Báo cáo: Công nghệ sản xuất insulin

Insulin là một hoocmon protein do tế bàotuyến tụy sinh ra. Phân tử protein insulin có khốilượng khoảng 6000da. Cấu tạo bởi hai chuỗipolypeptit A và B. Các chuỗi A và B liên kết vớinhau bằng hai cầu nói đisulfua. Hầu hết các loàichuỗi A gồm 21aa; chuỗi B có 30aa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo: "Công nghệ sản xuất insulin" C¸n bé HDKH: TS. §µo Xu©n t©n Häc viªn: §µo thÞ ngäc anh K11- Sinh häc thùc nghiÖm 1.1 Cấu trúc phân tử insulin Insulin là một hoocmon protein do tế bàotuyến tụy sinh ra. Phân tử protein insulin có khốilượng khoảng 6000da. Cấu tạo bởi hai chuỗipolypeptit A và B. Các chuỗi A và B liên kết vớinhau bằng hai cầu nói đisulfua. Hầu hết các loàichuỗi A gồm 21aa; chuỗi B có 30aa.Hình 1: Cấu trúc phân tử insulinHình1.2 Vai trò sinh học của insulin1.2 Insulin là một trong những hoocmonđiều hoà nồng độ glucoz trong máu. trong1.2.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon-Insulin tuần hoàn trong máu, khi gắn vớithụ thể trên màng tế bào tạo ra phức hợpthụ thể - insulin làm phát tín hiệu truyềnthông tin chuyển glucoz ra khỏi huyếttương.Hình 2:Insulin gắn với thụ thể trên màng tế bào và tuần hoàn trong máu- Insulin thúc đẩy gan dự trữ glucoz ở dạng Insulinglycogen. Glucoz bị photphoryl hoá nhờ enzymhexokinase nhờ đó glucoz bị bẫy vào trong tếbào.- Insulin ức chế hoạt động của glucoz - 6photphatase. Khi không có mặt insulin, quá trìnhtổng hợp glycogen bị dừng lại và các enzymphân huỷ glycogen hoạt động.Insulin ngăn cản lượng đường quá cao trong máu nên không được có quá nhiều insulin, do đó enzym insulinase kiểm soát mức độ insulin.Khi lượng insulin quá cao enzym insulinase sẽ phân huỷ hoocmon này với thời gian 6 phút.Quá trình này đảm bảo cho hàm lượng insulin được ổn định trong máu và lượng glucoz không bị giảm xuống mức nguy Hình 3: insulin điều hoà glucoz trong máu hiểm. 1.2.2. Insulin và trao đổi lipit a- Insulin thúc đẩy sinh tổng hợp các axit béo trong gan. Khi lượng glycogen trong gan quá cao (> 5% lượng thô của gan) thì quá trình tổng hợp bị ức chế. Lượng glucoz hấp thụ vào tế bào gan chuyển sang tổng hợp axit béo và chuyển khỏi gan ở dạng lipoprotein. Các lipoprotein đi vào vòng tuần hoàn, cung cấp các axit béo tự do cho các mô khác như mô mỡ để tổng hợp triglyxerit. b- Insulin ức chế phân huỷ chất béo trong mô mỡ: bằng cách ức chế b-quá trình thuỷ phân triglyxerit thành glixerol và axit béo tự do. Enzym nhạy cảm với hoocmon này trở nên hoạt động được khi Enzymphotphoryl hoá. Insulin làm ngăn cản sự kết hợp với thụ thể trên màngtế bào. Do đó làm tăng sự tích tụ triglyxerit trong tế bào các mô mỡ. 1.2.3. Những tác động khác của insulin 1.2.3. - Insulin làm tăng tính Insulin hấp thụ của các axitamin. - Insulin làm tăng tính Insulin thấm các ion kali, magie và th photphat vô cơ tạo điều kiện cho quá trình photphoryl hoá và sử dụng glucoz. Hình 4: Insulin làm tăng tính thấm các ion kali, magie và photphat vô cơ1.3. Tổng hợp insulin trong cơ thể1.3. Insulin được tổng hợp trong tế bào β của tuyến tụy.Insulin được tạo ra từ một phần của một protein lớn hơn đểđảm bảo sự gấp nếp đúng. mARN dịch mã protein preproinsulin. Preproinsulingồm một trình tự đầu aa để tiền chất này đi qua lưới nộichất tham gia vào quá trình sau dịch mã. Tại quá trình sau dịch mã preproinsulin bị thuỷ phântạo thành dạng proinsulin. Sau khi hình thành 3 cầu đisulfuamột số peptitdaza cắt proinsulin thành insulin hoàn chỉnh vàhoạt động. Insulin được đóng gói và chứa trong các hạt tiết tích tụtrong tế bào chất đến khi được kích hoạt để giải phóng.Hình 5: Tổng hợp insulin trong cơ thểHình 6: Các bước cải biến sau dịch mã của phân tử insulinHìnhHìnhHiện nay công nghệ ADN tái tổ hợp được sử dụng để sảnHixuất.2.1. Phương pháp 1Tạo ra các chuỗi riêng biệt, kết hợp hoá học hoặc tạo một tiềnchất chuỗi đơn proinsulin người, sau đó phân cắt để tạo thànhinsulin hoàn chỉnh. Bước 1: Bằng kỹ thuật tách gen sử dụng trong sinh học phân tử tách được gen mã hoá proinsulin người trên nhiễm sắc thể số 11. Tách mARN của gen tổng hợp proinsulin từ mẫu nghiền tuỵ của người. Dùng phản ứng RT-PCR với mồi đặc hiệu để khuếch đại gen. Do hầu hết các mARN của người đều có đuôi polyA nên sử dụng chuỗi polyT để bắt cặp với đuôi polyA đó. Sử dụng sắc kí ái lực với polyT giữ lại mARN cần thiết cho quá trình dịch mã; còn lại loại bỏ ADN và các ARN khác. Cắt bỏ cầu nối A - T thu được mARN.Hình 7: Tách mARN của gen tổng hợp proinsulin từ mẫu nghiền tuỵ của ngườiHìnhBước 2: Tách và thiết kế plasmit tái tổ hợp. Tách- Cắt gen mã hoá proinsulin và plasmit bằng một loại enzym giới hạn.Nối bằng ADN ligase của phageT4.-Thiết kế các trình tự mã hoá cho các protein tín hiệu giúp vận chuyểninsulin ra ngoài tế bào chất.+Nếu sử dụng mARN tách được từ trên tiến hành như sau:- Sao mARN tinh khiết thành cADN nhờ enzym phiên mã ngược và nhờcác dNTP (trong phản ứng RT - PCR)- ...