Получение инсулина методом генной инженерии

Содержание
  1. Инсулин генно инженерный
  2. Отзывы и комментарии
  3. Получение инсулина методом генной инженерии
  4. Как действует инженерный инсулин человека
  5. Виды препаратов
  6. Симптомы передозировки
  7. Рекомендации по использованию препарата
  8. Использование инсулина растворимого человеческого генно инженерного при диабете
  9. Показания и противопоказания
  10. Фармакологическое действие препаратов
  11. Примеры лекарственных средств с генно-инженерным человеческим инсулином
  12. Из чего производят инсулин
  13. Варианты получения инсулина для использования в медицинской практике
  14. Препараты, получаемые из сырья животного происхождения
  15. Генноинженерный инсулин
  16. Дополнительные компоненты
  17. Пролонгирующие добавки
  18. Стабилизаторы
  19. Получение инсулина,методами генной инженерии, Биотехнология – Курсовая работа
  20. Выдержка из текста
  21. Заключение
  22. Литература
  23. // Биоограническая Химия. 1997. № 2. с. 23

Инсулин генно инженерный

Получение инсулина методом генной инженерии

Вопрос, из чего делают инсулин, интересует не только врачей и фармацевтов, но и больных сахарным диабетом, а также их родных и близких.

На сегодняшний день этот уникальный и столь важный для здоровья человека гормон может быть получен из различного исходного сырья с помощью специально разработанных и тщательно проверенных технологий. В зависимости от способа получения различают инсулин следующих видов:

  • Свиной или бычий, называемый также препаратом животного происхождения
  • Биосинтетический он же свиной модифицированный
  • Генно-инженерный или рекомбинантный
  • Генно-инженерный модифицированный
  • Синтетический

Дольше всего для лечения диабета используется свиной инсулин. Его применение было начато еще в 20-е годы прошлого столетия.

Следует отметить, что свиной или животный был единственным препаратом вплоть до 80-х годов прошлого столетия. Для его получения используются ткани поджелудочной железы животных.

Однако этот способ трудно назвать оптимальным или простым: работа с биологическим сырьем не всегда удобна, да и самого сырья недостаточно.

К тому же состав свиного инсулина не совсем совпадает с составом гормона, вырабатываемого организмом здорового человека: в их структуре присутствуют различные аминокислотные остатки. Следует отметить, что гормоны, вырабатываемые поджелудочной железой крупного рогатого скота, имеют еще большее число отличий, что никак нельзя назвать положительным явлением.

В таком препарате кроме чистого многокомпонентного вещества неизменно содержится так называемый проинсулин, вещество, отделить которое с помощью современных методов очистки, практически невозможно. Именно он часто становится источником аллергических реакций, что особенно опасно для детей и людей преклонного возраста.

Аптеки в очередной раз хотят нажиться на диабетиках. Есть толковый современный европейский препарат, но о нём помалкивают. Это.

По этой причине ученых всего мира давно интересовал вопрос приведения состава гормона, вырабатываемого животными, в полное соответствие с гормонами поджелудочной железы здорового человека. Настоящим прорывом в фармакологии и лечении сахарного диабета стало получение полусинтетического препарата, полученного путем замены аминокислоты аланина в препарате животного происхождения на треонин.

При этом полусинтетический способ получения гормона базируется на использовании препаратов животного происхождения. Иными словами, они просто подвергаются модификации и становятся идентичными гормонам, вырабатываемым человеком. Среди их достоинств является совместимость с организмом человека и отсутствие аллергических реакций.

К недостаткам этого метода следует отнести дефицит исходного сырья и сложность работы с биологическими материалами, а также высокую стоимость, как самой технологии, так и полученного в результате лекарственного препарата.

В этой связи лучшим препаратом для лечения сахарного диабета является рекомбинантный инсулин, получаемый с помощью генной инженерии.

Его, кстати, часто называют генноинженерным инсулином, указывая, таким образом, на способ его получения, а полученный при этом продукт называют человеческим инсулином, подчеркивая тем самым его абсолютную идентичность гормонам, вырабатываемым поджелудочной железой здорового человека.

Среди преимуществ генно-инженерного инсулина следует также отметить его высокую степень чистоты и отсутствия в составе проинсулина, а также то, что он не вызывает никаких аллергических реакций и не имеет противопоказаний.

Вполне понятен часто задаваемый вопрос: из чего именно делают рекомбинантный инсулин? Оказывается, этот гормон вырабатывается штаммами дрожжей, а также кишечными палочками, помещенными в особую питательную среду. При этом количество полученного вещества столь велико, что можно полностью отказаться от применения препаратов, полученных из органов животных.

Разумеется, речь идет не о простой кишечной палочке, а о генномодифицированной и способной вырабатывать растворимый человеческий генноинженерный инсулин, состав и свойства которого точно такие же, как у гормона, произведенного клетками поджелудочной железы здорового человека.

Преимуществами генно-инженерного инсулина является не только его абсолютная схожесть с гормоном человека, но и простота получения, достаточное количество исходного сырья и доступная стоимость.

