Az inzulin története

Elemzések

Talán az orvosi gyakorlatban a legfontosabb és leggyakrabban használt hormon gyógyszer az inzulin. A humán inzulin - a hasnyálmirigy béta-sejtjei által szintetizált hormon - hatalmas szerepet játszik az emberi test normális működésének folyamatában.

Legfontosabb funkciója, hogy a szervezet sejtjeit a fő energetikai anyag, a glükóz biztosítja.

Ha az inzulin nem elég, a sejtek nem képesek a glükózt felszívni, felhalmozódnak a vérben, és a szövetek és szervek energiát éheznek. Az inzulin hiányában súlyos betegség alakul ki, mint például a cukorbetegség.

A XX. Század elejéig. a diabéteszes betegek gyermekkorukban vagy fiatal korukban haltak meg betegségük különböző szövődményeiből, szinte senki sem sikerült több mint 5-7 évig élni a betegség kezdete után.

A hasnyálmirigy szerepe a cukorbetegség kialakulásában csak a XIX. Század végén vált ismertté. 1869-ben, Berlinben, 22 éves orvosi tanuló, Paul Langergans, mikroszkóppal tanulmányozta a hasnyálmirigy szerkezetét, és felhívta a figyelmet a korábban ismeretlen sejtekre, amelyek olyan csoportokat alkotnak, amelyek egyenletesen eloszlottak a mirigyben, de ezeknek a sejteknek a funkciója, később a Langerhans-szigeteknek nevezték, ismeretlen maradt.

Később Ernst Lako feltételezte, hogy a hasnyálmirigy részt vesz az emésztési folyamatokban. 1889-ben Oscar Minkowski német fiziológus megpróbálta bizonyítani, hogy a hasnyálmirigy értékét emésztés közben megalkotják. Ehhez egy kísérletet hozott létre, amelyben egy egészséges kutyában eltávolította a mirigyet. Néhány nappal a kísérlet megkezdése után Minkowski asszisztens, aki a laboratóriumi állatok állapotát figyelte, felhívta a figyelmet a kísérleti kutya vizeletére repült számos legyekre.

Miután megvizsgálta a vizeletet, felfedezte, hogy a hasnyálmirigy-mentes kutya a vizelettel szekretál cukrot. Ez volt az első megfigyelés, amely a hasnyálmirigy munkáját és a cukorbetegség kialakulását köti össze. 1901-ben, Eugene Opie bebizonyította, hogy a cukorbetegséget a hasnyálmirigy szerkezetének zavarai okozzák, nevezetesen a Langerhans szigeteinek teljes vagy részleges pusztulását.

Az első, aki képes volt izolálni az inzulint és sikeresen alkalmazni azt a betegek kezelésére, a kanadai fiziológus, Frederick Banting volt. A cukorbetegség gyógyítására irányuló kísérlet, a fiatal tudós a tragikus eseményeket - két barátja diabéteszben halt meg. Még Banting előtt sok kutató megértette a hasnyálmirigy szerepét a cukorbetegség kialakulásában, és megpróbált elkülöníteni egy olyan anyagot, amely közvetlenül befolyásolná a vércukorszintet, de minden kísérlet kudarcba fulladt.

Ezeket a hibákat az is okozza, hogy a hasnyálmirigy enzimek (főként tripszin) legalább részlegesen lebontják az inzulin fehérje molekuláit, mielőtt izolálhatnának a mirigy szöveti kivonatból. Georg Ludwig Zeltser 1906-ban egy hasnyálmirigy kivonat segítségével sikerült csökkenteni a kísérleti kutyák vércukorszintjét, de nem tudta folytatni munkáját. Scott 1911-ben a Chicagói Egyetemen a hasnyálmirigy vizes kivonatát használta, és a kísérleti állatokban a glikozuria enyhe csökkenését észlelte, de nem tudta meggyőzni vezetőjét a kutatás fontosságáról, és hamarosan ezek a kísérletek megszűntek.

Ugyanezt a hatást mutatta be Izrael Kleiner 1919-ben, de nem fejezte be a munkát az első világháború kezdete miatt.

Hasonló munkát 1921-ben a román orvosiskola Nicola Paulesco fiziológiai professzora tett közzé, és sokan, köztük Romániában is, az inzulin úttörőjének tekintik. Az inzulin izolálásának és a sikeres alkalmazásának előnye azonban pontosan Frederick Bantingnak szól.

