प्रोटीन सभी जीवों का एक अनिवार्य घटक है। इसके प्रत्येक अणु में अमीनो एसिड से युक्त एक या एक से अधिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं। यद्यपि जीवन के लिए आवश्यक जानकारी डीएनए या आरएनए में एन्कोडेड है, पुनः संयोजक प्रोटीन जीवों में जैविक कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला का प्रदर्शन करते हैं, जिसमें एंजाइमेटिक कटैलिसीस, सुरक्षा, समर्थन, आंदोलन और विनियमन शामिल हैं। शरीर में उनके कार्यों के अनुसार, इन पदार्थों को विभिन्न श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जैसे एंटीबॉडी, एंजाइम, संरचनात्मक घटक। उनके महत्वपूर्ण कार्यों को देखते हुए, ऐसे यौगिकों का गहन अध्ययन और व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
अतीत में, एक पुनः संयोजक प्रोटीन प्राप्त करने का मुख्य तरीका इसे एक प्राकृतिक स्रोत से अलग करना था, जो आमतौर पर अक्षम और समय लेने वाला होता है। जैविक आणविक प्रौद्योगिकी में हालिया प्रगति ने बैक्टीरिया, खमीर, कीट कोशिकाओं और स्तनधारी कोशिकाओं जैसे पदार्थों के लिए पदार्थों के एक विशिष्ट सेट को अभिव्यक्ति वेक्टर में डीएनए एन्कोडिंग को क्लोन करना संभव बना दिया है।
सीधे शब्दों में कहें तो, पुनः संयोजक प्रोटीन का एक्सोजेनस डीएनए उत्पादों द्वारा अनुवाद किया जाता हैजीवित कोशिकाएं। उन्हें प्राप्त करने में आमतौर पर दो मुख्य चरण शामिल होते हैं:
- एक अणु की क्लोनिंग।
- प्रोटीन अभिव्यक्ति।
वर्तमान में, ऐसी संरचना का उत्पादन चिकित्सा और जीव विज्ञान में उपयोग की जाने वाली सबसे शक्तिशाली विधियों में से एक है। रचना का अनुसंधान और जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक अनुप्रयोग है।
चिकित्सा दिशा
पुनः संयोजक प्रोटीन मधुमेह, कैंसर, संक्रामक रोगों, हीमोफिलिया और एनीमिया जैसे विभिन्न रोगों के लिए महत्वपूर्ण उपचार प्रदान करते हैं। ऐसे पदार्थों के विशिष्ट योगों में एंटीबॉडी, हार्मोन, इंटरल्यूकिन, एंजाइम और एंटीकोआगुलंट्स शामिल हैं। चिकित्सीय उपयोग के लिए पुनः संयोजक योगों की बढ़ती आवश्यकता है। वे आपको उपचार विधियों का विस्तार करने की अनुमति देते हैं।
आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पुनः संयोजक प्रोटीन चिकित्सीय दवा बाजार में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। स्तनधारी कोशिकाएं वर्तमान में सबसे अधिक चिकित्सीय एजेंटों का उत्पादन करती हैं क्योंकि उनके सूत्र उच्च गुणवत्ता, प्राकृतिक जैसे पदार्थों का उत्पादन करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, अच्छे आनुवंशिकी, तेजी से विकास और उच्च उत्पादकता के कारण ई. कोलाई में कई स्वीकृत पुनः संयोजक चिकित्सीय प्रोटीन का उत्पादन होता है। इस पदार्थ पर आधारित दवाओं के विकास पर भी इसका सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।
अनुसंधान
पुनः संयोजक प्रोटीन प्राप्त करना विभिन्न विधियों पर आधारित है। पदार्थ शरीर के मूल और मौलिक सिद्धांतों का पता लगाने में मदद करते हैं। इन अणुओं को पहचानने और निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैएक विशेष जीन द्वारा एन्कोड किए गए पदार्थ का स्थान, और विभिन्न सेलुलर गतिविधियों जैसे सेल सिग्नलिंग, चयापचय, विकास, प्रतिकृति और मृत्यु, प्रतिलेखन, अनुवाद और लेख में चर्चा किए गए यौगिकों के संशोधन में अन्य जीनों के कार्य को प्रकट करने के लिए।