Ученые всего мира называют получение рекомбинантного инсулина настоящим прорывом в терапии диабета. Значение этого открытия столь велико и важно, что его трудно переоценить.

Достаточно просто отметить, что на сегодняшний день практически 95% потребности в этом гормоне удовлетворяются с помощью именно генно-инженерного инсулина.

При этом тысячи людей, страдавшие ранее аллергией на препараты, получили шанс на нормальную жизнь.

Я страдал сахарным диабетом 31 год. Сейчас здоров. Но, эти капсулы недоступны простым людям, их не хотят продавать аптеки, это им не выгодно.

Отзывы и комментарии

У меня СД 2 типа — инсулинонезависимый. Подруга посоветовала снижать уровень сахара в крови с помощью препарата DiabeNot. Заказала через интернет. Начала приём.

Соблюдаю нестрогую диету, начала каждое утро проходить пешком 2-3 километра. В течении двух последних недель замечаю плавное снижение сахара по глюкометру утром до завтрака с 9.3 до 7.1, а вчера даже до 6.

1! Продолжаю профилактический курс. Об успехах отпишусь.

Маргарита Павловна, я тоже сейчас сижу на Диабеноте. СД 2. У меня правда нет времени на диету и прогулки, но я не злоупотребляю сладким и углеводами, считаю ХЕ, но в силу возраста сахар всё равно повышенный.

Результаты не так хороши как ваши, но за 7.0 сахар не вылезает уже неделю. Вы каким глюкометром измеряете сахар? Он у вас по плазме показывает или по цельной крови? Хочется сравнить результаты от приёма препарата.

Спасибо, огромное за такой познавательный пост.

Источник: http://americars.ru/insulin-genno-inzhenernyj/

Получение инсулина методом генной инженерии

Получение инсулина методом генной инженерии

Чтобы человек чувствовал себя здоровым, нужно следить за уровнем инсулина в организме. Этого гормона должно быть достаточно, чтобы глюкоза не скапливалась в крови. В противном случае, при нарушении обмена веществ, врач диагностирует сахарный диабет.

Терапия запущенной стадии сахарного диабета заключается в восполнении недостающей концентрации инсулина, которая не может быть выработана организмом естественным путем. Для этого используют инсулин растворимый, который похож на человеческий генно инженерный. За выработку такого гормона отвечает поджелудочная железа.

Для производства инсулина применяются не только технология получения натурального гормона, также производители пользуются искусственно полученным модифицированным инсулином. Препарат с пометкой «солюбилис» обозначается как растворимый.

Как действует инженерный инсулин человека

При лечении сахарного диабета первого типа применяют инсулин двухфазный человеческий генно инженерный. В аптеках он продается в форме раствора и имеет пометку «Солюбил». Второй тип заболевания также может лечиться таким препаратом, если предписанные медикаменты не подходят для диабетика.

Также инсулин генно инженерный используется, если у человека диабетическая кома. Нередко врачи назначают уколы беременным женщинам с диагнозом сахарный диабет, когда не помогают сахароснижающие таблетки и лечебная диета. Дополнительно раствор применяется, если появляется инфекция в организме диабетика и наблюдается повышение температуры.

В целом генно инженерные инсулины или ГМО используются во время родов, когда проводят хирургическую операцию, или если диабетик получил тяжелую физическую травму. Лекарственное средство позволяет безопасным путем перейти к использованию быстро действующих гормонов.

  1. Перед тем, как применять инсулин двухфазный человеческий генно инженерный, необходимо обязательно сделать пробу и выяснить, подходит ли данное лекарство пациенту. При выявлении у диабетика гипогликемии использовать препарат не рекомендуется.
  2. Схема действия раствора заключается в том, что генноинженерный инсулин вступает во взаимодействие с клетками, что приводит к образованию комплексов. При попадании клеток в эти комплексы они стимулируются и начинают активнее работать. В результате вырабатывается большее количество ферментов.
  3. В процессе глюкоза быстрее усваивается, попадающие в организм углеводы подвергаются активной переработке. Таким образом, печень дольше вырабатывает глюкозу, а белки могут усвоиться намного быстрее.

Принцип действия препарата напрямую зависит от дозировки, вида инсулина, выбора места инъекции. Любая процедура должна делаться только после согласования с лечащим врачом. Первые уколы делаются под врачебным наблюдением.

https://www.youtube.com/watch?v=GC0nPryuOMM

Если наблюдаются любые побочные явления, следует сразу же обратиться к лечащему врачу.

Виды препаратов

Солюбил или инсулин двухфазный человеческий генно инженерный обладает разными торговыми названиями. Также гормоны могут различаться по длительности действия, способу приготовления раствора. Продукты получают название, основываясь на виде инсулина.

Генно инженерные инсулины входят в состав таких лекарственных средств, как Хумудар, Возулим, Актрапид. Инсуран, Генсулин. Это далеко не полный список подобных препаратов, их количество достаточно большое.

Все вышеперечисленные лекарственные средства различаются по сроку воздействия на организм. ГМО может действовать несколько часов или быть активным в течение целых суток.

