Адамның өсу гормоны, бөліп алу технологиясы

Адамның өсу гормоның (аӨГ) гипофиз өндіреді және организмнің өсуін реттейді. Оның жеткіліксіздігі ергежейлілік (сур.32) және жиі сүйек сынуына әкелетін остеопорздың себепшісі (тіркелген ақпарат – 67 жасар қортық өз өмірінде 17 рет аяқ-қолын сындырған). аӨГ тағайындау жас адамдарда ергежейлікті болдырмайды, кәрія ергежейлілерде сүйектерін нығайтады.

Гормон түрге спецификасы бар, сондықтан ергежейлікті емдеу үшін қайтыс болған адамдардың гипофизінен бөліп алынған өсу гормоны қолданылады. Гипофиз құрамында осы пептидтің 4 мг бар, балаға апталық курсына 7 мг қажет, емдеу бірнеше жылға созылады. Сонымен қатар, түрлі гипофизден бөлінген пептидтердің айтарлықтай гетерогендігі болғандықтан осы препаратты қабылдаған науқас адам организмінде осы пептидке қарсы антиденелер түзілуі мүмкін.

Сурет 32. аӨГ жеткіліксіздігі кезіндегі ергежейлік

Рекомбинантты аӨГ алу технологиясы 1979 жылы өнделді. Гормон синтезін кодтайтын ген химиялық және биологиялық синтез комбинациясымен конструкцияланды. Бірінші 24 амин қышқылдар пептидтерін кодтайтын ген бөлігі химиялық реакцияларда бөлек нуклеотидтерден синтезделді. Геннің басқа бөліктері биосинтез кезінде алынды. Осы мақсатта адамның гипофиз тінінен бөліп алынған матрицалық РНҚ кері транскриптаза ферменті көмегімен өсу гормоны геннің көшірмесі синтезделді. Кейін қажетті фрагментті сайт спецификалы рестриктазалы нуклеазамен кесіп алып ДНҚ-лигаза көмегімен 24 амин қышқылды жасанды фрагментке қосады.

Химиялық және биологиялық синтезбен бірегей конструкцияланған өсу гормоны генің lac-оперон тасушы pBR322 модификацияланған плазмидаға енгізеді. рBR322 плазмида E.coli K12 клеткасына трансфекцияланады. Конструкция барысында өсу гормон генінің жасанды бөлігін өзіндік инициацияланатын кодонмен (АТЦ) жабдықталған, яғни транскрипция басталу сигналы болатын үш нуклеотидтерден құралған тобы қосылады. Сондықтан гормонды микробтық нәруыз құрамында емес микроорганизм өздігімен синтездей алады.

Гендік-инженерлік технология қолдануымен гормонның рецепциясымен байланысты кері нәтижесін шектеуге болады. Нативті аӨГ организмнің әртүрлі типтегі клеткалармен байланысуы олардың бетінде орналасқан өсу гормонның рецепторы және пролактинді рецепторы арқылы өтеді. Гормонның қажет етпейтін пролактинді рецепторымен байланысуын алып тастау үшін сайт-спецификалы мутагенез көмегімен пролактинді рецепторымен аӨГ жоғары аффинді байланысына қажетті Zn++ иондарына кейбір амин қышқылды лигандалардың бүйір топтарына өзгерістер енгізілді. Нәтижесінде тек «өз» рецепторымен байланысатын адамның модификацияланған өсу гормоны алынды.

Рекомбинантты ішек таяқшасы дақылының ферментация процесінде трансформацияланған плазмида құрамындағы аӨГ геннің активті экспрессия нәтижесінен 191 амин қышқылдарынан құралған өсу гормонның гендік модификацияланған микробтық клеткада биосинтезі басталады. Соңғысы периплазматикалық кеңістікте жинақталынады. E.coli клетка қабырғасы ыдырайды да одан қоршаған ортаға аӨГ босайды. Цитоплазматикалық мембрана интактті болғандықтан препараттың клеткаішілік бактерия нәруыздарымен ластану мүмкіндігі шектелінеді. Кейін аӨГ экстракцияланады да гомогенді жағдайға дейін тазарады. Ферментация процесінде рекомбинантты штамға әсер ететін технологиялық стрестерді ескере отырып E.coli К12. құрамындағы плазмиданың тұрақтылығы әрдайым сарапталып отырады.