इस प्रकार, देखी गई रचना का उपयोग अक्सर आणविक जीव विज्ञान, कोशिका जीव विज्ञान, जैव रसायन, संरचनात्मक और जैवभौतिकीय अध्ययन और विज्ञान के कई अन्य क्षेत्रों में किया जाता है। साथ ही, पुनः संयोजक प्रोटीन प्राप्त करना एक अंतरराष्ट्रीय अभ्यास है।
ऐसे यौगिक अंतरकोशिकीय अंतःक्रियाओं को समझने में उपयोगी उपकरण हैं। वे कई प्रयोगशाला विधियों जैसे एलिसा और इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री (IHC) में प्रभावी साबित हुए हैं। एंजाइम परख विकसित करने के लिए पुनः संयोजक प्रोटीन का उपयोग किया जा सकता है। जब उपयुक्त एंटीबॉडी की एक जोड़ी के संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो कोशिकाओं को नई तकनीकों के मानकों के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
जैव प्रौद्योगिकी
अमीनो एसिड अनुक्रम वाले पुनः संयोजक प्रोटीन का उपयोग उद्योग, खाद्य उत्पादन, कृषि और बायोइंजीनियरिंग में भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, पशुपालन में, खाद्य सामग्री के पोषण मूल्य को बढ़ाने, लागत और अपशिष्ट को कम करने, पशु आंत के स्वास्थ्य का समर्थन करने, उत्पादकता में सुधार करने और पर्यावरण में सुधार करने के लिए एंजाइमों को भोजन में जोड़ा जा सकता है।
इसके अलावा, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया (LAB) लंबे समय तककिण्वित खाद्य पदार्थों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया गया है, और हाल ही में एलएबी को अमीनो एसिड अनुक्रम वाले पुनः संयोजक प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए विकसित किया गया है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मानव, पशु और पोषण पाचन में सुधार के लिए।
हालाँकि, इन पदार्थों की भी सीमाएँ हैं:
- कुछ मामलों में, पुनः संयोजक प्रोटीन का उत्पादन जटिल, महंगा और समय लेने वाला होता है।
- कोशिकाओं में उत्पादित पदार्थ प्राकृतिक रूपों से मेल नहीं खा सकते हैं। यह अंतर चिकित्सीय पुनः संयोजक प्रोटीन की प्रभावशीलता को कम कर सकता है और यहां तक कि दुष्प्रभाव भी पैदा कर सकता है। इसके अलावा, यह अंतर प्रयोगों के परिणामों को प्रभावित कर सकता है।
- सभी पुनः संयोजक दवाओं के साथ मुख्य समस्या इम्युनोजेनेसिटी है। सभी बायोटेक उत्पाद किसी न किसी रूप में इम्युनोजेनेसिटी प्रदर्शित कर सकते हैं। नए चिकित्सीय प्रोटीन की सुरक्षा की भविष्यवाणी करना मुश्किल है।
सामान्य तौर पर, जैव प्रौद्योगिकी में प्रगति ने विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन में वृद्धि और सुविधा प्रदान की है। हालांकि उनमें अभी भी कुछ कमियां हैं, दवा, अनुसंधान और जैव प्रौद्योगिकी में पदार्थ महत्वपूर्ण हैं।
रोग लिंक
पुनः संयोजक प्रोटीन मनुष्यों के लिए हानिकारक नहीं है। यह किसी विशेष औषधि या पोषक तत्व के विकास में समग्र अणु का केवल एक अभिन्न अंग है। कई चिकित्सा अध्ययनों से पता चला है कि मोटे चूहों के प्रयोगशाला तनाव में FGFBP3 प्रोटीन (संक्षिप्त BP3) की जबरन अभिव्यक्ति ने उनके शरीर में वसा में उल्लेखनीय कमी दिखाई।द्रव्यमान, उपयोग करने के लिए आनुवंशिक प्रवृत्ति के बावजूद।
