công nghệ sản xuất insulin trên thế giới

Chia sẻ: Nguyễn Thị Phương Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

294
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

in và công nghệ sản xuất insulin trên thế giới, ời ta đã nhận thấy rằng bệnh tiểu đường là một trong những căn bọa nghiêm trọng tới sức khoẻ của con người.Trên thế giới, con sốg người mắc bệnh tiểu đường ước tính khoảng từ 151 triệu đến(năm 2000), và dự kiến con số này sẽ là 221 triệu (năm 2010).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: công nghệ sản xuất insulin trên thế giới

n và công nghệ sản xuất insulin trên thế giới / i ta đã nhận thấy rằng bệnh tiểu đường là một trong những căn b a nghiêm trọng tới sức khoẻ của con người.Trên thế giới, con số người mắc bệnh tiểu đường ước tính khoảng từ 151 triệu đến năm 2000), và dự kiến con số này sẽ là 221 triệu (năm 2010), năm ẽ lên đến 366 triệu người. Và đương nhiên, việc gia tăng con số người mắc bệnh tiểu đường sẽ kéo theo sự gia tăng các biến c n bệnh này như thần kinh, xơ vữa động mạch… Theo ước tính, i tử vong trên thế giới do bệnh tiểu đường trong năm 2000 là 2,9 số này sẽ còn tiếp tục gia tăng. Trong đó, tiểu đường type 2 ch g hơn 90% tổng số ca bệnh. Điều đó đòi hỏi phải tìm ra những g tiệp cận mới cho việc ngăn ngừa và điều trị căn bệnh này. tiểu đường là một căn bệnh chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Tiểu đư do tác động phức tạp giữa gene và các yếu tố môi trường, từ đó dẫn bình thường trong quá trình điều hoà lượng glucose trong cơ thể liên
ới những vấn đề về hormone insulin. là một hormone được tiết ra bởi tế bào beta trong đảo Langerhans c tụy khi động vật tiêu ăn thức ăn, đây là hormone quan trọng nhất cho u trữ, sử dụng đường, acid amin và acid béo và duy trì lượng đường áu. Hàm lượng đường trong máu (hay còn gọi là hàm lượng glucos áu) là nguồn năng lượng thiết yếu cho cơ thể. Nếu lượng đường tro hông duy trì ở mức bình thường có thể gây ra những căn bệnh nguy ượng đường trong máu tăng có thể gây ra sự bài tiết đường qua nướ ết quả là bị mất glucose, hiện tượng này còn gọi là bệnh tiểu đường. ng này tiếp diễn trong thời gian dài, sẽ gây ra những biến chứng ngu rong mô, các cơ quan của cơ thể. Mặt khác, hàm lượng đường trong ẫn đến năng lượng cung cấp cho cơ thể bị thiếu hụt gây nguy hiểm c y trì cơ thể sống. ượng đường trong máu được duy trì ở mức bình thường là do sự cân ác yếu tố làm tăng lượng đường trong máu (như glucagon, hormone l, catecholamine) với các yếu tố làm giảm lượng đường trong máu. In
one duy nhất có thể làm giảm lượng đường trong máu. Do đó, khi k iết hormone này giảm đi (do một số nguyên nhân) thì insulin không cu cho cơ thể gây ra bệnh tiểu đường phụ thuộc insulin (Insulin-Depen tes Mellitus - IDDM), còn gọi là tiểu đường type I. Với những bệnh nh ểu đường type I thì insulin là phương thuốc điều trị duy nhất. người là một polypeptide bao gồm một chuỗi A với 21 acid amin và m B với 30 acid amin, có một cầu nối disulfur trong chuỗi A và 2 cầu nối r nối giữa hai chuỗi A và B. Insulin ban đầu được tổng hợp ở dạng oinsulin” (tiền insulin) trên ribosome trong tế bào beta trong đảo rhans của tuyến tụy. Preproinsulin là một phân tử dạng thẳng bao gồ ptide tín hiệu chứa 24 acid amin (SP), chuỗi B, peptide C với 31 acid chuỗi A nối với nhau theo thứ tự SP-B-C-A. Khi vận chuyển qua lướ eptide tín hiệu bị phân cắt tạo ra proinsulin (B-C-A). Proinsulin hình t i disulfur trong lưới nội chất, hình thành cấu trúc bậc ba. Proinsulin b i enzyme PC1/3 tại liên kết giữa chuỗi B và peptide C và sau đó bị ph i enzyme PC2 ngay vị trí liên kết giữa chuỗi A và peptide C. Hai acid của peptide nối với đầu C của chuỗi B khi bị phân cắt bởi PC1/3 sẽ đ
ắt ra khỏi chuỗi B bởi enzyme carboxypeptidase H. Kết quả cuối cùn nh phân cắt tạo thành insulin. . Cấu trúc của phân tử insulin năm 2005, nhu cầu insulin dùng trong trị bệnh tiểu đường ước tính k đến 5.000 kg và dự kiến năm 2010 là 16.000 kg. Nhu cầu về insulin c i vượt qua con số vài tấn/năm và vì thế nguồn cung cấp insulin cho t iểu đường đang thiếu hụt. Từ những thập niên 1920 cho đến những a thập niên 1980, insulin được tạo ra bằng cách cô lập từ tuyến tụy c ật như heo và bò. Tuy nhiên, insulin người có sự khác biệt trong thàn
