5.1. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PROTEIN:
Nói chung, protein thu được từ quá trình tinh sạch thường giữ lại một lượng nước và acid. Trong quá trình tồn trữ một số biến đổi có thể diễn ra như sự oxi hóa, sự hấp phụ, sự hấp thụ hay giải phóng ẩm, biến đổi do tiếp xúc với ánh sáng, nhiệt…. Nhìn chung, trạng thái rắn bền hơn so với trạng thái dung dịch tương ứng. Ở trạng thái dung dịch, bản chất của dung môi, nồng độ, pH và nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn định. Sự hấp phụ lên bề mặt vật chứa, sự vô hoạt, sự racemic hóa, oxi hóa, deamin hóa, phá mạch và sự sắp xếp lại mạch là những hiện tượng xảy ra cho protein nếu nó không ổn định trong dung dịch. Có một vài trường hợp mà khi ở dạng rắn người ta lại nhận thấy nó kém bền hơn so với khi ở dạng dung dịch. Đối với dạng rắn, sự không ổn định nếu xảy ra thì cũng tương tự như dạng dung dịch (phá mạch, hình thành các liên kết, sự sắp xếp lại, thay thế…).
Những biến đổi thường xảy ra trong quá trình tồn trữ protein như: Sự deamin hóa của asparagine và glutamine.
Sự oxi hóa nguyên tử lưu huỳnh của cysteine và methionine. Sự thay đổi cầu disulide ở cysteine.
Sự phân hủy liên kết peptide.
Sự dimer hóa hoặc sự kết hợp các phân tử.
Việc những phản ứng phân hủy vẫn có thể xảy ra ở trong cả dạng rắn (ít ẩm) vẫn chưa được hiểu rõ ràng. Sự hút ẩm, nhiệt độ và sự hình thành các hợp chất (ví dụ như polymer) được xem là những nhân tố chính ảnh hưởng đến sự không ổn định của protein ở dạng rắn.
5.2. HOÀN NGUYÊN VÀ TỒN TRỮ PROTEIN:
Các protein khác nhau có những tính chất hòa tan khác nhau. Sự khó khăn trong việc hòa tan protein có liên quan đến sự hình thành cấu trúc bậc 2. Sự hình thành cấu trúc bậc 2 xuất hiện với hầu hết các protein, đặc biệt là những protein có chứa nhiều amino acid ưa béo. Sự hình thành này có thể được thúc đẩy bởi muối. Khi sử dụng, trước tiên ta cần hòa tan protein trong nước cất. Sóng siêu âm có thể giúp tăng khả năng hòa tan của protein.
Khi cần tồn trữ protein trong thời gian dài, ta tiến hành sấy lạnh protein. Protein được sấy lạnh có thể bảo quản vài năm ở nhiệt độ -20oC hoặc thấp hơn mà hầu như không có sự phân hủy. So với dạng tồn trữ này thì protein ở trong dạng dung dịch ít bền hơn. Protein dễ bị tác động bởi vi sinh vật, do đó chúng cần được hòa tan trong nước cất.
Protein thường được bán dưới dạng bột mịn được sấy lạnh, đựng trong các lọ nhỏ. Cần phải trữ lạnh chúng sau khi mua về. Để hoàn nguyên (reconstitute) protein thì nên dùng nước cất hoặc dung dịch đệm, có thể dùng dung dịch acetic acid hoặc ammonium bicarbonate đối với protein khó hòa tan. Một số dung môi khác có thể được sử dụng để hòa tan protein như acetonitrile, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethyl formamide (DMF), hoặc isopropanol. Những dung môi này nên dùng với một lượng tối thiểu, sau đó thêm nước hoặc dung dịch đệm đến thể tích yêu cầu. Sau khi protein được hoàn nguyên, chúng cần phải được sử dụng ngay để tránh bị phân hủy trong dung dịch. Phần protein còn dư thì nên tiến hành sấy lạnh trở lại, giữ ở -20oC. Cần tránh việc lạnh đông, rã đông nhiều lần.
Cách tốt nhất để hòa tan protein là dùng nước. Đối với các protein không tan trong nước thì ta có thể dùng những cách sau:
Protein có tính acid (tích điện âm): dùng một lượng nhỏ base, ví dụ ammonium bicarbonate 10% để hòa tan protein, thêm nước vào đến nồng độ theo yêu cầu. Protein có tính base (tích điện dương): sử dụng một lượng khoảng acid acetic
30%, thêm nước đến nồng độ yêu cầu.
Protein rất kị nước, cố gắng hòa tan protein trong một lượng nhỏ DMSO, thêm nước đến nồng độ yêu cầu.
Protein có khuynh hướng kết tủa (thường là những protein có chứa cysteine), thêm urea 6M với acid acetid 20% vào protein, thêm nước tới nồng độ yêu cầu.
KẾT LUẬN
Các protein y sinh học được đưa ra thị trường trong giai đoạn 1982-1994 mỗi năm chỉ là 2-7 loại. Nhưng từ năm 1995 đến nay tăng lên 16-32 loại mỗi năm và năm 2005 có đến 85 sản phẩm mới. Tổng số các protein dùng trong dược phẩm đã lên đến 300 loại, mang lại giá trị kinh tế rất cao. Năm 1999 cả thế giới chỉ sản xuất được hơn 1,17 tấn nhưng có giá trị tới 30 tỷ USD; năm 2004 thu được hơn 6,4 tấn với trị giá 43 tỷ USD.
Từ các số liệu nói trên, ta dễ dàng nhận ra một xu hướng mới trong ngành y dược thế giới: chuyển sang sản xuất, sử dụng các sản phẩm có bản chất là protein với khả năng ứng dụng rộng rãi, đem lại hiệu quả cao.
Đó cũng là con đường đi tất yếu của các nhà nghiên cứu sinh học, dược học và các công ty dược phẩm của nước ta. Chúng ta đang bị bỏ cách một khoảng quá xa, nhưng tính đa dạng sinh học ở nước ta chẳng thua kém bất kỳ quốc gia nào, thiết bị sản xuất cũng không phải là quá đắt tiền. Dựa trên nền tảng hiện có, chúng ta có thể tập trung nghiên cứu kĩ thuật tái tổ hợp DNA trên vi sinh vật và tế bào thực vật. Chỉ cần có một cái nhìn khách quan và khẩn trương về chiến lược, một quyết tâm cao trong đầu tư và đào tạo, một định hướng đúng đắn trong hợp tác quốc tế, nhất định chúng ta sẽ sản xuất được ngày càng nhiều các sản phẩm protein y sinh học, thay thế dần cho việc nhập khẩu với giá rất cao như hiện nay.