इन परीक्षणों के परिणाम बताते हैं कि FGFBP3 प्रोटीन टाइप 2 मधुमेह और फैटी लीवर रोग जैसे चयापचय सिंड्रोम से जुड़े विकारों के लिए एक नई चिकित्सा की पेशकश कर सकता है। लेकिन चूंकि BP3 एक प्राकृतिक प्रोटीन है और कृत्रिम दवा नहीं है, इसलिए पुनः संयोजक मानव BP3 का नैदानिक परीक्षण प्रीक्लिनिकल अध्ययन के अंतिम दौर के बाद शुरू हो सकता है। पर, यानी इस तरह के अध्ययनों के संचालन की सुरक्षा से संबंधित कारण हैं। इसके चरणबद्ध प्रसंस्करण और शुद्धिकरण के कारण पुनः संयोजक प्रोटीन मनुष्यों के लिए हानिकारक नहीं है। आणविक स्तर पर भी परिवर्तन हो रहे हैं।
PD-L2, इम्यूनोथेरेपी के प्रमुख खिलाड़ियों में से एक, को फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2018 के नोबेल पुरस्कार के लिए नामांकित किया गया था। संयुक्त राज्य अमेरिका के प्रो. जेम्स पी. एलीसन और जापान के प्रो. तासुकु होंजो द्वारा शुरू किए गए इस काम ने चेकपॉइंट इम्यूनोथेरेपी के आधार पर मेलेनोमा, फेफड़ों के कैंसर और अन्य जैसे कैंसर का इलाज किया है। हाल ही में, AMSBIO ने अपनी इम्यूनोथेरेपी लाइन, PD-L2/TCR एक्टीवेटर - CHO रिकॉम्बिनेंट सेल लाइन में एक प्रमुख नया उत्पाद जोड़ा है।
अवधारणा के सबूत के प्रयोगों में, बर्मिंघम में अलबामा विश्वविद्यालय के शोधकर्ता, एच। लॉन्ग झेंग, एमडी, प्रोफेसर रॉबर्ट बी एडम्स, और प्रयोगशाला चिकित्सा के निदेशक, पैथोलॉजी विभाग, यूएबी स्कूल ऑफ के नेतृत्व में चिकित्सा, एक संभावित चिकित्सा को एक दुर्लभ लेकिन घातक रक्तस्राव विकार, टीटीपी पर प्रकाश डाला है।
इसका परिणामअध्ययन पहली बार प्रदर्शित करते हैं कि rADAMTS13-लोडेड प्लेटलेट्स का आधान जन्मजात और प्रतिरक्षा-मध्यस्थता वाले टीटीपी से जुड़े धमनी घनास्त्रता के लिए एक उपन्यास और संभावित प्रभावी चिकित्सीय दृष्टिकोण हो सकता है।
रीकॉम्बिनेंट प्रोटीन न केवल एक पोषक तत्व है, बल्कि विकसित की जा रही दवा की संरचना में एक दवा भी है। ये कुछ ही क्षेत्र हैं जो अब चिकित्सा में शामिल हैं और इसके सभी संरचनात्मक तत्वों के अध्ययन से संबंधित हैं। जैसा कि अंतरराष्ट्रीय अभ्यास से पता चलता है, किसी पदार्थ की संरचना मानव शरीर में कई गंभीर समस्याओं से निपटने के लिए आणविक स्तर पर संभव बनाती है।
वैक्सीन विकास
एक पुनः संयोजक प्रोटीन अणुओं का एक विशिष्ट समूह है जिसे प्रतिरूपित किया जा सकता है। इसी तरह की संपत्ति का उपयोग टीकों के विकास में किया जाता है। एडिनबर्ग विश्वविद्यालय और पिरब्राइट इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने कहा कि एक नई टीकाकरण रणनीति, जिसे एक विशेष पुनः संयोजक वायरस इंजेक्शन के उपयोग के रूप में भी जाना जाता है, सांस की गंभीर बीमारी से लाखों मुर्गियों की रक्षा कर सकती है। ये टीके शरीर की कोशिकाओं में रोगाणुओं को पेश करने के लिए वायरस या जीवाणु के हानिरहित या कमजोर संस्करणों का उपयोग करते हैं। इस मामले में, विशेषज्ञों ने एक हानिरहित वायरस के दो संस्करण बनाने के लिए टीकों के रूप में विभिन्न स्पाइक प्रोटीन वाले पुनः संयोजक वायरस का उपयोग किया। इस संबंध में कई अलग-अलग दवाएं बनाई गई हैं।
पुनरावर्ती प्रोटीन व्यापार नाम और एनालॉग इस प्रकार हैं:
- "फोर्टेलिज़िन"।
