Содержание

Содержание 2

Введение 3

Методы и технологические подходы 4

Общие методы выделения кДНК белков человека 4

Оптимизация генной экспрессии 4

Выделение ДНК интерферонов 5

Свойства природных и генно-инженерных интерферонов 6

Гормон роста человека, полученный методом генной инженерии 7

Ферменты 8

ДНКаза 8

Альгинат-лиаза 9

Моноклональные антитела как лекарственные средства. 10

Структура и функция антител 11

Профилактика отторжения трансплантированных органов. 12

Лекарственные вещества, связанные с моноклональными антителами. 12

Моноклональные антитела человека 14

Заключение 17

Литература 18

Введение

До появления технологии рекомбинантных ДНК многие лекарственные препараты на основе белков человека удавалось получать только в небольших количествах, их производство обходилось очень дорого, а механизм биологического действия иногда был недостаточно изучен. Предполагалось, что с помощью новой технологии можно будет получать весь спектр таких препаратов в количествах, достаточных как для их эффективного тестирования, так и для применения в клинике. На сегодняшний день клонировано более 400 генов ( в основном в виде кДНК) различных белков человека, которые могут стать лекарственными препаратами. Большинство этих генов уже экспрессированы в клетках-хозяевах, и сейчас их продукты проходят проверку на возможность применения для дечения различных заболеваний человека. Некоторые рекомбинантные белки получили одобрение Департамента по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (США) на применение для лечения заболеваний человека, вот некоторые из этих рекомбинантных белков: антигемофильный фактор, глюкоцереброзидаза, гормон роста, ДНКазаI, инсулин, интерлейкин-2, ИФa2а, ИФa2b, ИФan3, ИФb1b, ИФg1b, соматотропин, тканевой активатор плазминогена, эритропоэтин [1, 155].

Привлекательно выглядит и перспектива применения в качестве терапевтических средств специфических антител; их можно будет использовать для нейтрализации токсинов, борьбы с бактериями, вирусами. Антитело либо нейтрализует чужеродный агент, либо участвует в разрушении клетки-мишени. До сих пор антитела редко применялись в качестве медицинских препаратов. Возможно, эта ситуация изменится в связи с появлением и разработкой технологий получения моноклональных антител и с дальнейшей расшифровкой молекулярных функций иммуноглобулинов [1, 122].

Методы и технологические подходы

Общие методы выделения кДНК белков человека

Для выделения генов или кДНК белков человека используют разные подходы:

a. В ряде случаев выделяют нужный белок и определяют аминокислотную последовательность участка белка, затем, исходя из этого, определяют кодирующую нуклеотидную последовательность того же участка, синтезируют олигонуклеотид, который используют в качестве гибридизационного зонда для выделения нужного гена или кДНК из геномных или кДНК-библиотек.

b. Вырабатывают антитела к высокоочищенному препарату белка и используют эти антитела для скрининга библиотек, в которых происходит экспрессия определяемых генов.

Если клетки какой-то ткани синтезируют преимущественно один белок, то кДНК-библиотека, полученная на основе мРНК, выделенной из этой ткани, будет обогащена последовательностью кДНК исследуемого белка. Например, основным белком, синтезируемым клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, является инсулин, и 70% мРНК, выделенных из этих клеток, кодируют именно его. Таким образом, метод выделения кДНК искомого белка из кДНК-библиотеки, полученной из определенной ткани, подходит, например, для инсулина, но не подходит для тех белков человека, которые синтезируются в организме в малых количествах или если место синтеза этих белков неизвестно. В этих случаях требуются иные экспериментальные подходы [1, 133].

Оптимизация генной экспрессии

Недостаточно только создать новый белок, необходимо также оптимизировать экспрессию его гена. Для начала определяют возможность синтеза достаточных количеств аутентичного белка прокариотической или эукариотической системе. Предпочтение отдается прокариотическим системам, поскольку их производительность выше, а работа с ними обходится дешевле. Но не все микроорганизмы синтезируют функциональные формы гетерологичных белков с одинаковой эффективностью, поэтому необходимо проводить сравнительные количественные оценки [4, 271].

При изучении экспрессии интерлейкина-3 человека наилучшим хозяином оказалась Bacillus licheniformis. Хотя в одной из систем E. coli

Был достигнут несколько более высокий уровень экспрессии, пролученный белок с молекулярной массой 20 кДа представлял собой продукт слияния интерлейкина-3 с участком b-галактозидазы E. Coli, а не зрелый аутентичный белок молекулярной массой 15 кДа. Как правило, подобный химерный белок нельзя использовать в качестве лекарственного препарата. Клетки дрожжей Kluyveromyces lactis и Sacharomyces cerevisiae, а также клетки человека были способны гликозилировать интерлейкин-3, однако уровень экспрессии в них был относительно низок. Гликозилирование не оказывает существенного влияния на активность интерлейкина-3, однако ведт к ощутимой разнице в размерах молекулы.

Выделение ДНК интерферонов

Интерфероны (ИФ) человека, включающие ИФa, ИФb, ИФg—это природные белки, каждый из которых может найти свое терапевтическое