cid amin so với insulin bò (hai vị trí trong chuỗi A và một vị trí trong c insulin heo (một vị trí trong chuỗi B). Do đó gây ra những tác dụng kh muốn (như dị ứng) khi sử dụng insulin có nguồn gốc từ heo hay bò. N trình sản xuất và tinh sạch insulin từ động vật còn gặp nhiều khó kh ó, các phương pháp bán tổng hợp insulin người từ insulin heo và bò phát triển bằng các sử dụng phản ứng chuyển peptide (transpeptidati g trypsin. Tuy nhiên, insulin tái tổ hợp được sản xuất bằng công ngh di truyền hiện đang được sử dụng chủ yếu do chi phí sản xuất thấp uả sản xuất cao. Insulin người được sản xuất bằng kỹ thuật di truyền iCông ty Genetech (Hoa Kỳ) và sản phẩm này được đưa ra thị trường 982. Trong lịch sử, đây cũng là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu ứng ghệ sinh học vào dược phẩm thành công. , nhiều phương pháp sản xuất insulin tái tổ hợp đã được phát triển. V g pháp sản xuất của Tập đoàn Eli Lilly: phương pháp sản xuất này b huỗi A và chuỗi B riêng biệt bằng cách sử dụng Escherichia coli, sau uỗi A và chuỗi B, trộn với nhau in vitro tạo cầu nối disulfur. Phương p hiệu quả sản xuất thấp. Do đó, Eli Lilly phát triển một phương pháp
n, phương pháp này biểu hiện proinsulin thay vì biểu hiện chuỗi A và iệt như phương pháp cũ, tạo cầu nối disulfur in vitro, sau đó phân cắ e C khỏi hai chuỗi A và B bằng trypsin và carboxypeptidase, tạo thàn . . Sản xuất insulin tái tổ hợp với chuỗi A và chuỗi B riêng biệt ương pháp khác được phát triển bởi tập đoàn Novo Nordisk, phươn ày biểu hiện miniproinsulin bao gồm chuỗi B và chuỗi A nối với nhau amin, được biểu hiện trong nấm men, sau đó xử lý miniproinsulin in v
rypsin tạo thành insulin. Phương pháp này có nhiều thuận lợi như cầ r được hình thành trong quá trình biểu hiện và quá trình tiết miniproin iproinsulin này được tách chiết và tinh sạch dễ dàng do được tiết thẳ ờng nuôi cấy. ại, người ta vẫn tiếp tục phát triển những phương pháp sản xuất insu . Công ty Hoechst đã đưa ra một phuơng pháp sản xuất insulin bao g iện một dạng dẫn xuất mới của insulin hoặc biểu hiện preproinsulin . coli; tạo các cầu nối disulfur invitro; sau đó, xử lý bằng dopeptidase hoặc clostripain/carboxypeptidase B; cuối cùng tạo ra in y nhất, Công ty Bio-Technology General đã đưa ra một phương phá phương pháp này, một dạng protein dung hợp (fusion protein) bao gồ xide dismutase (SOD) gắn với proinsulin được biểu hiện trong tế bào ằng cách này, hiệu suất của quá trình biểu hiện protein và hiệu quả c nh hình thành các cầu nốii. Sau đó, proinsulin được chuyển thành ins lý với trypsin và carboxypeptidase B. Bằng những cách tương tự nh ười ta đã đưa ra ngày càng nhiều các phuơng pháp sản xuất insulin
cải tiến nhièu hơn để nâng cao hiệu quả của các quá trình biểu hiện , hình thành cầu nối disulfur, chuyển proinsulin thành insulin. . Sản xuất insulin tái tổ hợp trên vi khuẩn ay, hầu hết những phương pháp sản xuất insulin thương mại đều dự ủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae) hoặc vi khuẩn (E. coli) kế c kỹ thuật gene để sản xuất insulin người tổng hợp. Người ta nuôi cấ này trên quy mô lớn, trong những bồn lên men bằng thép đặt tiền, sa
được ly trích ra, tinh sạch để được sản phẩm cuối cùng. các hệ thống tế bào dùng để biểu hiện insulin tái tổ hợp, người ta sử dạng từ vi sinh vật tới tế bào động vật và cả thực vật. Trong số đó, tế vật được sử dụng nhiều nhất do chúng dễ thao tác, dễ đưa vào áp d ô sản xuất công nghiệp, nhiều nhất là E. coli và nấm men. Gần đây, n ra một hệ thống biểu hiện khác cho các loại protein tái tổ hợp – đó illus brevis. ích của những nghiên cứu, phát minh hiện tại là muốn phát triển một biểu hiện và 1 phương pháp sản xuất insulin có năng suất cao và hiệ ất phải ngang bằng hay vuợt trội hơn so với những hệ thống sản xuấ đã từ trước tới nay. Hay nói cách khác, các nghiên cứu trong giai đo ằm cải tiến phương pháp cổ điển chuyển các tiền chất của insulin th ; nghiên cứu tìm ra môi trường tối ưu cho việc hình thành các cầu nố ho việc biểu hiện hoạt tính của insulin; tìm ra một hệ thống biểu hiện ng suất, sản luợng cao.