Banting a kanadai egyetem anatómiai és fiziológiai tanszékének fiatal előadójaként dolgozott John MacLeod professzor felügyelete alatt, akit ezután a cukorbetegség nagy szakemberének tartottak. A Banting a hasnyálmirigy atrófiáját próbálta elérni 6–8 héten keresztül, kivéve az ürülékcsatornáit (csatornáit), miközben a Langerhans szigeteit változatlanul megtartotta a hasnyálmirigy enzimek hatásaitól, és tiszta saláta-kivonatot nyert ezeknek a szigeteknek.

A kísérlet lefolytatásához laboratórium, asszisztensek és kísérleti kutyák szükségesek, amelyeket Banting nem kapott.

Segítségre fordult John MacLeod professzorhoz, aki tisztában volt a hasnyálmirigyhormonok megszerzésével kapcsolatos korábbi kudarcokkal. Ezért először nem engedte meg Bantingnak a laboratóriumában. Banting azonban nem vonult vissza, és 1921 tavaszán ismét megkérdezte MacLeodot, hogy legalább két hónapig dolgozzon a laboratóriumban. Mivel ebben az időben MacLeod Európába megy, és a laboratórium szabad volt, egyetértett. Banting asszisztensként egy 5. évfolyamot tanult Charles Bestnek, aki jól tanulmányozta a vércukor és a vizelet meghatározásának módszereit.

A nagy kiadásokat igénylő kísérlet elvégzéséhez Bantingnak majdnem minden tulajdonát el kellett adnia.

Számos kutya kötődött a hasnyálmirigy csatornáihoz, majd elkezdték várni az atrófiáját. 1921. július 27-én egy távoli hasnyálmirigyben lévő kutyának atrofált hasnyálmirigy-kivonatot adtak be. Néhány óra elteltével a kutya csökkent a vércukor és a vizelet, és az aceton eltűnt.

Ezután a hasnyálmirigy kivonatát második alkalommal vezették be, és további 7 napot élt. Talán a kutya hosszabb ideig élt volna, de a kutatók kifogyottak a kivonatokból, mivel a kutyák hasnyálmirigyéből származó inzulin rendkívül munkaigényes és tartós volt.

Ezt követően a Banting és a Best elkezdett kivonatot szerezni a születendő borjak hasnyálmirigyéből, amelyekben még nem állítottak elő emésztőenzimeket, de elegendő mennyiségű inzulint már szintetizáltak. Az inzulin mennyisége elegendő ahhoz, hogy a kísérleti kutyát akár 70 napig életben tartsa. MacLeod, aki akkoriban visszatért Európából, fokozatosan érdekelte Banting és Best munkáját, és az összes laboratóriumi személyzetet összekapcsolta. Banting, aki eredetileg a hasnyálmirigy-kivonatnak, a Isletinnek nevezte, MacLeod javaslatára átnevezte inzulinnak (a latinul. Insula - "sziget").

Az inzulintermelés sikeresen folytatódott. 1921. november 14-én Banting és Best a Toronto Egyetem Fiziológiai Lapklubjának találkozóján jelentették be kutatási eredményeiket. Egy hónappal később az Egyesült Államokban követtek egy jelentést a New Haven-i Amerikai Fiziológiai Társaságnál.

A vágóhídon levágott szarvasmarha hasnyálmirigyéből nyert kivonat mennyisége gyorsan növekedett, és egy speciális szakemberre volt szükség az inzulin finom tisztításához. Ebből a célból 1921 végén MacLeod hozta munkába a híres biokémikus James Collipot, aki nagyon gyorsan jó eredményeket ért el az inzulin tisztításában. 1922 januárjára Banting és Best kezdte meg az első klinikai vizsgálatokat az inzulinra vonatkozóan.

Először a tudósok 10 egységnyi inzulint adtak be, majd egy önkéntes, aki 14 éves fiú, Leonard Thompson, aki cukorbetegségben szenvedett. Az első injekciót 1922. január 11-én adták meg neki, azonban nem volt teljesen sikeres, mivel az extraktumot nem tisztították kellőképpen, ami allergiák kialakulásához vezetett. A következő 11 napban Collip keményen dolgozott a laboratóriumban, hogy javítsa a kivonatot, és január 23-án a második inzulin injekciót adták a fiúnak.