К двухфазным комбинированным препаратам относят лекарства, в состав которых входят определенные компоненты, которые меняют период воздействия лекарственного средства.

  • Такие препараты продаются в виде смесей, в их состав в том числе входят гормоны, полученные генетически.
  • К подобным средствам относят Микстард, Инсуман, Гансулин, Генсулин.
  • Препараты применяются дважды в сутки, за полчаса до приема пищи. Такой системы следует строго придерживаться, так как гормон напрямую связан с периодом потребления еды.

Путем генного получения инсулина человека получают препарат, который имеет средний срок воздействия.

  1. Раствор вступает в действие на протяжении 60 минут, но момент наивысшей активности наблюдается через шесть-семь часов после укола.
  2. Лекарство полностью выводится из организма через 12 часов.
  3. К таким лекарственным средствам относят Инсуран, Инсуман, Протафан, Ринсулин, Биосулин.

Также существуют ГМО, имеющие короткий период воздействия на организм. К ним относятся лекарственные средства инсулин Актрапид, Гансулин, Хумулин, Инсуран, Ринсулин, Биоинсулин. Такие инсулины имеют активную фазу через два-три часа, а первые признаки действия лекарства можно заметить уже через полчаса после инъекции.

Такие препараты полностью выводятся из организма через шесть часов.

Симптомы передозировки

При использовании инсулина важно следовать рекомендациям врача и соблюдать точную дозировку предписанного препарата.

В случае несоблюдения правил и передозировки у диабетика начинаются сильные головные боли, судороги, чувство голода, повышается потливость, учащается сердцебиение, человек переутомляется, становится раздражительным. Также может наблюдаться озноб во всем теле и дрожь.

Такие симптомы очень похожи на признаки снижения показателей глюкозы в крови. При легкой стадии симптоматики диабетик может самостоятельно решить проблему и улучшить состояние.

Для этого нужно съесть конфетку или любой другой сладкий продукт, в котором содержится сахар. Обычно эффективны в этом случае все блюда с богатым содержанием легких углеводов.

Также некоторые пациенты используют для этого препарат Глюкагон.

  • Если наступила диабетическая кома, пользуются раствором декстрозы, препарат вводятся внутривенным путем до тех пор, пока человек не окажется в сознании. При первых подозрительных признаках необходимо вызвать скорую помощь, которая сможет экстренными методами привести в себя больного.
  • В качестве побочных эффектов после применения ГМО у человека появляются высыпания на кожных покровах в виде крапивницы, отекают части тела, резко понижается уровень артериального давления, может наблюдаться зуд и одышка. Это аллергическая реакция на лекарственное средство, которая через некоторое время может самостоятельно исчезнуть без врачебного вмешательства. Если ситуация продолжается, нужно проконсультироваться с лечащим врачом.
  • В первые дни приема препарата инсулина у диабетиков нередко обезвоживается организм, человек испытывает нехватку жидкости, ухудшается аппетит, появляются отеки на руках и ногах, ощущается постоянная сонливость. Такие симптомы обычно быстро проходят и не повторяются.

Рекомендации по использованию препарата

Перед тем, как провести введение инсулина, ГМО нужно осмотреть на наличие прозрачности и отсутствие посторонних веществ в жидкости. Если в лекарстве выявляются инородные тела, помутнение или впадение в осадок, флакон нужно выбросить – лекарство не годно к применению.

Используемый инсулин должен иметь комнатную температуру. Дозировка гормона должна обязательно корректироваться, если у диабетика инфекционное заболевание, нарушение работы щитовидной железы, болезнь Аддисона, гипопитуитаризм, хроническая болезнь почек. Также следует соблюдать осторожность при выборе дозы во время лечения человека в возрасте старше 65 лет.

Приступы гипогликемии возможны при передозировке препарата, в случае перехода на новый тип инсулина, из-за пропуска приема пищи или физического перенапряжения. Также виной могут быть болезни, которые снижают потребность в гормоне – тяжелая степень почечной болезни, заболевание печени, пониженная работа щитовидной железы, коры надпочечников, гипофиза.

  1. Резкое понижение уровня сахара в крови возможно при смене области инъекции. Поэтому переходить с одного типа инсулина нужно обоснованно и только после согласования с лечащим врачом.
  2. Если диабетик использует инсулин короткого действия, иногда в месте укола уменьшается или, наоборот, увеличивается объем жировых тканей. Чтобы этого не допустить, инъекцию нужно делать в разных местах.

Беременным женщинам нужно обязательно учитывать, что в разные триместры беременности потребность в инсулине может меняться. Для этого нужно каждый день проводить исследование уровня сахара в крови при помощи глюкометра.

О действии инсулина на организм человека подробно рассказано в видео в этой статье.

