Come si all'insulina prodotta

Milioni di persone in tutto il mondo muoiono a causa di diabete ogni anno. Si tratta di una delle malattie più temute nei paesi sottosviluppati. La causa principale del diabete è la produzione inadeguata di insulina da parte dell'organismo.

Che cos'è l'insulina?

L'insulina è fondamentalmente un ormone che regola la quantità di glucosio (zucchero) nel sangue ed è necessario per il corpo a funzionare normalmente. L'insulina è prodotta da cellule chiamate isole di Langerhans nel pancreas. Queste cellule continuano a rilascio piccola quantità di insulina nel corpo. Ogni volta che una persona consuma qualcosa, il glucosio nel sangue aumenta. Il glucosio nel sangue ha sollevato innesca le cellule delle isole di Langerhans per liberare la quantità necessaria di insulina. Insulina contribuisce a trasportare il glucosio nel sangue dal sangue nelle cellule. Le cellule hanno una parete esterna, detta membrana, che controlla che entra ed esce dalla cellula. Anche se i ricercatori non sanno esattamente come funziona l'insulina, che sanno l'insulina si lega ai recettori presenti sulla membrana della cellula. Questo attiva un insieme di molecole di trasporto, che consente il glucosio e proteine ​​entrare nella cellula. Le cellule possono utilizzare il glucosio come fonte di energia per svolgere le sue funzioni. Una volta trasportato nella cella, il livello di glucosio nel sangue torna alla normalità entro poche ore.

In assenza di insulina, la glicemia si accumula nel sangue, e le cellule sono privati ​​della fonte di energia, dando luogo a diverse malattie. Se il corpo non riesce a produrre insulina qualunque o adeguata, la gente ha bisogno di prendere l'insulina artificiale. I pazienti diabetici trarre i maggiori benefici, da insulina manufatto, in quanto sono incapaci di produrre in modo naturale.

Fondo

I tentativi di produrre insulina di fuori del corpo umano, risalgono al 1921 quando gli scienziati canadesi Frederick G. Banting e Charles H. Best successo purificata insulina dal pancreas di un cane. Nel 1936, i ricercatori si avvicinò con un certo senso, di produrre insulina, con un rilascio più lento nel sangue. Hanno aggiunto una proteina presente nello sperma di pesce, protamina, che il corpo è in grado di rompere lentamente. Una iniezione è durato per 36 ore. Nel 1970, i ricercatori hanno iniziato a cercare di produrre un insulina che aveva più somiglianza con l'insulina naturale del corpo. Tuttavia, un importante passo avanti arrivò nel 1980, con invenzioni rivoluzionarie nel campo della biotecnologia. I ricercatori hanno usato i principi dell'ingegneria genetica per la produzione di insulina umana. Nel 1982, la Eli Lilly Corporation prodotto con successo un analogo dell'insulina umana, che è diventato il primo prodotto approvato geneticamente farmaceutico. Senza dover dipendere da animali, i ricercatori potrebbero ora produrre insulina geneticamente e che anche in quantità abbondanti.

Materie prime

L'insulina umana è cresciuto in laboratorio all'interno di Escherichia coli, un batterio comune. Anche se è di gran lunga il tipo più diffuso di batterio, lievito può anche essere utilizzato come sostituto. La proteina umana che produce insulina, è ottenuto attraverso un aminoacido macchina che sintetizza il sequenziamento del DNA. Amminoacidi insulina ingresso Produttori (il numero esatto di cui è noto ai fabbricanti), e la macchina sequenziamento collega gli aminoacidi insieme. Grandi vasche sono necessari per far crescere i batteri e anche per sintetizzare insulina. Oltre a questo, sono necessari diversi strumenti per separare e purificare il DNA, come una macchina centrifugazione e cromatografia vari raggi X strumenti cristallografia.

