Човечки гликопротеини од култури на животински клетки - спектар на наука
Човечки гликопротеини од култури на животински клетки
Медицинска позадина
Структурата на P-селектинскиот лиганд е позната. На 'рбетот' на протеинот, синџирот на аминокиселини, пет молекули на шеќер (имено фукоза, галактоза, N-ацетил-галактозамин, N-глукозамин и неврамининска киселина) се распоредени во одредена конфигурација на аминокиселина. Со цел да ги подобриме шансите за успех на нашиот проект, следевме две различни стратегии: Во случај на ин витро пат, надвор од живиот организам, структурата на шеќерот е изградена на пептид од специјални ензими, гликозил трансферазите. Повеќето ензими потребни за ова не се комерцијално достапни. Тие треба да се произведуваат биотехнолошки. За таа цел, генетските информации за човечки гликозил трансфераза се воведуваат во клетките на CHO. Генот за гликозилтрансферазата е поврзан со сигналната низа што предизвикува клетката да ја лачи трансферазата. Тие клетки потоа се множат и се користат во клеточни култури за производство на гликозил трансферази. Во следниот чекор, ензимите добиени на овој начин се користат за да се изгради шеќерната структура на П-селектинскиот лиганд. Конечно, правилното распоредување на молекулите на шеќер може да се провери со помош на масена спектрометрија.
На ин виво трасата, во рамките на живата клетка, генетските информации за разни човечки гликозилтрансферази и генетските информации за протеинот што треба да се глукозилира се воведуваат во една ЦО-клетка. Сепак, гените на гликозилтрансферазите овој пат не се обезбедени со сигнална низа. Ова ги локализира трансферазите во апаратот Голџи, клеточна органела (која е одговорна за кондензацијата и покривањето на секретите). На генот за протеинот му претходи сигнална низа. Така е „предпрограмиран“ за испуштање, а на излегување од ќелијата поминува низ апаратот Голџи. Гликозил трансферазите веќе чекаат тука за да ги пренесат молекулите на шеќерот на протеините. Предноста на оваа стратегија е што клетката лачи биолошки активен лиганд на П-селектин. Сепак, тешкотијата е во распоредувањето на овие различни гликозилтрансферази во правилен сооднос едни со други во апаратот Голги.
Резултати од истражувањето
Користејќи го ин витро методот, успеавме биотехнолошки да произведеме пет различни гликозилтрансферази. Со овие ензими синтетизиравме структура на шеќер која е многу слична на целната структура. Треба да се додаде само една молекула на шеќер - и гликозил трансферазата потребна за ова е комерцијално достапна. Клеточна линија што го изразува човечкиот лиганд Р-селектин во биолошки активна форма треба да се произведе по пат in vivo. По две години истражување на генетски инженеринг, сега имаме неколку клеточни линии кои го исполнуваат ова барање. Производството на нашите целни протеини во биореакторите веќе започна.
Благодарение на одличната соработка помеѓу истражувачки групи од пет европски земји, беше можно да се спакува биотехнолошкото знаење дистрибуирано низ цела Европа и да се постигне целта на проектот. Покрај Институтот за биотехнологија на Форшунгсцентрум Јулих, Институтот за физиологија на Универзитетот во Цирих, Стоматолошкиот факултет на Универзитетот во Копенхаген, Институтот за ензимска технологија на Универзитетот во Дизелдорф, Одделот за биоорганска хемија на Универзитетот во Утрехт и Институтот за гликобиологија на Универзитет исто така беа вклучени . Заедно ги презедовме првите успешни чекори за да направиме достапен протеин со висок терапевтски интерес. Следниве бројки покажуваат колку е голем овој интерес: Од 350 генетски инженеринг лекови кои моментално се тестираат клинички во САД, десет се наменети за третман на септички симптоми.