Получение рекомбинантных белков с помощью эукариотических систем

Прокариотические системы экспрессии успешно пользуются для синтеза многих белков. Однако некоторые белки для превращения в активную форму должны претерпеть специфические пострансляционные модификации - гликозилирование, фосфорилирование или ацетилирование, а бактерии к этому не способны. Поэтому было решено попытаться экспрессировать клонированные гены в эукариотических клетках с помощью специально созданных эукариоти-ческих экспрессирующих векторов.

Для синтеза разнообразных белков, кодируемых клонированными генами, использовались дрожжи S. cerevisiae. Их генетика хорошо изучена, а, кроме того, их можно выращивать в больших ферментерах и они считаются безопасными в обращении. Чтобы упростить очистку белков, были сконструированы векторы, обеспечивающие их секрецию. С помощью S. сегvisiaeбыло получено множество самых разных белков аутентичных природным (вакцины против гепатита В, малярии, инсулин, факторы роста и свертывания крови). Однако многие рекомбинантные белки в этой системе не подвергались посттрансляционной модификации, к тому же с выход зачастую был недостаточно высок. Поэтому были предприняты попытки разработать другие дрожжевые системы синтеза рекомбинантных белков.

В поисках других эукариотических систем экспрессии, с помощью которых можно было бы получать биологически активные белки, исследователи сосредоточили усилия на создании экспрессирующих векторов на основе бакуловирусов, в частности бакуловируса AcMNPV, инфицирующего клетки многих насекомых. Клеткинасекомого, инфицированные рекомбинантным бакуловирусом, синтезировали клонируемый белок.

Внехромосомные экспрессирующие векторы млекопитающих (например, на основе обезьяньего вируса SV40) используются для изучения функций и регуляций генов млекопитающих. Кроме того, с их помощью могут быть получены аутентичные рекомбинантные белки, которые могут использоваться в медицинских целях. Однако промышленный синтез с использованием модифицированных клеток млекопитающих обходится слишком дорого и может применяться только для получения рекомбинантных белков, которые невозможно получить другим путем. Примером может служить производство рекомбинантного эритропоэтина. Эритропоэтин – белок гликопротеид в организме человека регулирует процессы созревания (дифференцировки) эритроцитов. Препараты на основе эритропоэтина используют для лечения рака, болезней крови, почек, для повышения выносливости человека к физическим нагрузкам (допинг-препараты). Поскольку бактериальные клетки не способны к гликозилированию белков человека, ген эритропоэтина встраивают в яйцеклетки китайского хомячка, которые далее культивируют поверхностным способом в виде монослоя клеток. Такая сложная технология получения обусловливает высокую стоимость препаратов на основе генноинженерного эритропоэтина.

Лекция № 12