Processo di produzione

Il gene insulina è una proteina, che consiste di due catene separate di amminoacidi, A e B, che sono tenuti insieme da legami. Gli aminoacidi sono i mattoni fondamentali di tutte le proteine. L'insulina Una catena composta da 21 aminoacidi a catena, mentre B ha 30. Prima di produrre una proteina attiva insulina, preproinsulina viene prodotta. E una catena singola proteina lunga con le catene A e B insieme. Vi è una sezione in mezzo, che collega le catene insieme e una sequenza segnale ad una estremità, stimolando la proteina per avviare secernere all'esterno della cellula. Dopo preproinsulina, la catena evolve in proinsulina, che è ancora una singola catena, ma senza la sequenza di segnalazione. Infine, la proteina insulina attiva, la proteina senza la sezione che collega le catene A e B viene generato. Ad ogni passo, la proteina richiede enzimi specifici per generare la prossima forma di insulina. Qualsiasi dei seguenti metodi possono essere adottate per produrre insulina.

A partire da catene A e B

Un metodo di produzione di insulina è, per crescere le due catene dell'insulina A e B separatamente, in modo da evitare realizzazione, ciascuna delle enzimi specifici necessari ad ogni passo. Due mini-geni sono necessari per questo processo, uno che produce la catena A e l'altra per la catena B. Poiché i costruttori conoscere l'esatta sequenza del DNA di ogni catena, si sintetizzare DNA ciascun mini-gene in una macchina sequenziamento ammino acidi. Queste due molecole di DNA vengono poi inseriti in plasmidi, che sono più facilmente assimilabili in DNA dell'ospite.

Produttori quindi inserire i plasmidi, in un non-nocivo tipo di batterio E. coli. L'inserimento avviene vicino al gene lacZ, che permette l'insulina per essere rimosso, in modo che non si perde nel DNA del batterio. Adiacente a questo gene è l'aminoacido metionina, che avvia la formazione proteina.

I plasmidi sono mescolati con le cellule batteriche per immettere i batteri in un processo chiamato transfezione. I batteri che sintetizzano l'insulina poi subiscono un processo di fermentazione nelle vasche grandi e cominciano a moltiplicarsi rapidamente. Dopo moltiplicando, le cellule vengono estratte dai serbatoi e ripartiti per ottenere il DNA. DNA del batterio viene poi trattata con bromuro di cianogeno, un reagente che divide le catene proteiche, al residuo di metionina, per separare le catene dell'insulina dal resto del DNA. Le due catene sono quindi mescolati insieme e collegati da legami disolfuro attraverso la riduzione-riossidazione reazione. Un agente ossidante viene poi aggiunto a questo. La centrifugazione è fatto per separare i componenti cellulari in base alle dimensioni e densità. Al termine la miscela di DNA viene purificato in modo che solo le catene insulina rimangono.

Proinsulina Process

Questo è un altro metodo per sintetizzare insulina umana. Il processo inizia con il precursore diretto al gene insulina, proinsulina. Molte delle operazioni sono le stesse come nel metodo di cui sopra, tranne in questo metodo la macchina amminoacido sintetizza il gene proinsulina.

La sequenza che codifica per proinsulina viene inserito nelle cellule di batteri non patogeni E. coli. I batteri passare attraverso il processo di fermentazione di riprodurre e produrre proinsulina. Poi la sequenza di collegamento tra le catene A e B è rotto con un enzima e l'insulina risultante viene purificato.

L'insulina Analog

Si tratta di un metodo migliorato ed è principalmente fatto cambiando la sua sequenza aminoacidica e la creazione di uno analogico, una sostanza chimica che imita un'altra sostanza così bene, che essa sciocchi della cellula. Ciuffi di insulina analogici meno e assimila più facilmente nel sangue, permettendo l'insulina per iniziare a lavorare nel verbale del corpo dopo l'iniezione. Humulin è un tipo di insulina analogico che non ha legami forti con insulina e quindi, viene assorbito rapidamente. Un'altra insulina analogico, chiamato Glargine, cambia la composizione chimica della proteina per renderlo avere un rilascio relativamente costante nell'arco delle 24 ore, senza picchi pronunciati.

Nel corso degli anni, i ricercatori hanno elaborato procedure più avanzate per la produzione di insulina, che è molto simile alla sua forma naturale. La gente di tutto il mondo sono diventati consapevoli dei benefici di insulina lavorati e hanno iniziato a consumarlo in grandi numeri.