Укажите Ваш сахар или выберите пол для получения рекомендацийИдет поискНе найденоПоказатьИдет поискНе найденоПоказатьИдет поискНе найденоПоказать

Источник: https://diabetik.guru/injections/insulin-rastvorimyj-chelovecheskij-genno-inzhenernyj.html

Использование инсулина растворимого человеческого генно инженерного при диабете

Получение инсулина методом генной инженерии

Комментариев:

: 75

Инсулин человеческий генноинженерный является распространенным заменителем гормонального инсулина, который производит поджелудочная железа.

Используют для синтеза не только генно измененный гормон человека, но и синтетически созданное вещество. Еще одним известным вариантом создания препарата является использование измененного инсулина свиньи, т.к.

он по своему составу и функциям наиболее близок к человеческому.

Схема получения инсулина методами генной инженерии.

Показания и противопоказания

Применять генно-инженерный инсулин можно как при сахарном диабете первого типа, так и при диабете второго типа, когда наблюдается устойчивая реакция на пероральные препараты с гипогликемическим характером.

Его можно использовать при нахождении пациента в определенных видах комы. Если беременная женщина только начинает заболевать диабетом, то использование инженерного инсулина разрешено, но только в том случае, когда диета не помогает повлиять на уровень глюкозы. Рекомендуется его использование в случаях заражения инфекциями, при которых может наблюдаться гипертермия.

Генные препараты пользуются успехом при их применении при родах, операциях, травмах, нарушениях обменных процессов и в случае постепенного перехода на инсулины с долгим действием.

Запрещается использовать генные препараты-заменители гормона при гиперчувствительности к некоторым элементам препарата и при гипогликемии.

Фармакологическое действие препаратов

Препараты подобного типа вступают в реакцию с определенными рецепторами клеточных оболочек, образуя с ними комплексы. При попадании в клетки комплекс препарата влияет на работу, стимулируя ее к большей активности и к выработке дополнительных ферментов.

Уровень глюкозы падает за счет того, что она быстрее перерабатывается клетками. После чего ускоряется процесс липогенеза, выработки белков и снижается скорость работы печени по образованию глюкозы.

Срок действия препарата будет зависеть от места введения, типа препарата, дозирования и индивидуальной реакции организма человека. Только доктор может устанавливать дозы и назначать определенные препараты этой группы. В начальный период приема препаратов пациент находится под пристальным наблюдением врачей, чтобы узнать, нет ли отторжения препарата.

Примеры лекарственных средств с генно-инженерным человеческим инсулином

Человеческий генно инженерный инсулин содержится в таких известных препаратах, как Инсуран, Инсуман, Возулим, Пенфилл, Биосулин, Генсулин, Актрапид, Ринсулин, Хумулин, Хумудар, Росинсулин и некоторых других.

Существуют различные виды инсулинов. Одна из классификаций касается срока действия препарата. Согласно ей, инсулин растворимый может иметь короткое и длительное действие. Существуют и комбинированные препараты (инсулин двухфазный), которые содержат вещество и быстрого, и продолжительного действия.

Такой тип медпрепаратов называют смесями. Среди них есть те, которые созданы с изменением человеческого гормона. Инсулин двухфазный — это Микстард, Гансулин, Инсуман, Хумулин и Генсулин. Их использовать нужно дважды в день, за полчаса до еды.

Это связано с тем, что инсулин двухфазный имеет вещество короткого действия, прием которого зависит от режима питания.

Инженерный аналог человеческого гормона есть среди препаратов со средней степенью продолжительности. Данный инсулин растворимый начинает действовать через час, а пик его активности наступает через 7 часов. Спустя 12 часов он выводится. Человеческий генно инженерный препарат данной группы — это Инсуман, Протафан, Хумулин, Ринсулин, Биосулин, Генсулин, Гансулин, Инсуран.

Человеческий генно инженерный препарат есть и среди группы с коротким действием. Например, к ним относятся Гансулин, Инсуран, Хумулин, Ринсулин, Генсулин, Биоинсулин и Актрапид. Подобный инсулин растворимый начинает действовать через полчаса, а его активность максимального уровня достигает через пару часов. Выводятся такие препараты 6 часов.

В случае передозировки препаратов с генно-инженерным инсулином могут появляться слабость, сонливость, усталость, раздражительность, озноб, усиленное выделение холодного пота, дрожь, бледность, учащенное сердцебиение, боли в голове, судороги и голод. Все это является симптомами гипогликемии.

Если это заболевание только начало развиваться и находится на ранних, более легких стадиях, то можно самому убрать все симптомы. Для этого нужно употреблять продукты питания с сахаром и с высоким содержанием углеводов, которые могут легко усваиваться. Можно вводить в организм глюкагон и раствор декстрозы.

Если человек впал в кому, то нужно вводить измененный раствор декстрозы до тех пор, пока ситуация не улучшится.

У некоторых людей могут развиваться аллергические реакции на использование генно-измененных препаратов с инсулином. Среди симптомов может быть крапивница, отечность, упадок сил, понижение уровня артериального давления, одышка, сыпь, лихорадка, зуд.

В некоторых случаях наступает гипогликемия и кома. Могут проявляться проблемы с сознанием человека и даже коматозное состояние. Если пациент пропускал приемы лекарства, то у него может развиться гипергликемия.