Az inzulin bevezetése után a fiú gyorsan felépült - ez volt az első, akit inzulin mentett meg. Hamarosan Banting megmentette a barátját, az orvos Joe Gilchristet az elkövetkező halálból.

Az 1922. január 23-án az első sikeres inzulinhasználatról szóló hír nemzetközi érzés lett. Banting és munkatársai szó szerint felvetették a cukorbetegek százait, különösen a súlyos formájú embereket. Sok levelet írtak a betegség megmentését kérve, a laboratóriumban jött. Abban az időben azonban még mindig sok hiányosság mutatkozott - az inzulinkészítmény nem volt elég szabványosítva, nem volt önellenőrző eszköz, és az inzulin dózist durván szemmel kellett mérni. Ezért a szervezet hipoglikémiás reakciói gyakran fordultak elő, amikor a glükózszint a normál alá esett.

Folytatódott azonban az inzulin javulása és bevezetése a mindennapi orvosi gyakorlatba.

A Torontói Egyetem elkezdte inzulintermelési engedélyek értékesítését a különböző gyógyszeripari cégeknek, és 1923-ig ez a hormon minden diabétesz számára elérhetővé vált.

Lily (USA) és Novo Nordisk (Dánia), amelyek még mindig vezetőek ezen a területen, engedélyt kaptak a gyógyszerek gyártására. Bantingu 1923-ban. A Torontói Egyetem tudományos fokozatot szerzett, professzor lett. Banting és Best számára is megnyílt egy speciális orvosi kutatási részleg, akiknek magas személyes fizetésük volt.

1923-ban Banting és McLeod elnyerte a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat, amelyet önként megosztottak a Best és a Collip.

1926-ban az orvosi tudós Abel képes volt inzulint kristályos formában szintetizálni. 10 év elteltével a dán kutató Hagedorn megkapta a hosszan tartó (kiterjesztett) inzulint, és 10 évvel később semleges protamin Hagerdon jött létre, amely még mindig az egyik legnépszerűbb inzulin típus.

Az inzulin kémiai összetételét Frederick Sanger brit molekuláris biológus hozta létre, aki 1958-ban nyerte el a Nobel-díjat. Az inzulin lett az első fehérje, amelynek aminosavszekvenciája teljesen dekódolt.

Az inzulin molekula térszerkezetét a röntgendiffrakciós módszerrel határoztuk meg az 1990-es években. Dorothy Crouft Hodgkin, aki szintén Nobel-díjat kapott.

Banting után szarvasmarha-inzulint kaptak, kísérleteket végeztek sertések és tehenek hasnyálmirigyéből származó inzulinnal, valamint más állatokkal (például bálnák és halak).

A humán inzulin molekula 51 aminosavból áll. A sertés inzulin csak egy aminosavban különbözik, három tehénsavban, ami nem akadályozza meg őket a cukorszint normalizálásában. Az állati eredetű inzulinnak azonban jelentős hátránya van - a betegek jelentős hányada allergiás reakciót okoz. Ezért további munka szükséges volt az inzulin javításához. 1955-ben a humán inzulin szerkezetét megfejtették, és az izolálás során intenzív munkát kezdtek.

Először 1981-ben az amerikai tudósok, Gilbert és Lomedico lehetett. Valamivel később inzulint kaptunk, amelyet a pék élesztőből géntechnológiával állítottak elő. Az inzulin volt az első olyan emberi fehérjék közül, amelyeket 1978-ban szintetizáltak az E. coli genetikailag módosított baktériummal. Őtől kezdve a biotechnológia új korszakot kezdett. 1982 óta az amerikai Genentech cég bioreaktorban szintetizált humán inzulin értékesítését kezdte. Ez az inzulin nincs allergén hatással az emberi testre.

Az inzulin története a farmakológia egyik rendkívüli felfedezésének egyik legjelentősebb története. Az inzulin felfedezésének és szintézisének fontosságát már bizonyítja az a tény, hogy három Nobel-díjat nyertek a molekulával végzett munkaért. A cukorbetegség továbbra is gyógyíthatatlan betegség a mai napig, csak a mágikus gyógyszerek állandó injekciói megmenthetik a betegek életét.

