Генетически модифицированные микрооорганизмы используются здбильшого как биореакторы, продуцирующие белки для нужд медицины. В основном это небольшие белки, которые не поддаются пост трансляционным модификациям. Одним из первых промышленных применений генной инженерии было получение путем экспрессии в клетках E. coli (по принципиальной схеме рис. 9.9) гормона роста человека? соматотропина.

В организме он секретируется передней долей гипофиза, а его дефицит является причиной заболевания? гипофизарной карликовости. Получение соматостатина представляет собой интересный пример целенаправленного конструирования белков с помощью методов генной инженерии. Это короткий пептид (содержит 14 аминокислотных остатков), который синтезируется в желудочно-кишечном тракте и тормозит высвобождение из гипофиза гормона роста. Получить соматостатин в клетках бактерий в больших количествах является сложной задачей, поскольку он быстро разрушается протеолитическими ферментами. Чтобы "обойти" внутриклеточные бактериальные протеазы, был сконструирован причудливый белок-предшественник. В его составе как N-конечный участок был использован белок бактерии, к которому присоединили сам соматостатин: конечно, все это было сделано на уровне ДНК, связующим элементом в этой конструкции было использовано триплет АТG, кодирующий метионин. После выделения из клеток бактерий причудливый белок обрабатывали бромциан, вследствие чего происходило его расщепление по остатку метионина, и таким образом изымался физиологически активный полипептид. По аналогичной схеме был разработан процесс получения инсулина.

Путем экспрессии в E. coli получают также интерфероны всех трех групп: ?-, ?-и ?-интерфероны? антивирусные белки, которые синтезируются иммунокомпетентными клетками. Однако недостатком использования бактериальных клеток для получения ?-и ?-интерферонов (природные интерфероны этих двух групп? Гликопротеиды) является отсутствие у бактерий систем, обеспечивающих посттрансляционной модификации белков. Роль гликозилирования ?-и ?-интерферонов не до конца понятна и, хотя негликозилированные формы этих белков практически полностью сохраняют против-вирусную активность, это побуждает к разработке и использованию систем экспрессии рекомбинантных интерферонов в эукариотических клетках.

Важное место в генетической инженерии микроорганизмов занимает производство рекомбинантных вакцин. Они имеют ряд преимуществ перед традиционными вакцинами: характеризуются отсутствием (или значительным снижением содержания) балластных компонентов, почти полной безвредностью и низкой стоимостью. Можно выделить три основных подхода, которые используются для получения таких вакцин:

• Модификация микроорганизма путем делеции генов, отвечающих за вирулентность. При этом сохраняется способность вызывать иммунный ответ, и микроорганизм можно использовать как живую вакцину.
• Перенос антигенных детерминант патогенного микроорганизма на непатогенный, который можно использовать как вакцину.
• Клонирование и экспрессия генов белков, содержащих антигенные детерминанты. Белки используются как вакцину, провоцирует иммунный ответ.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+