Pitkä R3 IGF-I(linkki:https://www.bloomtechz.com/synteettinen-kemiallinen/peptidi/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6}.html) on synteettinen polypeptidimolekyyli, jonka löytöhistoria alkoi 1970-luvulla. Tuolloin tutkijat alkoivat kiinnittää huomiota endogeenisen insuliinin kaltaisen kasvutekijä I:n (IGF-I) tärkeään rooliin kasvun ja aineenvaihdunnan säätelyssä ja yrittivät suunnitella IGF-I:n kaltaista molekyylirakennetta, mutta enemmän biologista ja farmaseuttista. Uuden tyyppinen peptidimolekyyli, jolla on käyttöarvoa.
1. IGF-I:n löytäminen ja tutkimus:
1950-luvun alussa tutkijat alkoivat tutkia insuliinin kaltaisten kasvutekijöiden olemassaoloa ja toimintaa. 1960-luvulla jotkin tutkimusorganisaatiot eristivät eläimen seerumista uuden tyyppisen proteiinin, jolla oli solujen lisääntymistä ja kasvua edistävää vaikutusta, nimeltään kasvuhormoni (GH). Myöhemmin tutkijat löysivät toisen proteiinin, joka liittyy läheisesti GH:iin eläimen seerumista ja muista kudoksista, nimeltään IGF-I.
IGF-I on pienimolekyylinen proteiini, joka koostuu 70 aminohappotähteestä ja sen rakenne on samanlainen kuin ihmisinsuliinilla. IGF-I syntetisoituu pääasiassa maksassa, mikä liittyy läheisesti GH:n fysiologisiin vaikutuksiin ja voi säädellä solujen lisääntymistä, erilaistumista ja aineenvaihduntaa omien reseptoriensa ja insuliinin kaltaisen kasvutekijäreseptorin (IGF-IR) välisen vuorovaikutuksen kautta.
1970-luvulla IGF-I:n tutkimuksen syventyessä tutkijat alkoivat tutkia sen molekyylirakennetta ja biologisia ominaisuuksia ja yrittivät kehittää arvokkaampaa IGF-I-analogimolekyyliä.
2. Pitkän R3 IGF-I:n löytäminen ja tutkimus:
1970-luvun lopulta 1980-luvun alkuun jotkut tutkijat alkoivat muokata IGF-I:n N-terminaalista sekvenssiä ja suunnittelivat IGF-I-analogin, jolla on vakaampi molekyylirakenne ja helpompi synteesi ja käyttö. Tältä pohjalta syntyi pitkä R3 IGF-I.
Pitkä R3 IGF-I käyttää arabinosyyli-Ala-Pro-Alaa (Apa) korvaamaan endogeenisen IGF-I:n Gln-Pro-Arg-Gly-sekvenssin, mikä johtaa pidempään puoliintumisaikaan plasmassa, ja se ei sido ja puhdistaa sitä helposti. IGF:ää sitova proteiini (IGFBP). Lisäksi pitkää R3 IGF-I:tä modifioitiin myös lisäämällä 13 aminohapposekvenssiä (mukaan lukien Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) C-päähän, lisäämällä disulfidisidoksia ja kierteisiä rakenteita jne. niin, että se sillä on suurempi biologinen aktiivisuus ja potentiaali farmaseuttiseen käyttöön.
Pitkän R3 IGF-I:n tutkimus- ja kehitystyön aikana jotkut tutkijat yrittivät myös parantaa sen ilmentymistehokkuutta ja tuotantokustannuksia siirtogeenisen teknologian ja muiden keinojen avulla. Esimerkiksi pitkä R3 IGF-I ekspressoitiin mikrobisysteemeillä, kuten Escherichia colilla ja hiivalla, ja puhdistettiin ja erotettiin happokäsittelyllä, vastavirtakromatografialla ja muilla tekniikoilla, ja lopuksi saatiin erittäin puhdas pitkä R3 IGF-I -tuote.