Azonban az inzulin termelésének tökéletessége még nem érhető el, mellékhatásai vannak (például lipodistrófia fordul elő az injekciós helyeken stb.), Ezért a szintetizált inzulinok minőségének javítására vagy megváltoztatására irányuló erőfeszítések még folyamatban vannak.

Az inzulin létrehozásának története;

Talán az orvosi gyakorlatban a legfontosabb és leggyakrabban használt hormon gyógyszer az inzulin. A humán inzulin, a hasnyálmirigy béta-sejtjei által szintetizált hormon, hatalmas szerepet játszik az emberi test normális működésének folyamatában.

Legfontosabb funkciója, hogy a szervezet sejtjeit a fő energetikai anyag, a glükóz biztosítja.

A hasnyálmirigy szerepe a cukorbetegség kialakulásában csak a XIX. Század végén vált ismertté. 1869-ben, Berlinben, 22 éves orvosi tanuló, Paul Langergans, mikroszkóppal tanulmányozta a hasnyálmirigy szerkezetét, és felhívta a figyelmet a korábban ismeretlen sejtekre, amelyek olyan csoportokat képeztek, amelyek egyenletesen eloszlanak a mirigyben, de ezeknek a sejteknek a funkciója, később Langerhans-szigetek., ismeretlen maradt.

Ugyanezt a hatást mutatta be Izrael Kleiner 1919-ben, de nem fejezte be a munkát az első világháború kezdete miatt.

A kísérlet lefolytatásához laboratórium, asszisztensek és kísérleti kutyák szükségesek, amelyeket Banting nem kapott.

Segítségre fordult John MacLeod professzorhoz, aki tisztában volt a hasnyálmirigyhormonok megszerzésével kapcsolatos korábbi kudarcokkal. Ezért először nem engedte meg Bantingnak a laboratóriumában. Banting azonban nem vonult vissza, és 1921 tavaszán ismét megkérdezte MacLeodot, hogy legalább két hónapig dolgozzon a laboratóriumban. Mivel ebben az időben MacLeod Európába megy, és a laboratórium szabad volt, egyetértett. Mint asszisztens, Bantingnak ötödik éves Charles Bestet kaptak, aki tanulmányozta a vér és a vizeletcukor meghatározásának módszereit.

A nagy kiadásokat igénylő kísérlet elvégzéséhez Bantingnak majdnem minden tulajdonát el kellett adnia.

Az inzulin bevezetése után a fiú gyorsan felépült - ez volt az első, akit inzulin mentett meg. Hamarosan Banting megmentette a barátját, az orvos Joe Gilchristet az elkövetkező halálból.

Folytatódott azonban az inzulin javulása és bevezetése a mindennapi orvosi gyakorlatba.

A Torontói Egyetem elkezdte inzulintermelési engedélyek értékesítését a különböző gyógyszeripari cégeknek, és 1923-ig ez a hormon minden diabétesz számára elérhetővé vált.

1923-ban Banting és McLeod elnyerte a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat, amelyet önként megosztottak a Best és a Collip.

Az inzulin molekula térszerkezetét a röntgendiffrakciós módszerrel határoztuk meg az 1990-es években. Dorothy Crouft Hodgkin, aki szintén Nobel-díjat kapott.

Banting után szarvasmarha-inzulint kaptak, kísérleteket végeztek sertések és tehenek hasnyálmirigyéből származó inzulinnal, valamint más állatokkal (például bálnák és halak).

Érdekes tények az inzulin felfedezéséről

Az első inzulinkészítményt, amely sikerült megmenteni az emberi életet, 1922-ben vitték be egy beteg tinédzserbe. A tehén hasnyálmirigyéből készült, és a gyógyszer beszerzése előtt évszázadokig tartó munkát, felfedezéseket és intrigákat vettek, és sokan még mindig vitatkoznak arról, hogy ki nyissa ki az inzulint, noha a szerzők elnyerték a Nobel-díjat.

tanulmány

Az emberiség az ókori Görögország óta ismert a cukorbetegségről: észrevéve, hogy a beteg testében lévő víz nem marad, a személy folyamatosan szomjas, a Cappadocia Areteusa „diabayno” - „áthalad” - betegségnek nevezte. A huszadik század elején sok ismert volt a cukorbetegségről és a kutyák fontos szerepet játszottak ebben. A kísérleteket kegyetlenül hajtották végre: az állatok eltávolították a hasnyálmirigyet, majd a kutatók megfigyelték a cukor növekedését a szervezetben (meghatározták a glükóz mennyiségét a vizeletben, és figyelemmel kísérték a betegség tüneteit). Így bebizonyosodott, hogy a cukorbetegség közvetlenül kapcsolódik a hasnyálmirigyhez.

