Конструирование трансгенных растений - продуцентов целевых белковУчебные материалы по биологии / Генная инженерия / Конструирование трансгенных растений - продуцентов целевых белковСтраница 1
Конструирование трансгенных растений - продуцентов целевых белков
Растения являются удобной, безопасной и экономически выгодной альтернативой для продукции различных белков, вакцин и антител по сравнению с системами экспрессии на основе микроорганизмов, культур животных клеток или трансгенных животных. За последние 20 лет множество ценных белков эффективно экпрессировано в растениях. Это белки человеческой сыворотки, регуляторы роста, антитела, вакцины, промышленные ферменты, биополимеры и реагенты для молекулярной биологии. Растительные системы имеют перспективы успешного использования для производства рекомбинантных белков в промышленном масштабе.
Рекомбинантные белки, экспрессируемые в растениях
Первым фармацевтически значимым белком, экспрессированным в растениях табака и подсолнечника в 1986 г., явился человеческий гормон роста. С тех пор множество других ценных белков были синтезированы в самых различных растениях (табл. 1).
Среди разнообразия рекомбинантных белков, продуцируемых растениями есть белки, используемые в молекулярно-биологических исследованиях (авидин), молочные белки, используемые в качестве пищевых добавок (казеин) и белки-полимеры для медицинских и промышленных целей (коллаген и эластин). Ценные биологически активные пептиды можно получать, встраивая их в состав запасных белков семян. Так, последовательность ДНК, кодирующая пентапептидный нейрогормон животных лейэнкефалин была встроена в ген 2S альбумина запасного белка семян Arabidopsis thaliana. Экспрессия этого гена в трансформированных растениях рапса и арабидопсиса позволила получить их семена с высоким содержанием рекомбинантного белка. Целевой пептид легко выделялся из рекомбинантного белка с помощью специфического протеолитического расщепления.
Примеры фармацевтически ценных белков, синтезируемых трансгенными растениями, приведены в табл. 1. Многие из этих белков представляют собой продукты крови человека, такие как человеческий сывороточный альбумин (годовое производство более 500 тонн), цитокины и другие сигнальные молекулы.
Таблица 1
Некоторые белки, синтезируемые трансгенными растениями
Белок |
Область применения |
Растение |
Соматотропин |
Гормон роста |
Табак, подсолнечник |
Энкефалины |
Передозировка наркотических веществ |
Табак |
Человеческий сывороточный альбумин |
Цирроз печени, ожоги, хирургия |
Табак, картофель |
Эпидермальный фактор роста |
Стимуляция роста клеток кожи и роговицы |
Табак |
α-Трихосантин |
Терапия СПИДа |
Nicotiana bethamiana |
α-Интерферон |
Гепатиты В и С, опоясывающий лишай, вирусные бородавки |
Рис, турнепс, картофель |
β-Интерферон |
То же |
Табак |
γ-Интерферон |
Хронический грануломатоз, лейшманиоз, лепра |
Табак |
Эритропоэтин |
Анемия |
Табак |
Гирудин |
Ингибитор тромбина |
Рапс |
Глюкоцереброзидаза |
Болезнь Гоше |
Табак |
α,β-Гемоглобин |
Заменитель крови |
Табак |
β-Казеин |
Пищевая добавка |
Картофель |
Гранулоцит-макрофаг-колониестимулирующий фактор |
Антираковая терапия |
Табак |
Коллаген |
Заживление ран |
Табак |
Лактоферрин |
Бактериальные инфекции |
Картофель |
TNF-α |
Фактор некроза опухолей |
Картофель |
Трипсин |
Расщепление белков |
Кукуруза |
Лизоцим |
Инфекционные заболевания |
Рис |
Эластин |
Восстановление повреждённых сухожилий, стенок сосудов |
Табак, картофель |
Смотрите также
Изучение ретровирусов
Введение
Вирус
(от лат. virus - яд) - простейшая форма жизни на нашей планете,
микроскопическая частица, представляющая собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК
или РНК), заключенные в ...
Макрофитон и фитопланктон озера Белое
Введение
В
водных экосистемах растения выполняют ряд жизненно важных, тесно связанных
между собой экологических средообразующих и средозащитных функций:
фильтрационную, окислительную ...
Влияние Солнца на жизнь Земли
Введение
Последние десятилетия характеризуются необычайно быстрым ростом знаний о
Вселенной и космических объектах. Этот рост вызван как развитием новых
возможностей наблюдения, так и ...