Она появляется из-за предварительных низких дозировок, при развитии инфекционных явлений в организме, а также если не придерживаться правил диеты.

В некоторых случаях у пациента может развиваться липодистрофия в местах, где вводится препарат.

В начале использования препарата могут возникать отечности, нехватка воды, сонливость, портится аппетит. Но эти явления носят временный характер.

Использование такого заменителя природного инсулина, как генно-инженерное вещество, является прекрасным дополнением в лечении сахарного диабета.

Он помогает уменьшить уровень сахара за счет того, что глюкоза сильнее поглощается клетками, и изменяются процессы ее транспортировки. Но данные препараты нужно употреблять строго по рецепту врача, т.к.

они могут вызвать нежелательные последствия для здоровья пациента.

Источник: https://saharvnorme.ru/lekarstva/insulin-rastvorimyj-chelovecheskij-genno-inzhenernyj.html

Из чего производят инсулин

Получение инсулина методом генной инженерии

Инсулин – это основное лекарство для лечения больных сахарным диабетом 1 типа. Иногда он также используется для стабилизации состояния пациента и улучшения его самочувствия при втором типе заболевания. Это вещество по своей природе является гормоном, который способен в малых дозах влиять на обмен углеводов.

В норме поджелудочная железа вырабатывает достаточное количество инсулина, который помогает поддерживать физиологический уровень сахара в крови. Но при серьезных эндокринных нарушениях единственным шансом помочь больному часто становятся именно инъекции инсулина.

Принимать его перорально (в виде таблеток), к сожалению, нельзя, поскольку он полностью разрушается в пищеварительном тракте и утрачивает биологическую ценность.

Варианты получения инсулина для использования в медицинской практике

Многие диабетики наверняка хоть раз задавались вопросом, из чего делают инсулин, который применяется в медицинских целях? В настоящее время чаще всего это лекарство получают с помощью методов генной инженерии и биотехнологии, но иногда его извлекают из сырья животного происхождения.

Препараты, получаемые из сырья животного происхождения

Получение этого гормона из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота – старая технология, которая сегодня используется довольно редко.

Это связано с невысоким качеством получаемого лекарства, его склонностью вызывать аллергические реакции и недостаточной степенью очистки.

Дело в том, что, поскольку гормон – это белковое вещество, оно состоит из определенного набора аминокислот.

Инсулин, вырабатываемый в организме свиньи, отличается по аминокислотному составу от инсулина человека на 1 аминокислоту, а инсулин быка – на 3.

В начале и середине 20 столетия, когда аналогичных препаратов не существовало, даже такой инсулин стал прорывом в медицине и позволил вывести лечение диабетиков на новый уровень. Гормоны, полученные таким методом, снижали сахар крови, правда, при этом они часто вызывали побочные эффекты и аллергию.

Отличия в составе аминокислот и примеси в лекарстве сказывались на состоянии пациентов, особенно это проявлялось у более уязвимых категорий больных (детей и пожилых людей).

Еще одна причина плохой переносимости такого инсулина – наличие его неактивного предшественника в лекарстве (проинсулина), избавиться от которого в данной вариации лекарства было невозможно.

В наше время существуют усовершенствованные свиные инсулины, которые лишены этих недостатков. Их получают из поджелудочной железы свиньи, но после этого поддают дополнительной обработке и очистке. Они являются многокомпонентными и содержат в своем составе вспомогательные вещества.

Модифицированный свиной инсулин практически ничем не отличается от человеческого гормона, поэтому его до сих пор используют на практике

Такие лекарства переносятся пациентами гораздо лучше и практически не вызывают побочных реакций, они не угнетают иммунитет и эффективно снижают сахар в крови. Бычий инсулин на сегодняшний день в медицине не используется, так как из-за своей чужеродной структуры он отрицательно влияет на иммунную и другие системы организма человека.

Генноинженерный инсулин

Человеческий инсулин, который применяется для диабетиков, в промышленном масштабе получают двумя способами:

Условия хранения инсулина

  • с помощью ферментативной обработки свиного инсулина;
  • с использованием генномодифицированных штаммов кишечной палочки или дрожжей.

При физико-химическом изменении молекулы свиного инсулина под действием специальных ферментов становятся идентичными инсулину человека. Аминокислотный состав полученного препарата ничем не отличается от состава натурального гормона, который вырабатывается в организме людей.

В процессе производства лекарство проходит высокую очистку, поэтому не вызывает аллергических реакций и других нежелательных проявлений.

Но чаще всего инсулин получают с помощью модифицированных (генетически измененных) микроорганизмов. Бактерии или дрожжи с помощью биотехнологических методов изменены таким образом, что могут сами производить инсулин.

Помимо самого получения инсулина, важную роль играет его очистка. Чтобы препарат не вызывал никаких аллергических и воспалительных реакций, на каждой стадии необходимо следить за чистотой штаммов микроорганизмов и всех растворов, а также используемых ингредиентов.

Существует 2 методики подобного получения инсулина. Первая из них основана на использовании двух разных штаммов (видов) какого-то одного микроорганизма.