- "ज़ाल्ट्रैप"।
- "आइलिया"।
ये मुख्य रूप से कैंसर रोधी दवाएं हैं, लेकिन इस सक्रिय पदार्थ से जुड़े उपचार के अन्य क्षेत्र भी हैं।
वैज्ञानिक पत्रिका नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक नए अध्ययन के अनुसार, एक नया टीका, जिसे LASSARAB भी कहा जाता है, जिसे लासा बुखार और रेबीज दोनों से लोगों की रक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है, ने प्रीक्लिनिकल अध्ययनों में आशाजनक परिणाम दिखाए हैं। एक निष्क्रिय पुनः संयोजक टीका उम्मीदवार कमजोर रेबीज वायरस का उपयोग करता है।
शोध दल ने लस्सा वायरस आनुवंशिक सामग्री को रेबीज वायरस वेक्टर में डाला ताकि टीका लस्सा और रेबीज कोशिकाओं दोनों में सतह प्रोटीन को व्यक्त कर सके। ये सतही यौगिक संक्रामक एजेंटों के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं। इस टीके को तब वाहक बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले जीवित रेबीज वायरस को "नष्ट" करने के लिए निष्क्रिय कर दिया गया था।
तरीके प्राप्त करना
किसी पदार्थ के उत्पादन की कई प्रणालियाँ हैं। पुनः संयोजक प्रोटीन प्राप्त करने की सामान्य विधि संश्लेषण से जैविक सामग्री प्राप्त करने पर आधारित है। लेकिन और भी तरीके हैं।
वर्तमान में पांच मुख्य अभिव्यक्ति प्रणालियां हैं:
- ई कोलाई अभिव्यक्ति प्रणाली।
- खमीर अभिव्यक्ति प्रणाली।
- कीट कोशिका अभिव्यक्ति प्रणाली।
- स्तनधारी कोशिका अभिव्यक्ति प्रणाली।
- कोशिका मुक्त प्रोटीन अभिव्यक्ति प्रणाली।
बाद वाला विकल्प ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैऔर जहरीले यौगिक। हाल के वर्षों में, पारंपरिक इंट्रासेल्युलर तरीकों से व्यक्त करना मुश्किल है कि पदार्थों को सफलतापूर्वक इन विट्रो में कोशिकाओं में एकीकृत किया गया है। बेलारूस में, पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस मुद्दे से निपटने के लिए कई राज्य के स्वामित्व वाले उद्यम हैं।
सेल फ्री प्रोटीन सिंथेसिस सिस्टम सेल्युलर एक्सट्रैक्ट्स के एंजाइमी सिस्टम में ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन के लिए आवश्यक विभिन्न सबस्ट्रेट्स और ऊर्जा यौगिकों को जोड़कर लक्ष्य पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए एक तेज और कुशल तरीका है। हाल के वर्षों में, जटिल, विषाक्त झिल्ली जैसे पदार्थों के प्रकार के लिए सेल-मुक्त विधियों के लाभ धीरे-धीरे सामने आए हैं, जो बायोफर्मासिटिकल क्षेत्र में उनके संभावित अनुप्रयोग का प्रदर्शन करते हैं।
कोशिका-मुक्त प्रौद्योगिकी जटिल संशोधन प्रक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए आसानी से और नियंत्रित तरीके से विभिन्न प्रकार के गैर-प्राकृतिक अमीनो एसिड जोड़ सकती है जिन्हें पारंपरिक पुनः संयोजक अभिव्यक्ति के बाद हल करना मुश्किल है। इस तरह के तरीकों में वायरस जैसे कणों का उपयोग करके दवा वितरण और टीके के विकास के लिए उच्च अनुप्रयोग मूल्य और क्षमता है। मुक्त कोशिकाओं में बड़ी संख्या में झिल्ली प्रोटीन को सफलतापूर्वक व्यक्त किया गया है।
रचनाओं की अभिव्यक्ति
