль/л) и преимущественно в мономерной форме при низких концентрациях (менее 10-9моль/л). Инсулин быстрого действия предназначен для предотвращения образования агрегатов инсулина. Структура и свойства инсулиноподобного фактора роста-I (IGF-I) имеют высокую степень гомологии и трехмерного структурного сходства с инсулином, но IGF-I не образует димера. Аминокислотная последовательность B28-B29 в домене B IGF-I (соответствующая B-цепи инсулина) обращена на обратную по сравнению с B28-B29 B-цепи инсулина. Поэтому B-цепь инсулина была заменена на B28Lys-B29Pro для получения мономерного инсулина быстрого действия. Этот инсулин быстрого действия прошел клинические испытания.
4.Модификация противораковых ферментов
Генная терапия рака делится на два аспекта: лекарства действуют на раковые клетки, специфически ингибируя или уничтожая раковые клетки, и лекарства защищают нормальные клетки от химических препаратов, которые могут увеличить дозу химиотерапии. ВИРУС ГЕРПЕСА (ВПГ) ТИМИНКИНАЗА (ТК) МОЖЕТ КАТАЛИЗИРОВАТЬ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ТИМИНА И ДРУГИХ СТРУКТУРНЫХ АНАЛОГОВ, ТАКИХ, КАК ГАНЦИЛОВИР И АЦИКЛОВИР АЦИКЛИЧНЫЙ ГУАНОЗИН. ОТСУТСТВИЕ 3'-ГИДРОКСИЛЬНОЙ ГРУППЫ В ГАНЦИЛОВИРЕ И АЦИКЛОВИРЕ ПОЗВОЛЯЕТ ОСТАНАВЛИВАТЬ СИНТЕЗ ДНК И ТАКИМ ОБРАЗОМ УНИЧТОЖАТЬ РАКОВЫЕ КЛЕТКИ. СПОСОБНОСТЬ ВПГ-ТК КАТАЛИЗИРОВАТЬ ГАНСИКЛОВИР И АЦИКЛОВИР МОЖЕТ УЛУЧШИТЬСЯ С ПОМОЩЬЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МУТАЦИЙ. Один был подвергнут скринингу от большого количества случайных мутаций, при этом 6 аминокислот были заменены вблизи активного центра фермента, а каталитическая способность была увеличена в 43 и 20 раз соответственно. О6-алкилгуанин является основным мутагеном и цитотоксином, образующимся при обработке ДНК алкилирующими агентами, в том числе нитрозопрепаратами для химиотерапии, поэтому дозировка этих нитрозопрепаратов ограничена. О6-алкилгуанин-ДНК-алкилтрансфераза (АГТ) удаляет алкильную группу гуанина О6 и играет защитную роль. Человеческий AGT экспрессировался и защищался в клетках костного мозга мышей путем обратной вирусной трансфекции. Путем мутационной обработки были получены некоторые положительные мутантные гены AGT, активность которых была выше, чем у дикого типа, и было обнаружено, что 6-й пролин в одном мутантном гене заменен аланином.
5.Химерные антитела
Иммуноглобулины имеют Y-образную форму и состоят из двух тяжелых цепей и двух легких цепей, связанных друг с другом дисульфидными связями. Каждую цепь можно разделить на вариабельную область (N-конец) и константную область (С-конец), причем сайт адсорбции антигенов находится в вариабельной области, а сайт адсорбции цитотоксинов или других функциональных факторов - в константной области. Три части каждой вариабельной области сильно вариабельны по аминокислотной последовательности, в трехмерной структуре - рыхлая структура на конце β-складки (CDR), которая является местом связывания антигена, а остальная часть - опорой. структура CDR. Структура CDR разных видов консервативна, что позволяет создавать антитела путем белковой инженерии. Мышиные моноклональные антитела отвергаются иммунной системой человека, и их потенциальные терапевтические преимущества не используются. Химерные антитела представляют собой константную область мышиного моноклонального антитела, замененную константной областью человеческого антитела, так что его иммуногенность значительно снижается. Например, Mab17-1A, моноклональное антитело, используемое для лечения аденокарциномы прямой кишки (COLORECTALADENOCARCINOMA). Хотя у химерных антител все еще возникают проблемы с иммуногеном, несколько химерных антител прошли клинические испытания. Так называемое гуманизированное антитело предназначено для прививки области адсорбции антигена к человеческому антителу так, чтобы экзогенная пептидная цепь антитела была сведена к минимуму, а иммуногенность сведена к минимуму. Однако когда CDR трансдуцируется только человеческими антителами, его способность к адсорбции антигена очень мала, и для поддержания исходной адсорбционной способности необходимо нести несколько каркасных аминокислотных остатков. Таким образом, возникает противоречие между иммуногенностью и адсорбцией антигена. Замена аминокислоты на аминокислоту или анализ in silico могут максимально снизить иммуногенность при сохранении исходной адсорбции. CAMPATH-1H, первое клинически использованное человеческое антитело для лечения лимфогранулематозных заболеваний и ревматоидного артрита, вызывает иммунный ответ более чем у половины пациентов, несмотря на свою выдающуюся эффективность. Однако другие гуманизированные антитела, такие как ANTI-CD33 для лечения лейкоза позвоночника, вызывают незначительный иммунный ответ.