Каждый из них синтезирует только одну цепь молекулы ДНК гормона (всего их две, и они спирально закручены между собой).

Затем эти цепи соединяются, и в полученном растворе уже можно отделить активные формы инсулина от тех, которые не несут никакого биологического значения.

Второй способ получения лекарства с помощью кишечной палочки или дрожжей основан на том, что микроб сначала производит неактивный инсулин (то есть его предшественник – проинсулин). Потом с помощью ферментативной обработки эту форму активируют и используют в медицине.

Персонал, который имеет доступ в определенные производственные помещения, всегда должен быть одет в стерильный защитный костюм, благодаря чему контакт препарата с биологическими жидкостями человека исключается

Все эти процессы обычно автоматизированы, воздух и все соприкасающиеся поверхности с ампулами и флаконами стерильны, а линии с оборудованием герметично закрыты.

Методы биотехнологии дают возможность ученым думать об альтернативных решениях проблемы сахарного диабета.

Например, на сегодняшний день проводятся доклинические исследования производства искусственных бета-клеток поджелудочной железы, которые могут быть получены с помощью методов генной инженерии.

Возможно, в будущем их будут использовать для улучшения функционирования этого органа у больного человека.

Производство современных препаратов инсулина – сложный технологический процесс, который предусматривает автоматизацию и минимальное вмешательство человека

Дополнительные компоненты

Производство инсулина без вспомогательных веществ в современном мире практически невозможно представить, ведь они позволяют улучшить его химические свойства, продлить время действия и достичь высокой степени чистоты.

По своим свойствам все дополнительные ингредиенты можно разделить на такие классы:

  • пролонгаторы (вещества, которые используются для обеспечения более длительного действия лекарства);
  • дезинфицирующие компоненты;
  • стабилизаторы, благодаря которым в растворе лекарства поддерживается оптимальная кислотность.

Пролонгирующие добавки

Существуют инсулины продленного действия, биологическая активность которых продолжается в течение 8 – 42 часов (в зависимости от группы препарата). Такой эффект достигается, благодаря добавлению в инъекционный раствор специальных веществ – пролонгаторов. Чаще всего с этой целью применяется одно из таких соединений:

  • белки;
  • хлористые соли цинка.

Белки, которые продлевают действие лекарства, проходят детальную очистку и являются низкоаллергенными (например, протамин). Соли цинка также не оказывают отрицательного влияния ни на активность инсулина, ни на самочувствие человека.

Дезинфекторы в составе инсулина необходимы для того, чтобы при хранении и использовании в нем не размножалась микробная флора. Эти вещества являются консервантами и обеспечивают сохранность биологической активности лекарства.

К тому же, если пациент вводит гормон из одного флакона только самому себе, то лекарства ему может хватить на несколько дней.

За счет качественных антибактериальных компонентов у него не будет потребности выбрасывать неиспользованный препарат из-за теоретической возможности размножения в растворе микробов.

В качестве дезинфицирующих составляющих при производстве инсулина могут использоваться такие вещества:

  • метакрезол;
  • фенол;
  • парабены.

Если в растворе содержатся ионы цинка, они также выступают дополнительным консервантом из-за своих антимикробных свойств

Для производства каждого вида инсулина подходят определенные дезинфицирующие компоненты. Их взаимодействие с гормоном обязательно исследуют на этапе доклинических испытаний, поскольку консервант не должен нарушать биологическую активность инсулина или как-то по-другому отрицательно влиять на его свойства.

Использование консервантов в большинстве случаев позволяет вводить гормон под кожу без ее предварительной обработки спиртом или другими антисептиками (производитель обычно упоминает об этом в инструкции).

Это упрощает введение лекарства и сокращает количество подготовительных манипуляций перед самой инъекцией.

Но данная рекомендация работает только в случае введения раствора с помощью индивидуального инсулинового шприца с тонкой иглой.

Стабилизаторы

Стабилизаторы необходимы для того, чтобы pH раствора поддерживался на заданном уровне. От уровня кислотности зависит сохранность лекарства, его активность и стабильность химических свойств. При производстве инъекционного гормона для больных диабетом с этой целью обычно используют фосфаты.

Для инсулинов с цинком стабилизаторы растворов нужны не всегда, поскольку ионы металла помогают поддерживать необходимый баланс.

Если же они все-таки применяются, то вместо фосфатов используют другие химические соединения, так как комбинация этих веществ приводит к выпадению осадка и непригодности лекарства.

Важное свойство, предъявляемое ко всем стабилизаторам – безопасность и отсутствие возможности вступать в любые реакции с инсулином.

Подбором инъекционных лекарств при диабете для каждого конкретного пациента должен заниматься компетентный эндокринолог.

Задача инсулина – не только удерживать нормальный уровень сахара в крови, но и не вредить другим органам и системам. Препарат должен быть нейтральным в химическом плане, низкоаллергенным и желательно доступным по цене.

Довольно удобно также, если подобранный инсулин можно будет смешивать с другими его версиями по длительности действия.