रीकॉम्बिनेंट प्रोटीन CF10-ESAT 6 का उत्पादन और टीके बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐसा तपेदिक एलर्जेन आपको प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने और एंटीबॉडी विकसित करने की अनुमति देता है। सामान्य तौर पर, आणविक अध्ययन में प्रोटीन के किसी भी पहलू का अध्ययन शामिल होता है, जैसे संरचना, कार्य, संशोधन, स्थानीयकरण, या बातचीत। समन्वेषण करनाविशिष्ट पदार्थ आंतरिक प्रक्रियाओं को कैसे नियंत्रित करते हैं, शोधकर्ताओं को आमतौर पर ब्याज और लाभ के कार्यात्मक यौगिकों के उत्पादन के साधनों की आवश्यकता होती है।
प्रोटीन के आकार और जटिलता को देखते हुए, रासायनिक संश्लेषण इस प्रयास के लिए व्यवहार्य विकल्प नहीं है। इसके बजाय, जीवित कोशिकाओं और उनकी सेलुलर मशीनरी को आमतौर पर प्रदान किए गए आनुवंशिक टेम्पलेट्स के आधार पर पदार्थ बनाने और बनाने के लिए कारखानों के रूप में उपयोग किया जाता है। पुनः संयोजक प्रोटीन अभिव्यक्ति प्रणाली तब एक दवा बनाने के लिए आवश्यक संरचना उत्पन्न करती है। इसके बाद विभिन्न श्रेणियों की दवाओं के लिए आवश्यक सामग्री का चयन आता है।
प्रोटीन के विपरीत, डीएनए कृत्रिम रूप से या इन विट्रो में अच्छी तरह से स्थापित पुनः संयोजक तकनीकों का उपयोग करके निर्माण करना आसान है। इसलिए, विशिष्ट जीन के डीएनए टेम्प्लेट, जोड़े गए रिपोर्टर अनुक्रमों या आत्मीयता टैग अनुक्रमों के साथ या बिना, मॉनिटर किए गए पदार्थ की अभिव्यक्ति के लिए टेम्प्लेट के रूप में डिज़ाइन किए जा सकते हैं। ऐसे डीएनए टेम्प्लेट से प्राप्त ऐसे यौगिकों को पुनः संयोजक प्रोटीन कहा जाता है।
किसी पदार्थ की अभिव्यक्ति के लिए पारंपरिक रणनीतियों में डीएनए वेक्टर के साथ कोशिकाओं को ट्रांसफ़ेक्ट करना शामिल होता है जिसमें एक टेम्प्लेट होता है और फिर वांछित प्रोटीन को ट्रांसक्राइब और ट्रांसलेट करने के लिए कोशिकाओं को कल्चर करना होता है। आमतौर पर, कोशिकाओं को बाद में शुद्धिकरण के लिए व्यक्त यौगिक निकालने के लिए lysed किया जाता है। पुनः संयोजक प्रोटीन CF10-ESAT6 को इस तरह से संसाधित किया जाता है और संभव से शुद्धिकरण प्रणाली से गुजरता हैविषाक्त पदार्थों का गठन। उसके बाद ही इसे एक वैक्सीन में संश्लेषित किया जाता है।
आणविक पदार्थों के लिए विवो अभिव्यक्ति प्रणालियों में प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक दोनों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। प्रणाली का चुनाव प्रोटीन के प्रकार, कार्यात्मक गतिविधि की आवश्यकता और वांछित उपज पर निर्भर करता है। इन अभिव्यक्ति प्रणालियों में स्तनधारी, कीड़े, खमीर, बैक्टीरिया, शैवाल और कोशिकाएं शामिल हैं। प्रत्येक प्रणाली के अपने फायदे और चुनौतियाँ हैं, और किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सही प्रणाली का चयन समीक्षा के अधीन पदार्थ की सफल अभिव्यक्ति के लिए महत्वपूर्ण है।
स्तनधारियों की अभिव्यक्ति
पुनः संयोजक प्रोटीन के उपयोग से विभिन्न स्तरों के टीकों और दवाओं के विकास की अनुमति मिलती है। इसके लिए पदार्थ प्राप्त करने की इस विधि का उपयोग किया जा सकता है। स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणालियों का उपयोग उन जानवरों के साम्राज्य से प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है जिनकी शारीरिक रूप से प्रासंगिक वातावरण के कारण सबसे मूल संरचना और गतिविधि होती है। इसके परिणामस्वरूप उच्च स्तर की पोस्ट-ट्रांसलेशनल प्रोसेसिंग और कार्यात्मक गतिविधि होती है। स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणाली का उपयोग एंटीबॉडी, जटिल प्रोटीन और यौगिकों का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है ताकि सेल-आधारित कार्यात्मक परख में उपयोग किया जा सके। हालांकि, इन लाभों को अधिक कठोर संस्कृति स्थितियों के साथ जोड़ा गया है।
