Báo cáo: "Công nghệ sản xuất insulin" pot

C¸n bé HDKH: TS. §µo Xu©n t©n C¸n bé HDKH: TS. §µo Xu©n t©n Häc viªn: §µo thÞ ngäc anh Häc viªn: §µo thÞ ngäc anh K11- Sinh häc thùc nghiÖm K11- Sinh häc thùc nghiÖm  1.1 Cấu trúc phân tử insulin 1.1 Cấu trúc phân tử insulin Insulin là một hoocmon protein do tế bào Insulin là một hoocmon protein do tế bào tuyến tụy sinh ra. Phân tử protein insulin có khối tuyến tụy sinh ra. Phân tử protein insulin có khối lượng khoảng 6000da. Cấu tạo bởi hai chuỗi lượng khoảng 6000da. Cấu tạo bởi hai chuỗi polypeptit A và B. Các chuỗi A và B liên kết với polypeptit A và B. Các chuỗi A và B liên kết với nhau bằng hai cầu nói đisulfua. Hầu hết các loài nhau bằng hai cầu nói đisulfua. Hầu hết các loài chuỗi A gồm 21aa; chuỗi B có 30aa chuỗi A gồm 21aa; chuỗi B có 30aa . . Hình 1: Hình 1: Cấu trúc phân tử insulin Cấu trúc phân tử insulin 1.2 Vai trò sinh học của insulin 1.2 Vai trò sinh học của insulin Insulin là một trong những hoocmon Insulin là một trong những hoocmon điều hoà nồng độ glucoz điều hoà nồng độ glucoz trong máu trong máu . . 1.2.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon 1.2.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon - - Insulin tuần hoàn trong máu, khi gắn với Insulin tuần hoàn trong máu, khi gắn với thụ thể trên màng tế bào tạo ra phức hợp thụ thể trên màng tế bào tạo ra phức hợp thụ thể - insulin làm phát tín hiệu truyền thụ thể - insulin làm phát tín hiệu truyền thông tin chuyển glucoz ra khỏi huyết thông tin chuyển glucoz ra khỏi huyết tương. tương. H H ình 2: ình 2: Insulin gắn với thụ thể trên màng tế bào v Insulin gắn với thụ thể trên màng tế bào v à à tuần hoàn trong máu tuần hoàn trong máu - - Insulin thúc đẩy gan dự trữ glucoz ở dạng Insulin thúc đẩy gan dự trữ glucoz ở dạng glycogen. Glucoz bị photphoryl hoá nhờ enzym glycogen. Glucoz bị photphoryl hoá nhờ enzym hexokinase nhờ đó glucoz bị bẫy vào trong tế hexokinase nhờ đó glucoz bị bẫy vào trong tế bào. bào. - Insulin ức chế hoạt động của glucoz - 6 - Insulin ức chế hoạt động của glucoz - 6 photphatase. Khi không có mặt insulin, quá trình photphatase. Khi không có mặt insulin, quá trình tổng hợp glycogen bị dừng lại và các enzym tổng hợp glycogen bị dừng lại và các enzym phân huỷ glycogen hoạt động. phân 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 hiểm. Hình 3: insulin điều hoà glucoz trong máu  1.2.2. Insulin và trao đổi lipit 1.2.2. Insulin và trao đổi lipit a- Insulin thúc đẩy sinh tổng hợp các axit béo trong gan. a- Insulin thúc đẩy sinh tổng hợp các axit béo trong gan. Khi lượng glycogen trong gan quá cao (> 5% lượng thô của 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 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 bào gan chuyển sang tổng hợp axit béo và chuyển khỏi gan ở dạng lipoprotein. dạng lipoprotein.  Các lipoprotein đi vào vòng tuần hoàn, cung cấp các axit béo tự do 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. 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- Insulin ức chế phân huỷ chất béo trong mô mỡ: bằng cách ức chế quá trình thuỷ phân triglyxerit thành glixerol và axit béo tự do. quá trình thuỷ phân triglyxerit thành glixerol và axit béo tự do. Enzym nhạy cảm với hoocmon này trở nên hoạt động được khi Enzym nhạy cảm với hoocmon này trở nên hoạt động được khi photphoryl hoá. Insulin làm ngăn cản sự kết hợp với thụ thể trên màng tế photphoryl hoá. Insulin làm ngăn cản sự kết hợp với thụ thể trên màng tế bào. Do đó làm tăng sự tích tụ triglyxerit trong tế bào các mô mỡ. 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. Những tác động khác của insulin  - Insulin làm tăng tính - Insulin làm tăng tính hấp thụ của các axitamin. hấp thụ của các axitamin.  - Insulin làm tăng tính - Insulin làm tăng tính thấm các ion kali, magie và thấm các ion kali, magie và photphat vô cơ tạo điều photphat vô cơ tạo điều kiện cho quá trình kiện cho quá trình photphoryl hoá và sử dụng photphoryl hoá và sử dụng glucoz. glucoz. H H ình 4: Insulin làm tăng tính thấm các ion kali, ình 4: Insulin làm tăng tính thấm các ion kali, magie và photphat vô cơ magie và photphat vô cơ [...]... chuỗi A và B - Xác định trình tự ADN để sản xuất chuỗi A và B Qua đó tổng hợp và tách hai dòng gen này - Mỗi ADN được chèn vào plasmit Sau đó sản xuất tương tự như sản xuất proinsulin - Cuối cùng hai chuỗi A và B được trộn với nhau và hình thành cầu nối đisulfua qua phản ứng tái oxi hoá khử nhờ một chất oxi hoá nhất định Ngày nay, nấm men cũng được sử dụng để sản xuất insulin Có nhiều ưu điểm: tế bào... enzym đặc hiệu trypsin để phân cắt proinsulin Khi đó sản phẩm thu được mới có hoạt tính cần thiết Hình 11:Hoạt hoá proinsulin thành insulin hoàn chỉnh   Bước 7: Hỗn hợp tinh sạch chỉ còn có insulin Bằng phương pháp sắc ký, tách và phương pháp miễn dịch gắn enzym Độ tinh sạch của insulin được đánh giá qua mỗi giai đoạn trung gian của quá trình sản xuất nhờ phòng thí nghiệm chuyên hoá Cuối cùng insulin... hạt tiết tích tụ trong tế bào chất đến khi được kích hoạt để giải phóng Hình 5: Tổng hợp insulin trong cơ thể Hình 6: Các bước cải biến sau dịch mã của phân tử insulin Hiện nay công nghệ ADN tái tổ hợp được sử dụng để sản xuất 2.1 Phương pháp 1 Tạo ra các chuỗi riêng biệt, kết hợp hoá học hoặc tạo một tiền chất chuỗi đơn proinsulin người, sau đó phân cắt để tạo thành insulin hoàn chỉnh  Bước 1: Bằng... cầu nối đisulfua qua phản ứng tái oxi hoá khử nhờ một chất oxi hoá nhất định Ngày nay, nấm men cũng được sử dụng để sản xuất insulin Có nhiều ưu điểm: tế bào nấm men tạo phân tử insulin người Hình 13: Sản xuất insulin bằng cách tổng hợp riêng rẽ hai chuỗi A và B . phân tử insulin Hiện nay công nghệ ADN tái tổ hợp Hiện nay công nghệ ADN tái tổ hợp được sử dụng được sử dụng để sản xuất. để sản xuất. 2.1. Phương pháp 1 2.1. Phương pháp 1 T T ạo