Источник: http://diabetiko.ru/raznoe/chego-proizvodyat

Получение инсулина,методами генной инженерии, Биотехнология – Курсовая работа

Получение инсулина методом генной инженерии

Введение 3

Глава

1. Строение и функции инсулина 5

1.1. Строение молекулы инсулина 5

1.2. Биологическое значение инсулина 7

1.3. Биосинтез инсулина 8

Глава

2. Синтез инсулина методами генной инженерии 10

2.1. Применение методов генной инженерии для синтеза лекарственных препаратов 10

2.2. Методы генной инженерии 11

2.3. Получение инсулина методами генной инженерии 14

Заключение 18

Литература 20

Приложение 22

Выдержка из текста

При этом в составе гибридного белка оба эти компонента могут присутствовать одновременно. Кроме этого, при создании гибридных белков может использоваться принцип мультимерности — присутствия нескольких копий целевого полипептида в гибридном белке, что позволяет существенно повысить выход целевого продукта.

В Великобритании синтезированы обе цепи человеческого инсулина с помощью E. coli, соединенные в молекулу биологически активного гормона. Чтобы одноклеточный организм мог синтезировать на своих рибосомах молекулы инсулина, необходимо снабдить его нужной программой, то есть ввести ему ген гормона.

В Институте РАН с использованием генно-инженерных штаммов E. coli получен рекомбинантный инсулин. Из выращенной биомассы выделяется гибридный белок-предшественник, экспрессируемый в количестве

40. от всего клеточного белка, содержащий препроинсулин.

Превращение его в инсулин in vitro осуществляется в той же последовательности, что и in vivо — отщепляется лидирующий полипептид, препроинсулин превращается в инсулин через стадии окислительного сульфитолиза с последующим восстановительным замыканием трех дисульфидных связей и ферментативным вычленением связывающего С-пептида. После ряда включающих ионообменные, гелевые и ВЭЖХ хромотографических очисток получают человеческий инсулин высокой чистоты и природной активности.

Для получения инсулина используют штамм со встроенной в плазмиду нуклеотидной последовательностью, экспрессирующей гибридный белок, состоящий из линейного проинсулина и фрагмента белка, А Staphylococcus aureus, присоединенного к его N-концу через остаток метионина [8, 9, 10].

Культивирование насыщенной биомассы клеток рекомбинантного штамма обеспечивает начало производства гибридного белка, выделение и последовательная трансформация которого in tube приводят к инсулину.

Возможен и другой путь: получение в бактериальной системе экспрессии рекомбинантного белка, состоящего из проинсулина человека и присоединенного к нему через остаток метионина полигистидинового «хвоста». Его выделяют с использованием хелатной хроматографии на колонках с Ni-агарозой и расщеплением бромцианом.

Выделенный белок является S-сульфонированным. Картирование и масс-спектрометрический анализ полученного проинсулина, очищенного ионнообменной хроматографией на анионите и ОФ (обращеннофазовой) высокоэффективной жидкостной хроматографией, показывают наличие дисульфидных мостиков, которые соответствуют дисульфидным мостикам нативного проинсулина человека.

В последнее время пристальное внимание уделяется упрощению процедуры получения рекомбинантного инсулина методами генной инженерии. Так, например, можно получать белок, состоящий из присоединенного к N-концу проинсулина через остаток лизина лидерного пептида интерлейкина

2. Белок эффективно экспрессируется и локализуется в тельцах включения. После выделения белок с получением инсулина и С-пептида расщепляется трипсином [5, 8, 10].

Полученные инсулин и С-пептид очищаются ОФ ВЭЖХ. Весьма существенным при создании слитых конструкций является соотношение масс белка носителя и целевого полипептида.

С-пептиды с помощью аминокислотных спейсеров, несущих сайт рестрикции Sfi I и два остатка аргинина в начале и в конце спейсера для последующего расщепления белка трипсином, соединяются по принципу «голова-хвост».

ВЭЖХ продуктов расщепления показывает, что отщепление С-пептида проходит количественно, а это позволяет использовать способ мультимерных синтетических генов для получения целевых полипептидов в промышленном масштабе.

Заключение

Радикальным, а в большинстве случаев единственным средством для поддержания жизни и трудоспособности больных сахарным диабетом до настоящего времени служит инсулин.

До получения и внедрения инсулина в клиническую практику в течение одного-двух лет с начала заболевания больных сахарным диабетом I типа ждал летальный исход, несмотря на применение самых изнурительных диет.

Больные сахарным диабетом I типа нуждаются в пожизненной заместительной терапии препаратами инсулина. Прекращение регулярного введения инсулина в силу тех или иных причин ведет к быстрому развитию осложнений и скорой гибели больного.

В настоящее время по распространенности сахарный диабет находится на III месте после заболеваний сердечно-сосудистой системы и злокачественных опухолей. Распространенность сахарного диабета среди взрослого населения, по данным Всемирной организации здравоохранения, в большинстве регионов мира составляет 2−5% и имеет тенденцию к увеличению каждые

1. лет количества больных почти в два раза. Численность инсулинзависимых больных, несмотря на очевидный прогресс в области здравоохранения, увеличивается с каждым годом и на текущий момент только в России составляет около 2 миллионов человек.