स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणाली का उपयोग प्रोटीन को क्षणिक रूप से या स्थिर सेल लाइनों के माध्यम से उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है जहां अभिव्यक्ति निर्माण को मेजबान जीनोम में एकीकृत किया जाता है। जबकि ऐसी प्रणालियों का उपयोग कई प्रयोगों में किया जा सकता है, समयउत्पादन एक से दो सप्ताह में बड़ी मात्रा में पदार्थ उत्पन्न कर सकता है। इस प्रकार की पुनः संयोजक प्रोटीन जैव प्रौद्योगिकी अत्यधिक मांग में है।
ये क्षणिक, उच्च उपज देने वाले स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणाली निलंबन संस्कृतियों का उपयोग करते हैं और प्रति लीटर ग्राम उत्पन्न कर सकते हैं। इसके अलावा, इन प्रोटीनों में अन्य अभिव्यक्ति प्रणालियों की तुलना में अधिक देशी तह और अनुवाद-पश्चात संशोधन जैसे ग्लाइकोसिलेशन होते हैं।
कीट अभिव्यक्ति
पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन के तरीके स्तनधारियों तक सीमित नहीं हैं। उत्पादन लागत के मामले में भी अधिक उत्पादक तरीके हैं, हालांकि प्रति 1 लीटर उपचारित तरल पदार्थ की उपज बहुत कम है।
कीट कोशिकाओं का उपयोग स्तनधारी प्रणालियों के समान संशोधनों के साथ उच्च स्तर के प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए किया जा सकता है। ऐसी कई प्रणालियाँ हैं जिनका उपयोग पुनः संयोजक बाकुलोवायरस उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है, जिसका उपयोग तब कीट कोशिकाओं में रुचि के पदार्थ को निकालने के लिए किया जा सकता है।
पुनः संयोजक प्रोटीन की अभिव्यक्तियों को आसानी से बढ़ाया जा सकता है और अणुओं के बड़े पैमाने पर संयोजन के लिए उच्च घनत्व निलंबन संस्कृति के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। वे अधिक कार्यात्मक रूप से स्तनधारी पदार्थ की मूल संरचना के समान हैं। यद्यपि उपज 500 मिलीग्राम/लीटर तक हो सकती है, पुनः संयोजक बैकोलोवायरस का उत्पादन समय लेने वाला हो सकता है और प्रोकैरियोटिक प्रणालियों की तुलना में संस्कृति की स्थिति अधिक कठिन होती है। हालांकि, अधिक दक्षिणी और गर्म देशों में, एक समानविधि को अधिक कुशल माना जाता है।
जीवाणु अभिव्यक्ति
बैक्टीरिया की मदद से पुनः संयोजक प्रोटीन का उत्पादन स्थापित किया जा सकता है। यह तकनीक ऊपर वर्णित लोगों से बहुत अलग है। बैक्टीरियल प्रोटीन अभिव्यक्ति प्रणाली लोकप्रिय हैं क्योंकि बैक्टीरिया संस्कृति के लिए आसान हैं, जल्दी से बढ़ते हैं, और पुनः संयोजक सूत्रीकरण की उच्च पैदावार देते हैं। हालांकि, बैक्टीरिया में व्यक्त मल्टीडोमेन यूकेरियोटिक पदार्थ अक्सर गैर-कार्यात्मक होते हैं क्योंकि कोशिकाएं आवश्यक पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों या आणविक तह करने के लिए सुसज्जित नहीं होती हैं।