Egy orosz tudós, Leonid Sobolev volt az első, aki felfedezte, hogy nem mindegyik hasnyálmirigy felelős a cukorbetegség kialakulásáért, hanem a sejtek csak egy része (Langerhans-szigetek). Ezt 1900-ban tette meg, miután kötötte a hasnyálmirigy ürülékcsatornáját a kutyájához, ami az atrófiájához vezetett, de mivel a Langerhans-szigetek sértetlen maradt, az állat nem alakult ki cukorbetegségben. Bár az orosz tudós helyes irányba haladt, a kutatás befejezése nélkül halt meg.

Ezt követően a tudósok megállapították, hogy a betegség kialakulását befolyásolja az ezekben a sejtekben előállított biológiailag aktív anyagok hiánya, és hozzájárulnak a glükóz felszívódásához a szervezetben és a termeléshez (1916-ban a német Charpy-Schafer nevet adta ezeknek az anyagoknak: a latin szó "sziget").

Az a gondolat, hogy a cukorbetegség az inzulin beadásával kívülről kezelhető, csaknem azonnal felfedezhető volt, de az összes kísérlet sikertelen volt. Szerezd meg a hormonot tiszta formában, és nem mûködött, és ha lenyelte a kábítószert, az emésztõlevek hatása elpusztította.

Az első inzulinszintézis a francia kutató GLay-t teheti. A kutyaolaj hasnyálmirigyének csatornáiba fecskendezett, ami az orgona atrófiájához vezetett, míg a Langerhans-szigetek sértetlen maradtak. A káprázatos mirigyből Gley tette a nyújtást és befecskendezte a kutyát, aki cukorbetegséget okozott az eltávolított hasnyálmirigy miatt. Az állat nem halt meg, míg a gyógyszert a testébe injektálták.

Gley semmilyen jelentőséget nem tulajdonított a felfedezésének, részletes kutatást írt le, és 1905-ben letette a párizsi biológiai társaságot tárolásra, ahol sok évet gyűjtöttek egy széfbe.

szintézis

A hivatalosan úgy vélik, hogy az első személy, aki kitalálta, hogyan lehet inzulinszintézist készíteni, egy kanadai Frédéric Banting volt, aki megosztotta ötletét John MacLeod professzorral: a kísérletek elvégzéséhez laboratóriumra volt szükség, és a MacLeod meg tudta adni. Először a professzor nem volt hajlandó helyet biztosítani a kísérletekhez, és csak abban az okból állapodott meg, hogy Európába kell utaznia, és nem volt szüksége különösképpen a laboratóriumra.

Ezért a fejlesztésben való részvétel minimális volt, és azt mondta, hogy a nyaralásból való visszatéréskor minden munkát be kell fejezni, vagyis két hónappal később (a tudósok nem teljesítették a MacLeod által meghatározott határidőt, a visszatérő professzor ki akarta őket küldeni a laborból, de sikerült meggyőzni őt). Banting segítése a Charles Best egyik legígéretesebb orvosi hallgatója volt, aki nagyon érdekelte az inzulinszintézis ötletét.

Az első kísérleteket Banting és Best végezte kutyákon. Egy kivonatot kaptak a kutya atrofált hasnyálmirigyéből (körülbelül két hónapig tartott), utána injekciót adtak egy kómaállatnak, amelynek a mirigyét eltávolították. Az a tény, hogy a helyes úton haladnak, nyilvánvalóvá vált, miután az állat még hét nappal az injekció után élt, elhagyta a kómát, amikor a gyógyszert befecskendezték és beleesett, ha nem adtak be injekciót. Ez idő alatt a tudósok folyamatosan mérik a glükózszintet. Ez volt az első alkalom, hogy valaki kijött egy cukorbeteg kómából (ekkor nem volt ismert a francia kutatásokról).

Az intrika később kezdődött: a tudósok nem bocsátottak ki szabadalmat, és átadták az egyetem megnyitásának jogát. MacLeod, miután megértette a felfedezés fontosságát, aktív tevékenységet indított, vonzotta az összes ígéretes alkalmazottat, és elkezdte az inzulinkészítmények előállítását. Erre különös szerepet játszott John Collip biokémikus: képes volt arra, hogy a csatornák ligálására és a várakozási időre a hasnyálmirigy-atrófiákig nem volt szükség.