Pitkän tutkimusprosessin aikana LONG R3 IGF-I:n, joka on rakenteeltaan endogeenistä IGF-I:tä muistuttava polypeptidimolekyyli ja jossa on lisäksi 13 aminohappoa, erityisrakenteen mukaan on tutkittu erilaisia synteettisiä menetelmiä tuotantoa varten. Pitkän R3 IGF-I:n valmistusprosessissa on pääasiassa seuraavat menetelmät:
1. Kemiallinen synteesimenetelmä:
Kemiallinen synteesi on yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä pitkän R3 IGF-I:n valmistamiseksi. Pitkän R3 IGF-I:n kemiallinen synteesi suoritettiin perustuen IGF-I:n tunnettuun aminohapposekvenssiin ja 13 lisäaminohapposekvenssiä lisättiin pitkän R3 IGF-I:n N-päähän. Synteesi vaatii useiden suojaryhmien käyttöä aminohapposelektiivisyyden ja reaktiotehokkuuden varmistamiseksi. Tavallisesti kohdeaminohapon suojattu peptidisegmentti valmistetaan ensin kiinteäfaasisynteesillä ja kootaan sitten pitkäksi R3 IGF-I-molekyyliksi nestefaasisynteesillä.
2. Biotekniikkalaki:
Bioteknologiamenetelmässä käytetään pääasiassa muokattuja soluja ekspressoimaan rekombinanttiproteiineja, ja se ekspressoi LONG R3 IGF-I:tä muuttamalla geenisekvenssejä ja ekspressiovektoreita. Tässä menetelmässä LONG R3 IGF-I -geeni voidaan viedä isäntäsoluun ilmentämistä varten geenirekombinaatioteknologialla, lentivirusvektorilla, plasmidivektorilla ja vastaavilla. Tämä menetelmä voi tuottaa suuren määrän LONG R3 IGF-I:tä ja voi myös optimoida sen ilmentymisen ja puhdistusvaikutuksen muuttamalla vektoria ja erityssignaalisekvenssiä.
3. Entsymaattinen menetelmä:
Entsymaattinen menetelmä käyttää pääasiassa spesifisiä entsyymejä, kuten pepsiiniä ja simpukkalihasentsyymiä, katkaisemaan pitkän R3 IGF-I -prekursoriproteiinin, jolloin saadaan PITKÄ R3 IGF-I -monomeeri, samalla välttäen tarpeettomia sivutuotteita. Tässä menetelmässä matriisi, joka sisältää pitkän R3 IGF-I-prekursoriproteiinin, on ensin hankittava ja sen jälkeen saatettava reagoimaan sopivassa lämpötilassa lisäämällä entsyymejä ja pH-säätöä jne., jotta lopulta saadaan kohdeaine LONG R3 IGF-I.
4. Proteiinin muunnosmenetelmä:
Proteiinin modifiointimenetelmässä käytetään pääasiassa syntetisoitua endogeenistä IGF-I:tä modifioimaan sitä pitkän R3 IGF-I:n vaikutuksen saavuttamiseksi. Tässä menetelmässä endogeenisen IGF-I:n N-pää viedään yleensä 13 spesifiseen sekvenssiin, jotta sillä olisi pitkän R3 IGF-I:n vaikutus. Lisäksi pitkän R3 IGF-I:n biologista aktiivisuutta ja puoliintumisaikaa voidaan edelleen parantaa vaihtamalla C-terminaalista ryhmää.
Yhteenvetona voidaan todeta, että pitkän R3 IGF-I:n synteesimenetelmiin kuuluu kemiallinen synteesi, bioteknologia, entsymaattinen ja proteiinimuunnos, ja jokaisella menetelmällä on etunsa, haitansa ja käyttöalueensa. Kemiallisen synteesitekniikan, geenitekniikan ja muiden alojen jatkuvan kehityksen myötä myös pitkän R3 IGF-I:n valmistustekniikkaa parannetaan ja parannetaan edelleen.