Tiểu luận Hóa sinh: Sơ lược về các bước tổng hợp protein có hoạt tính mong muốn

TI U LU N HOÁ SINH

Ậ

Ể

c v các b

c t ng h p protein có ho t tính

Ch đủ ề: S l

ơ ượ ề

ạ

ợ

ướ ổ mong mu nố

ễ

ươ

ấ

ọ

Sinh viên: Nguy n Tr ng Tu n D ng Mã SV: 0601080 T 3 - L p A3K61 ớ

ổ

1

c s d ng r ng rãi đ Các protein có ho t tính sinh h c đang ngày càng đ ọ ạ ố ư ộ ể ả ộ ạ ế t. ế ợ ầ ướ ớ ể ượ ử ụ ấ c đây ngu n nguyên li u đ s n xu t làm thu c nh các hormon, enzym...tr ồ ệ ướ các b ph n c a đ ng v t. Tuy nhiên các lo i protein này ch y u là chi t t ậ ủ ộ ậ ế ừ ủ ế đ ng v t r t h n ch , giá do nhu c u ngày càng cao trong khi ngu n cung t ậ ấ ạ ừ ộ ồ ầ c đ t ra m t cách c p thi i đ t nên vi c t ng h p protein đ thành l ạ ắ ấ ộ ượ ặ c ti n l n trong công ngh Trong nh ng th p niên g n đây, v i nh ng b ế ớ ữ c nh ệ ổ ậ ữ vi c t ng h p protein không còn khó khăn nh tr

ử ệ ổ ợ ư ướ ợ ặ ng hoá h c song ph ọ ợ ọ ươ ộ ố ợ ng pháp t ng h p sinh h c th hi n tính t ộ ượ ụ hi n nay ph ự ế ệ ợ ể ổ ấ ồ ệ sinh h c phân t ờ ọ ằ ng pháp t ng h p sinh h c. M c dù m t s protein có th t ng h p b ng ph ể ổ ổ ươ ố ư con đ i u ườ ể ệ ổ ọ c áp d ng r ng rãi ng pháp này đã đ và th c ti n cao. Th c t ự ễ ươ không nh ng đ t ng h p m t s lo i protein làm thu c nh insulin, growht ư ố ộ ố ạ ữ hormon...mà còn đ t ng h p r t nhi u h p ch t khác mà ngu n nguyên li u ệ ề h n ch ho c con đ ng t ng h p hoá h c g p khó khăn. ế ặ ạ ợ ấ ợ ổ ợ ọ ặ ể ổ ườ

ơ ả ể ổ ướ ộ bào vi khu n nh c c b n đ t ng h p m t protein theo Sau đây xin trình bày các b ợ ờ ng pháp t ng h p sinh h c (synthetic biology) trên t ế ọ ươ ẩ ợ ph plasmid tái t ổ h p. ổ ợ

1. Thi t k plasmid (vector) tái t h p: ế ế ổ ợ

c x lý v i cùng m t enzyme gi ộ ớ ớ ạ ươ ợ ấ i h n (restrictase) ấ ẽ ắ ạ ng h p nhau và 2 đo n ADN y s g n l i ạ ứ h p là plasmid có ch a ổ ợ ố ả ấ ể ắ ừ ế ấ ủ ậ ả ậ ậ ụ ồ mô sinh v t ch chi ậ ượ ố ng thành nh enzyme phiên mã ng ộ gen m c tiêu r i lo i b các intron và ghép n i các exon ta đ ạ ỏ ng thành. T m-ARN tr ừ ưở ờ ậ ằ N u hai lo i ADN đ ế ượ ử ạ thì m i ADN s có đ u dính t ẽ ỗ ầ c v i nhau t o thành ADN duy nh t. Plasmid tái t đ ạ ượ ớ 2 lo i ADN có ngu n g c khác nhau. ồ ạ Trong quy trình s n xu t protein, ta có th g n gen (b n sao cADN) c a ủ sinh v t nhân th t b c cao vào m t plasmid: t t l y pre- m-ARN t c m- ừ ượ c ARN tr ưở t ng h p cADN b ng k thu t RT-PCR (Reverse transcription-polymerase ỹ ợ ổ chain reaction), và cADN đ ớ ượ c ghép v i plasmid t o thành plasmid lai. ạ

