Production des protéines recombinantes إنتاج البروتينات المؤتلفة
Une des applications des biotechnologies modernes est la production de protéines recombinantes (إنتاج البروتينات المؤتلفة) qui sont des protéines produites par des cellules dont l'ADN a été modifié par recombinaison génétique. Quel est l'intérêt de ces protéines par rapport aux protéines natives ? et quels sont les facteurs de production ?. La production d'insuline recombinante et de l'hormone de croissance sont des exemples d'application.
Recombinant proteins are encoded by recombinant DNA. The market size of Recombinant proteins, is expected to reach about $2850 million by 2022.
البروتينات المؤتلفة مركبة انطلاقا من د. ن. أ المؤتلف. من المنتظر أن يصل حجم سوق البروتينات المؤتلفة إلى حوالي 2850 مليون دولار، في سنة 2022
Les protéines recombinantes sont codées par l'ADN recombiné. Il est prévu que le volume du marché des protéines recombinantes atteigne environ 2850 millions de Dollar en 2022
البروتينات المؤتلفة (Recombinant proteins) أنواع من البروتينات
التي تم إنتاجها من خلال الحمض النووي (DNA) المؤتلف (المعاد تركيبه،
Recombiant DNA)
و كمثل للبروتينات المؤتلفة، نذكر هرمون الأنسولين الذي تنتجه البكتريا و يعالج به الملايين من المصابين بالسكري رقم 1
Avec les nouvelles biotechnologies (biotechnologies modernes, basées sur le DNA recombiné, de nouvelles méthodes de production de protéines sont nées. Il s'agit de protéines recombinantes élaborées par des cellules dont le DNA a subit des modifications par recombinaison génétique. Par comparaison aux procaryotes, le DNA des eucaryotes est constitué d'introns et d'exon. Il n'est pas possible d'utiliser le DNA génomique pour le clonage du DNA d'eucaryotes. On fait recours à l'utilisation du RNA messager (mRNA) qui avait subit une maturation et correspond aux exons uniquement (voir transcription du DNA en RNA). Le mRNA est récupéré à partir des cellules qui expriment la protéine d'intérêt. On passe par les étapes d'extraction des ARN totaux et purification des mRNA (1 à 2% possèdent une queue polyA), chromatographie sur colonne oligo-dT (chromatographie d'affinité exploitant la queue 3' poly(A) des mRNA) et reconversion du mRNA en en DNA par la transcriptase inverse (technique RT-PCR).
Pour produire une protéine il faut disposer essentiellement d'un vecteur et d'une cellule hôte. Le système idéal pour produire une protéine recombinante comporte les éléments suivants: 1/Vecteur d'expression: il doit être stable et en grand nombre de copies dans la cellule hôte, posséder un promoteur fort et inductible. Pour exprimer une protéine recombinante, un vecteur doit avoir un promoteur, une origine de réplication, une séquence codante, un marqueur de sélection, un site de liaison aux ribosomes et un signal de recombinaison, Certains vecteurs peuvent contenir des gènes pour des protéines de fusion (TAG) qui facilitent la purification de la protéine recombinante par chromatographie d'affinité. les TAG les plus utilisés sont la Glutathione S-transferase et ((His)6 (6 résidus d'histidine). 2/ Cellule hôte: doit se multiplier en grande densité dans des fermenteurs. Son temps de génération doit être court et impliquant un milieu de culture à coût faible. La cellule hôte peut appartenir à des bactéries,
levures, cellules d'insectes et cellules de mammifères. 3/ Expression de la protéine: La protéine doit être
soluble (sécrétée dans le mileu de culture. 4/ Extraction et purification de la protéine recombinante: La
protéine recombinante doit être soluble et facile à
extraire et purifier.
Exemple de protocole de purification de protéines recombinantes مثل لبروتوكول في تنقية البروتينات المؤتلفة
L'insuline comme ptotéine recombinante
الأنسولين كبروتين مؤتلف
L'exemple connu des protéines recombinantes est l'insulinerecombinante dont le protocole de production est résumé dans la figure. L'insuline fut cristallisée en 1926. Elle fut la première protéine à être complètement séquencée en 1955, la première à être synthétisée chimiquement en 1958 et la première protéine humaine produite par biotechnologies en 1979 et commercialisée
en 1982.
L'insuline est sécrétée par les cellules ß des îlots de Langerhans du pancréas. Elle exerce un effet hypoglycémiant.
L'insuline est administrée aux personnes touchées par
le diabète qui est une maladie caractérisée par l'augmentation du taux du sucre dans le sang et les urines (glycémie normale: 0,7 - 1,1 g/L). C'est l'une des maladies les plus répandues dans le monde (1% de la population mondiale). Il existe deux formes
principales de diabète : le diabète insulino-dépendant
(type I) et le diabète insulino- indépendant (type
II).
L'insuline est constituée de deux chaînes polypeptidiques (51 acides
aminés en tout); les chaînes A et B 21 et 30 acides aminés,
respectivement et reliées entre elles par 2 ponts disulfures et 1 pont disulfure intrachaîne dans la chaîne A (voir structure
par JMOL).
Lien utile: Récepteur
de l'insuline (enzymologie) Que sont les insulines différenciées?
Ces insulines sont produites pour améliorer la rapidité et durée d’action. Ainsi, on distingue les insulines lentes, intermédiaires et rapides. Ces dernières, existant sous forme d’hexamères, sont injectées pour éviter les pics importants de la glycémie au moment des repas. Les insulines intermédiaires permettant de remplir les besoins en insuline indépendamment des repas. Elles sont injectées 2 à 3 fois par jour. Ces insulines appelées NPH (Neutral Protamine Hagerdorn), proposées dès 1923 par Hagerdorn, contiennent en plus de l’insuline humaine, des protamines, une quantité variable d’ions Zn2+ et un milieu neutre grâce à un tampon phosphate. Cette formulation injectée diffuse alors lentement dans le corps humain.
Insuline. Structure, mécanisme d'action et production (vidéo, narration Ar):
L'hormone de croissance comme ptotéine recombinante هرمون النمو كبروتين مؤتلف
L'autre exemple de protéines recombinantes est l'hormone de croissance (protéine recombinante) dont le protocole de production est résumé dans la figure. L'hormone de croissance est une substance chimique naturelle que sécrète l'hypophyse. Elle règle la croissance et le développement normal chez les enfants. L'hormone de croissance recombinante
humaine (rHGH) est produite à partir de cellules modifiées par génie génétique afin de produire cette hormone. Un déficit en hormones de croissance entraîne
une maladie appelée le nanisme hypophysaire. ...........Structure par JMOL de l'hormone de croissance.
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