Dugi R3 IGF-I(veza:https://www.bloomtechz.com/sinthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6}.html) je sintetička polipeptidna molekula čija je povijest otkrića započela 1970-ih. U to su vrijeme istraživači počeli obraćati pozornost na važnu ulogu endogenog inzulinu sličnog čimbenika rasta I (IGF-I) u kontroli rasta i metabolizma, te su pokušali dizajnirati molekularnu strukturu sličnu IGF-I, ali više biološku i farmaceutsku Nova vrsta peptidne molekule s vrijednošću primjene.
1. Otkriće i istraživanje IGF-I:
Početkom 1950-ih istraživači su počeli istraživati postojanje i djelovanje inzulinu sličnih faktora rasta. Šezdesetih godina prošlog stoljeća neke su istraživačke organizacije iz životinjskog seruma izolirale novu vrstu proteina s proliferacijom stanica i djelovanjem na rast, nazvanu hormon rasta (GH). Kasnije su istraživači otkrili još jedan protein usko povezan s GH iz životinjskog seruma i drugih tkiva, nazvan IGF-I.
IGF-I je mali molekularni protein koji se sastoji od 70 aminokiselinskih ostataka, a njegova je struktura slična ljudskom inzulinu. IGF-I se uglavnom sintetizira u jetri, što je usko povezano s fiziološkim učincima GH, i može regulirati staničnu proliferaciju, diferencijaciju i metabolizam kroz interakciju između vlastitih receptora i receptora faktora rasta sličnog inzulinu (IGF-IR).
U 1970-ima, kako su se istraživanja o IGF-I produbila, istraživači su počeli istraživati njegovu molekularnu strukturu i biološka svojstva, te su pokušali razviti vrjedniju molekulu analoga IGF-I.
2. Otkriće i istraživanje dugog R3 IGF-I:
Od kasnih 1970-ih do ranih 1980-ih, neki su istraživači počeli modificirati N-terminalnu sekvencu IGF-I i dizajnirali analog IGF-I sa stabilnijom molekularnom strukturom i lakšom sintezom i upotrebom. Na toj osnovi rođen je dugi R3 IGF-I.
Dugi R3 IGF-I koristi arabinozil-Ala-Pro-Ala (Apa) za zamjenu sekvence Gln-Pro-Arg-Gly endogenog IGF-I, što rezultira duljim poluživotom u plazmi, te se ne može lako vezati i očistiti IGF-vezujući protein (IGFBP). Osim toga, dugi R3 IGF-I također je modificiran dodavanjem 13 aminokiselinskih sekvenci (uključujući Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) na C-završetku, uvođenjem disulfidnih veza i -spiralnih struktura, itd., tako da ima veću biološku aktivnost i potencijal za farmaceutsku primjenu.
Tijekom istraživanja i razvoja dugog R3 IGF-I, neki su istraživači također pokušali poboljšati njegovu učinkovitost ekspresije i troškove proizvodnje putem transgene tehnologije i drugih sredstava. Na primjer, dugi R3 IGF-I eksprimiran je pomoću mikrobnih sustava kao što su Escherichia coli i kvasac, te pročišćen i odvojen kiselim tretmanom, protustrujnom kromatografijom i drugim tehnologijama, te je konačno dobiven produkt dugi R3 IGF-I visoke čistoće.
Tijekom dugotrajnog procesa istraživanja, prema posebnoj strukturi LONG R3 IGF-I, koji je polipeptidna molekula slične strukture endogenom IGF-I i ima dodatnih 13 aminokiselina, proučavane su različite sintetske metode za proizvodnju. Proces pripreme dugog R3 IGF-I uglavnom ima sljedeće metode:
1. Metoda kemijske sinteze:
Kemijska sinteza jedna je od najčešće korištenih metoda za pripremu dugog R3 IGF-I. Kemijska sinteza dugog R3 IGF-I provedena je na temelju poznate aminokiselinske sekvence IGF-I, i dodatnih 13 aminokiselinskih sekvenci dodanih na N-terminusu dugog R3 IGF-I. Sinteza zahtijeva upotrebu višestrukih zaštitnih skupina kako bi se osigurala selektivnost aminokiselina i učinkovitost reakcije. Obično se zaštićeni peptidni segment ciljne aminokiseline prvo priprema sintezom u čvrstoj fazi, a zatim se sastavlja u dugačku R3 IGF-I molekulu sintezom u tekućoj fazi.
2. Zakon o biotehnologiji:
Biotehnološka metoda uglavnom koristi projektirane stanice za ekspresiju rekombinantnih proteina i ekspresiju LONG R3 IGF-I mijenjanjem sekvenci gena i vektora ekspresije. U ovoj metodi, gen LONG R3 IGF-I može se uvesti u stanicu domaćina za ekspresiju tehnologijom rekombinacije gena, lentivirusnim vektorom, plazmidnim vektorom i slično. Ova metoda može proizvesti veliku količinu LONG R3 IGF-I, a također može optimizirati njegovu ekspresiju i učinak pročišćavanja promjenom vektora i sekvence signala sekrecije.
3. Enzimska metoda:
Enzimska metoda uglavnom koristi specifične enzime kao što su pepsin i enzim mišića školjke za cijepanje dugog R3 IGF-I proteina prekursora kako bi se dobio LONG R3 IGF-I monomer, dok se izbjegavaju nepotrebni nusprodukti. U ovoj metodi, matriks koji sadrži dugi R3 IGF-I prekursorski protein treba prvo dobiti, a zatim reagirati na odgovarajućoj temperaturi dodavanjem enzima i kontrolom pH itd., da bi se konačno dobila ciljana supstanca LONG R3 IGF-I.
4. Metoda modifikacije proteina:
Metoda modifikacije proteina uglavnom koristi sintetizirani endogeni IGF-I za njegovu modifikaciju kako bi se postigao učinak dugog R3 IGF-I. U ovoj metodi, N-terminal endogenog IGF-I obično se uvodi u 13 specifičnih sekvenci kako bi imao učinak dugog R3 IGF-I. Osim toga, biološka aktivnost i poluživot dugog R3 IGF-I mogu se dodatno poboljšati promjenom C-terminalne skupine.
Ukratko, metode sinteze dugog R3 IGF-I uključuju kemijsku sintezu, biotehnologiju, enzimsku i proteinsku modifikaciju, a svaka metoda ima svoje prednosti, nedostatke i opseg primjene. Uz kontinuirani razvoj tehnologije kemijske sinteze, tehnologije genetskog inženjeringa i drugih područja, tehnologija pripreme dugog R3 IGF-I također će se dodatno poboljšati i poboljšati.