Наиболее перспективными методами получения инсулина являются методы генной инженерии. Генно-инженерный инсулин получают раздельным получением цепей, А и В с использованием разных штаммов-продуцентов и последующим фолдингом молекулы, с последующим разделением изоформ, и синтез в клетках E. Coli проинсулина с его расщеплением трипсином и карбоксипептидазой и получением нативный инсулина.

Создание препаратов отечественного генно-инженерного инсулина человека открывает новые возможности решения многих проблем диабетологии России для спасения жизни миллионов людей, страдающих сахарным диабетом.

Литература

Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Сахарный диабет: современные аспекты диагностики и лечения/ Доктор; под ред. Г. Л. Вышковского.-2005.- М.: РЛС-2005, 2004.- 960 с.

Гавриков, А.В. Оптимизация биотехнологического производства субстанций рекомбинантных интерферонов человека: дис. … канд. биол. наук — М, 2003 г.

Генно-инженерный инсулин человека. Повышение эффективности хроматографического разделения при использовании принципа бифункциональности. / Романчиков А.Б., Якимов С.А., Клюшниченко В.Е., Арутунян А.М., Вульфсон А.Н. // Биоограническая Химия, 1997 — 23, № 2

Глик Б., Пастернак Дж. Контроль применения биотехнологических методов// Б. Глик, Дж. Пастернак / Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. — М.: Мир, 2002. — С. 517−532. — 589 с.

Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир, 2002.

Девис Р., Ботстайн Д, Рот Дж. Методы генетической инженерии. Генетика бактерий // Р. Девис, Д. Ботстайн, Дж. Рот / Пер. с англ.-М.: Мир.- 1984.- 176 с.

Ермишин А.П. Генетически модифицированные организмы: мифы и реальность / А.П.Ермишин// Мн.: Тэхналогйя.- 2004. — 118 с.

Основы фармацевтической биотехнологии: Учебное пособие / Т.П. Прищеп, В.С. Чучалин, К.Л. Зайков, Л.К. Михалева. — Ростов-на-Дону.: Феникс; Томск: Издательство НТЛ, 2006.

Патрушев Л. И. Искусственные генетические системы. // Л. И. Патрушев/ М.: Наука.- 2004.

Романчиков, А.Б. Генно-инженерный инсулин человека. Повышение эффективности хроматографического разделения при использовании принципа бифункциональности. / А.Б. Романчиков [и др.]

// Биоограническая Химия. 1997. № 2. с. 23

Рыбчин В. Н. Основы генетической инженерии// В. Н. Рыбчин / 2-е изд, перераб. и доп.: Учебник для вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ. — 2002. — 522 с.

Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия // Щелкунов С. Н. /Новосибирск: Сиб. унив. изд-во.-2008.

Щелкунов, С.Н. Генетическая инженерия: учеб-справ. пособие. — 2-е, изд., испр. и доп. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. — 496 с.

http://www.biotechnolog.ru/ge/ge 31.htm

http://microbiologu.ru

http://www.mikrobiki.ru

www.gmo-compass.org

Приложение

Рис.

1. Схема расположения дисульфидных связей в молекуле инсулина.

Рис.

2. Схема расположения аминокислотных остатков в молекуле инсулина

Влияние инсулина на ключевые ферменты метаболизма

Печень Мышцы Жировая ткань Активация 1. Фосфодиэстераза 1. Фосфодиэстераза 1. ЛП-липаза

2. Фосфофруктокиназа

2. Фосфофруктокиназа

2. Фосфофруктокиназа

3. Пируваткиназа

3. Пируваткиназа

3. Пируваткиназа

4. Пируватдегидрогеназный комплекс

4. Пируватдегидрогеназный комплекс

4. Ацетил-КоА-карбоксилаза

5. Фосфатаза гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы

5. Фосфатаза гликогенсинтазы б. Ацетил-КоА-карбоксилаза Индукция 1. Глюкокиназа 1. Глицеральдегидфосфат-дегидрогеназа

2. Цитратлиаза

2. Пальмитатсинтаза

3. Пальмитатсинтаза

4. Пируваткиназа

5. Ацетил-КоА-карбоксилаза

6. Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа Репрессия Фосфоенолпируваткарбоксикиназа

Рис. 3 Схема биосинтеза инсулина в β-клетках островков Лангерганса. ЭР — эндоплазматический ретикулум. 1 — образование сигнального пептида; 2 — синтез препроинсулина; 3 — отщепление сигнального пептида; 4 — транспорт проинсулина в аппарат Гольджи; 5 — превращение проинсулина в инсулин и С-пептид и включение инсулина и С-пептида в секреторные гранулы; 6 — секреция инсулина и С-пептида.

Рис.

4. Общая схема синтеза инсулина из его предшественников

Рис. 5 Синтез инсулина с помощью образования двух раздельных цепей

18

Диабет - 100 бед
Добавить комментарий