A kutatók a kutyáktól a tehenekre fordították figyelmüket, és egy idő után felfedezték, hogy az embriók sokkal több Langerhans-szigettel rendelkeznek, mint a felnőtt állatok. Az egyes tapasztalatok eredményei egyre sikeresebbek voltak, és a tudósok a kutya életét hetven napra meghosszabbították. 1922-ben a kábítószert először egy haldokló fiúnak adták, és visszahozta.

prémium

Ezután MacLeod jelentést tett az Amerikai Orvosok Szövetségének találkozóján, és úgy fordította, mintha a felfedezést megtette volna. Ugyanakkor elkezdte aktívan előmozdítani a kábítószert, mivel ehhez kapcsolódott. Még mindig nem tudott hallgatni a Banting szerepéről, de a többi tudós szerepe minimális volt. Ezért az inzulin felfedezéséért Nobel-díjat csak neki és Bantingnak ítélték oda.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy MacLeod nyerte el a díjat, és a legjobb volt a munkája, Basting erőteljesen nem értett egyet és elkezdte nyilvánosan elmondani, hogy a kísérleteket hogyan végeztük el, a MacLeod szerepéről, nem felejtve el, hogy megemlékezzenek a kitűnő tudós kerekeibe helyezett botokkal. Egy hatalmas botrány vezetett ahhoz a tényhez, hogy senki nem ment el a díjat, majd később négy tudós között osztozott: Basting megosztotta a Bestet, Mcleodot a Collip-szel.

A francia tudós Gray úgy ítélte meg, hogy a díjat megismerte, hogy bizonyítja, hogy ő volt a találmány szerzője, amelynek jegyzetei tanúk jelenlétében készültek. Csak miután megnyugtatta Hermann Minkowski-t, aki Litvániában született, hogy abban az időben Oroszország része volt, de Németországban élt és dolgozott, elmondta, hogy egy francia embert bíróság elé lehet hozni, hogy elrejtse azokat az információkat, amelyek egynél több életet takaríthatnak meg ezer ember.

Kábítószer-gyártás

1926 óta az inzulin-termelés nagymértékű, a vezető gyógyszeripari cégek gyártják, és az utóbbi időben Oroszországban acélt gyárt. Először a hormon a hasnyálmirigyből készült, de gyakran allergiát okozott, mivel nem egybeesett az emberi három aminosavval.

Aztán megkezdték sertés inzulin előállítását (az egy aminosav különbségét), amit az emberi test jobban elnyel, de allergiák is lehetségesek. Ezért úgy döntöttek, hogy szintetikus inzulint termelnek, amely teljes emberi analóg. Itt a géntechnológia megmentésre került, mindenekelőtt a biokémia.

Ezt megelőzően meg kell jegyezni, hogy az összes fehérje aminosav-fragmensekből összeállított polimerek. Ugyanakkor csak az aminosavak vesznek részt az inzulin előállításához szükséges polimerek kialakításában, amelyeknek csak egy szénatomja van a karboxilcsoport és az aminocsoport között.

Annak ellenére, hogy sok aminosav van, csak 51 aminosavmaradék vesz részt az inzulin képződésében, ami azt jelenti, hogy a hormon az egyik legrövidebb fehérje lánc.

Az inzulin előállításához az aminosavakat szigorúan meghatározott sorrendben kell összekötni (különben egy olyan molekulát kaphatunk, amely semmi köze az élő szervezet termeléséhez), ami a kísérletek során történt.

Egy idő után, a géntechnológia és a biokémia segítségével, a tudósok képesek voltak megszervezni az inzulin termelését, egy speciális élesztő tápközeg-törzsbe és az emberi genetikailag módosított inzulin előállítására képes genetikailag módosított E. coli-ba. Az előállított anyag mennyisége olyan nagy volt, hogy a tudósok hajlamosak azt hinni, hogy az ilyen hormonhígítás hamarosan felváltja az állati eredetű inzulint.

tárolás

A hivatalos adatok szerint az oroszországi cukorbetegek száma meghaladja a hárommillió embert, így az inzulintermelésre nagy figyelmet fordítanak. Oroszországban jelenleg kifejlesztették a genetikailag módosított inzulin előállítására szolgáló technológiát. De az oroszországi gyógyszerek száma ilyen betegek számára nem elegendő. Ezért az Oroszországban kibocsátott inzulin mellett az ország hatalmas számú kábítószert vásárol külföldön, biztosítva a szükséges feltételeket az inzulin raktárakban való tárolásához.