इसके अलावा, कई प्रोटीन समावेशन अणुओं के रूप में अघुलनशील हो जाते हैं, जिन्हें कठोर डिनेट्यूरेटर्स और बाद में बोझिल आणविक रीफोल्डिंग प्रक्रियाओं के बिना पुनर्प्राप्त करना बहुत मुश्किल होता है। इस पद्धति को अभी भी काफी हद तक प्रयोगात्मक माना जाता है।
सेल फ्री एक्सप्रेशन
स्टेफिलोकिनेज के अमीनो एसिड अनुक्रम युक्त पुनः संयोजक प्रोटीन थोड़े अलग तरीके से प्राप्त किया जाता है। यह कई प्रकार के इंजेक्शन में शामिल है, उपयोग करने से पहले कई प्रणालियों की आवश्यकता होती है।
कोशिका मुक्त प्रोटीन अभिव्यक्ति एक पदार्थ का इन विट्रो संश्लेषण है जो अनुवाद के अनुकूल संपूर्ण सेल अर्क का उपयोग करता है। सिद्धांत रूप में, पूरे सेल के अर्क में ट्रांसक्रिप्शन, ट्रांसलेशन और यहां तक कि पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन के लिए आवश्यक सभी मैक्रोमोलेक्यूल्स और कंपोनेंट्स होते हैं।
इन घटकों में आरएनए पोलीमरेज़, नियामक प्रोटीन कारक, प्रतिलेखन रूप, राइबोसोम और टीआरएनए शामिल हैं। जोड़ते समयकॉफ़ैक्टर्स, न्यूक्लियोटाइड्स और एक विशिष्ट जीन टेम्प्लेट, ये अर्क कुछ घंटों में रुचि के प्रोटीन को संश्लेषित कर सकते हैं।
हालांकि बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए टिकाऊ नहीं है, सेल-फ्री या इन विट्रो प्रोटीन एक्सप्रेशन (आईवीटी) सिस्टम विवो सिस्टम में पारंपरिक पर कई फायदे प्रदान करते हैं।
कोशिका मुक्त अभिव्यक्ति कोशिका संवर्धन को शामिल किए बिना पुनः संयोजक योगों के तेजी से संश्लेषण की अनुमति देता है। सेल-फ्री सिस्टम संशोधित अमीनो एसिड के साथ प्रोटीन को लेबल करना संभव बनाता है, साथ ही ऐसे यौगिकों को व्यक्त करना जो इंट्रासेल्युलर प्रोटीज द्वारा तेजी से प्रोटियोलिटिक गिरावट से गुजरते हैं। इसके अलावा, एक सेल-मुक्त विधि का उपयोग करके एक ही समय में कई अलग-अलग प्रोटीनों को व्यक्त करना आसान है (उदाहरण के लिए, कई अलग-अलग पुनः संयोजक डीएनए टेम्पलेट्स से छोटे पैमाने पर अभिव्यक्ति द्वारा प्रोटीन उत्परिवर्तन का परीक्षण)। इस प्रतिनिधि प्रयोग में, मानव कस्पासे -3 प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए आईवीटी प्रणाली का उपयोग किया गया था।
निष्कर्ष और भविष्य की संभावनाएं
पुनरावर्ती प्रोटीन उत्पादन को अब एक परिपक्व अनुशासन के रूप में देखा जा सकता है। यह शुद्धिकरण और विश्लेषण में कई वृद्धिशील सुधारों का परिणाम है। वर्तमान में, लक्ष्य प्रोटीन का उत्पादन करने में असमर्थता के कारण दवा खोज कार्यक्रमों को शायद ही कभी रोका जाता है। कई पुनः संयोजक पदार्थों की अभिव्यक्ति, शुद्धिकरण और विश्लेषण के लिए समानांतर प्रक्रियाएं अब दुनिया भर की कई प्रयोगशालाओं में प्रसिद्ध हैं।
प्रोटीन कॉम्प्लेक्स और बनाने में बढ़ती सफलताघुलनशील झिल्ली संरचनाओं को मांग को पूरा करने के लिए और अधिक परिवर्तनों की आवश्यकता होगी। प्रोटीन की अधिक नियमित आपूर्ति के लिए प्रभावी अनुबंध अनुसंधान संगठनों के उद्भव से इन नई चुनौतियों का सामना करने के लिए वैज्ञानिक संसाधनों का पुनः आवंटन संभव होगा।
इसके अतिरिक्त, समानांतर कार्यप्रवाहों को पारंपरिक छोटे अणु दवा खोज परियोजनाओं के साथ-साथ नए लक्ष्य की पहचान और उन्नत स्क्रीनिंग को सक्षम करने के लिए मॉनिटर किए गए पदार्थ के पूर्ण पुस्तकालयों के निर्माण की अनुमति देनी चाहिए।