Перспективы развития:
Белковая инженерия — развивающаяся область. Возможности белковой инженерии произвели революцию в здравоохранении, промышленности, исследованиях и разработках. В этой статье мы суммируем текущую тенденцию развития белковой инженерии и показываем, что модификация белков не только развивается от традиционных методов к новым, но также открывает новые пути для многих новых белков с новыми свойствами и приложениями. Этот обзор дает читателям представление о последних подходах и масштабах белковой инженерии, а также о том, как лучше всего использовать эти методы. Он также подчеркивает важность белковой инженерии в будущем и проливает свет на несколько таких методов, которые можно оптимизировать и хорошо изучить для производства сконструированных белков на промышленном уровне. Очевидно, что с быстрым появлением новых методов и путей в этой области белковая инженерия вскоре может стать столь же важной, как и настройка ДНК для эффективной инженерии целевых действий и функций в белках.
О БайЛун Биотехнологическая Компания, ООО:
БайЛун Biotechnology Co., Ltd. является ведущим поставщиком и ведущим поставщиком технических услуг, специализирующимся на поставке комплексных биореакторных систем и передовых решений по управлению. Наша обширная линейка продукции включает в себя широкий спектр предложений: от биореакторов (ферментаторов) до биореакторов на животных клетках, биологических шейкеров и систем управления, специально разработанных для биотехнологических процессов. Имея емкость от 0,1 л до 1000 л, мы стремимся способствовать росту китайской биореакторной промышленности в глобальном масштабе.
В БайЛун, мы можем похвастаться опытной командой инженеров, обладающих глубокими знаниями в области процессов ферментации, биохимического оборудования и химических технологий. Более того, мы активно привлекаем всемирно известных экспертов и ученых в качестве технических консультантов, обеспечивая надежную технологическую основу нашей продукции. Центральное место в нашем духе занимает неустанное стремление к инновациям в продукции и технологическому лидерству, и все это направлено на обеспечение максимальной удовлетворенности клиентов. Мы считаем себя ответственными за приоритетность преимуществ для клиентов, воплощая это обязательство в качестве краеугольного камня основных ценностей компании Bailun.
Наш разнообразный портфель продуктов тщательно разработан для удовлетворения разнообразных потребностей наших клиентов. С самого начала мы придерживались принципов приоритета качества, клиентоориентированности и честности операций. Наша непоколебимая приверженность удовлетворению растущих потребностей наших клиентов двигает нас вперед. Принимая волну экономической глобализации, мы искренне приглашаем к сотрудничеству предприятия по всему миру, стремясь к взаимному процветанию и успеху.
Дух БайЛун воплощает в себе приверженность клиентоориентированности, стремление к совершенству в области качества, приверженность справедливости и порядочности, а также непоколебимое стремление к постоянному совершенствованию и инновациям.
Связаться с нами:
Добавить: 6848# Liuxiang Rd., Цзядин, Шанхай, Китай
Контактное лицо: Мэдди
Email:sales@fermentertech.com
Телефон:+86-134-7276-8163 (WhatsApp)
Веб-сайт: https://fermentorchina.com/