Az inzulin Oroszországban való tárolásáról beszélve meg kell jegyezni, hogy egy bontatlan injekciós üveg általában körülbelül 2-3 évig tárolható. Annak biztosítása érdekében, hogy az inzulin ne romoljon, nagyon fontos az inzulin tárolási feltételeinek betartása. Az inzulin tárolása előtt figyelembe kell venni, hogy az ideális tárolási hőmérséklet 6-8 ° C.

Az inzulin tárolása kívánatos az oldalsó ajtón, távol a fagyasztótól (a fagyasztás elfogadhatatlan, mivel szerkezete megváltozik). Néhány órával az injekciók és hígítások előtt ki kell húzni a hűtőszekrényből, és szobahőmérsékleten kell tartani.

A nyitott injekciós üveg szobahőmérsékleten (legfeljebb 25 ° C-on), napfénytől és fűtőberendezésektől távol tárolható. Ne használjon legfeljebb négy hetet. Ha az oldat zavaros, akkor csapadék keletkezett, nem jó, és el kell dobni.

Inzulin története, aki az inzulint feltalálta

Ami engem illeti, minden cukorbetegnek ismernie kell a betegségét. Ez a tudás teljes mértékben megérti a betegséget, és komolyabbá teszi a kezelését. Ezért ma beszélünk az inzulinról - a cukorszintet vezérlő fő hormonról. Ebben a cikkben áttekintjük az inzulin vizsgálatának teljes kronológiáját az inzulin felfedezésétől az ipari termelésig.

A kutatás kezdete...

Az első inzulin-kutatás 1869-ben jelent meg. Egy fiatal tudós a hasnyálmirigyet a közelmúltban megjelent mikroszkóp segítségével vizsgálta. Felhívta a figyelmet a sejtek különös felhalmozódására. Később Langerhans-szigeteknek nevezik őket. Aztán nem tudta, miért léteznek, csak azt javasolta, hogy ezek szükségesek az emésztés szabályozásához. Paul Langergans doktori értekezését ezekre a sejtekre fordította.

Húsz évvel később, 1889-ben Oskar Minkowski egy fiziológus úgy döntött, hogy visszautasítja a hasnyálmirigy minden kutatását, és bizonyítja, hogy semmi köze az emésztéshez. Eltávolította a mirigyet a kutyától, de néhány nap múlva észrevette, hogy a cukor és a cukor a vizelettel együtt szabadul fel. Ekkor először a tudósok összekapcsolták a hasnyálmirigyet a cukorbetegséggel. Minkowski egyébként soha nem lett híres a tudományos körökben, és nem tett több fontos felfedezést. Talán soha nem fogadta el azt a tényt, hogy megrontotta a szegény állatot...

Inzulin felfedezés

1900-ban L. V. Sobolev tudományosan megerősítette, hogy a Langerhans-szigetek bizonyos hormonokat választanak ki, amelyek szabályozzák a szervezet szénhidrát-folyamatait. Azt is javasolta, hogy ezt a hormonot újszülött állatokból szerezzük be, mivel a szigetük nagyon jól fejlett. Érdekes lenne az a tény, hogy Sobolev ugyanabban a laboratóriumban dolgozott Pavlovdal. Túl szoros a tudományos világ, amely nem mondja...

A következő évtizedekben sok tudós megpróbálta gyógyítani a cukorbetegséget a hasnyálmirigy hormonból (akkor az inzulin neve nem jelenik meg). A tudományos vezetők, akik nem hittek a kutatás komolyságában, megakadályozták, hogy egy tudós, Kleiner megakadályozta az első világháború, a román tudós Paulesco közzétette a kutatását, de nem halad tovább az elszigetelési módszerekben.

És csak 1922-ben, a Torontói Egyetem tudósainak egy csoportja sikerült az első inzulin injekciót egy 14 éves cukorbeteg fiúnak adni. Ezt megelőzte a kutyákkal végzett évek óta végzett kísérletek, amelyek Sobolev kutatásain alapultak. A tudományos áttörést végző tudósokat Bantingnak, Mcleodnak, Bestnek és Collipnek hívták.