2. Đ a plasmid tái t h p vào t ư ổ ợ ế bào vi khu n và t o dòng vi khu n: ạ ẩ ẩ

2

h p vào t ế ạ ầ ế ế ử ổ ợ ng t n su t bi n n p ta x lý t ế ị t chung. Nh ớ bào thay đ i, cho phép plasmid xâm nh p vào t ủ ế ế h p vào t ườ t đ th p (0-4 ệ ộ ấ i 42 ậ ổ ể ư Ng Ph ng pháp dùng ph bi n đ d a plasmid tái t ươ ể ư ổ ế là ph ng pháp bi n n p. Đ tăng c ạ ể ấ ươ nh n v i dung d ch CaCl 2 nhi ở ậ ớ tái t bào nh n (t h p r i đun nóng t ế ổ ợ ồ v y tính th m c a t ấ ậ Cũng có th dung shock đi n đ đ a plasmid tái t ể ệ i ta th ử ụ ẩ bào vi khu n bào 0C v i E.coli), b sung plasmid ổ ớ 0C) đ gây shock nhi ờ ệ ể bào. ậ bào. ệ ế ấ ườ ổ ợ ể ỉ bào này trên môi tr ng s d ng gen kháng kháng sinh đ làm d u hi u ch th t ữ ị ế ườ ng ể ế ậ ứ h p đ ượ ế ể ệ ườ bào đã dung n p plasmid và đ phân l p nh ng t ạ th ch ch a kháng sinh ch th . ị ỉ ạ T bào nh n plasmid tái t ổ ợ ậ ớ ẽ ẫ ấ ồ ể ệ c nuôi c y đ phát tri n thành 1 dòng. ể ng n ng đ th p chloramphenicol V i m t s plasmid, vi c cho vào môi tr ộ ố ss d n đ n vi c sao chép plasmid m t đi u khi n khi n cho hàng trăm b n ả ấ ế sao plasmid có th đ bào vi khu n (s khu ch đ i) ườ ề c t ng h p b i m t t ộ ế ộ ấ ế ẩ ể ượ ổ ự ế ạ ợ ở

3. Nuôi c y nhân b n dòng vi khu n đã đ ấ ả ẩ ượ ợ c bi n đ i đ t ng h p ổ ể ổ ế protein:

c dòng vi khu n ch a plasmid tái t ượ ẩ ng nuôi c y thích h p. Qu n th vi khu n s Sau khi đã có đ ư ổ ợ ầ ứ ấ ư ể ẩ ợ ụ ể ợ ỗ ể ế ậ ằ ỹ h p nh mong mu n, ố ẽ ta đ a vi khu n vào môi tr ườ ẩ phát tri n nhanh chóng và t ng h p ra chu i polypeptide mà gen m c tiêu đ a ư ổ ả vào mã hoá. B ng các k thu t khác nhau ta có th tách và tinh ch các s n ph m này. ẩ

4. X lý chu i polypeptide đ đ c protein có ho t tính mong mu n: ể ượ ử ỗ ố ạ

Chu i polypeptide đ ng ườ ỗ ườ ở ạ ư ưở ọ ạ d ng pro-protein. D ng ng thành). Các c x lý b ng các enzyme ho c các tác nhân thích c t ng h p xong th ợ ượ ổ ng không có ho t tính sinh h c (protein ch a tr ạ ượ ử ặ ầ ằ c c u trúc không gian và ho t tính mong mu n. này th chu i protein này c n đ ỗ h p đ có đ ể ợ ượ ấ ạ ố

* Ngoài ph ng pháp dung plasmid tái t ể i n p. đ đ a gen m c tiêu vào genome c a vi khu n b ng t ể ư ủ h p ta còn có th dung phage ổ ợ ẩ ằ ả ạ ươ ụ

Hi n nay k thu t trên đã đ ỹ ệ ượ ể ổ ợ c áp d ng đ t ng h p r t nhi u thu c có ố ng là i dung trong đi u tr ti u đ ườ ợ ấ ề ề ị ể ụ ườ ậ b n ch t protein. T ng h p insulin ng ấ ả ổ m t đi n hình: ể ộ

3

Thi ứ ỗ ỗ ứ ắ ỗ c t ng h p thành 2 đo n gen riêng bi ế ế ạ ượ ổ ỗ ạ t và đ ượ ệ ượ ầ c nhân b n lên trong E.coli. ứ t k plasmid: Gen mã hoá insulin ch a hai chu i ADN (chu i dài ch a 18 phân đo n nucleotide, chu i ng n ch a 11 phân đo n) hai chu i nucleotide c ghép riêng r vào này đ ẽ ợ ế c bi n plasmid pBR322 g n ph n cu i c a gen β-galactosidase. Plasmid đ ầ n p vào E.coli và đ ượ ạ ạ ố ủ ả

c phiên mã sang mARN hai m ch c a insulin đ ượ ạ ủ ớ c g n l ắ ạ ớ ừ ạ ượ ạ Sau khi đ c t o thành và ượ ạ ỏ t ra cùng v i β-galactosidase. Sau khi tách t ng polypeptide kh i c bài ti đ ế ượ enzyme b ng BrCN, hai m ch đ ạ ộ i v i nhau t o insulin ho t đ ng ằ (k thu t 2 block) ậ ỹ

THE END ^-^

4

ộ ướ ậ ằ ỹ ượ ỹ gen đ đ ượ K thu t s n xu t insulin m t b ấ ậ ả c g n vào ở ắ ằ ỷ c cũng b ng k thu t tái t h p ADN , ổ ợ t, proinsulin đây là gen mã hoá proinsulin. Sau khi chi ế ạ ộ c thu phân b ng protease c t m ch peptid cho insulin ho t đ ng ạ ắ