Az inzulin története. Nézd meg a múltat

A cukorbetegséggel foglalkozó Nemzetközi Diabétesz Szövetség szerint jelenleg 542 000 14 év alatti gyermek, 415 millió felnőtt és 2040-re a cukorbetegek száma eléri a 642 millióot 1.

A cukorbetegek számának növekedése természetesen az életmód változásával (fizikai aktivitás csökkenésével), az étkezési szokásokkal (könnyen emészthető szénhidrátokban gazdag ételek fogyasztásával, állati zsírokkal) kapcsolatos, de ugyanakkor azt is mutatja, hogy a modern cukorcsökkentő termékek felfedezésének köszönhetően gyógyszerek, a betegség szabályozásának módszerei, a cukorbetegség komplikációinak diagnosztizálására és kezelésére szolgáló algoritmusok kifejlesztése, a cukorbetegek várható élettartama is megnőtt, nem is beszélve a minőség javításáról. EU ETS.

Az emberiség már 3,5 ezer évig ismert a cukorbetegségről (amint az ismert, az első, a betegséget leíró értekezés, az egyiptomi papirusz Herbes, az 1500-as években nyúlik vissza), de csak körülbelül 90 történt a súlyos betegség kezelésében. évvel ezelőtt, amikor a cukorbetegség, beleértve az első típust is, megszűnt halálos ítélet.

Az inzulin létrehozásának előfeltételei

Már a 19. században, a diabéteszben elhunyt betegek boncolása során észrevették, hogy a hasnyálmirigy minden esetben súlyosan megsérült. Németországban 1869-ben Paul Langergans felfedezte, hogy a hasnyálmirigy szövetekben vannak bizonyos sejtcsoportok, amelyek nem vesznek részt az emésztőenzimek előállításában.

1889-ben Németországban Oscar Minkowski fizikus és Joseph von Mehring orvos kísérletileg bebizonyította, hogy a hasnyálmirigy eltávolítása kutyáknál a cukorbetegség kialakulásához vezet. Ez lehetővé tette számukra, hogy feltételezzék, hogy a hasnyálmirigy egy bizonyos anyagot választ ki, amely a szervezet anyagcsere-szabályozásáért felelős 2. A Minkowski és Mehring hipotézisei új és új megerősítéseket találtak, és a 20. század első évtizedében tanulmányozták a cukorbetegség és a hasnyálmirigy szigete közötti kapcsolatát, az endokrin szekréció felfedezését igazoló Langerhans szigetét, bizonyította, hogy a Langerhans szigetsejtek által kiváltott bizonyos anyag vezető szerepet játszik. a szénhidrát anyagcsere szabályozásában 3. Az az elképzelés merült fel, hogy ha ezt az anyagot izoláljuk, akkor felhasználható a cukorbetegség kezelésére, azonban a Minkowski és Merking kísérletei folytatásának eredményei, amikor a hasnyálmirigy eltávolítása után a kutyáknak kivonatot adtak, ami bizonyos esetekben a glikozuria csökkenéséhez vezetett, nem reprodukálható, és a kivonat bevezetése a hőmérséklet és más mellékhatások emelkedését okozza.

Az európai és amerikai tudósok, például Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, a hasnyálmirigy kivonat bevezetését gyakorolták a cukorbetegek számára, de a mellékhatások és a finanszírozással kapcsolatos problémák nagy száma miatt nem tudták elvégezni a kísérleteket.

Frederick Banting ötlete

1920-ban Frederick Banting, egy 22 éves sebész próbálta megnyitni a gyakorlatát egy kis kanadai városban, és a Nyugat-Ontarioi Egyetemen tanított. Október 31-én, hétfőn, Bantingnak azt kellett mondania a diákoknak, hogy a szénhidrát-anyagcserét - egy olyan témát, amelyben maga nem volt erős, és annak érdekében, hogy jobban felkészülhessen, Banting elolvasta M. Barron újabb cikkét, amelyet leírtak a vasárnap késő esti órájában. ductális epekő és az acináris sejtek (exokrin funkcióért felelős sejtek) atrófiája 2. Ugyanazon az éjszakán Banting felírta az ötletét: „A hasnyálmirigy-csatornák kötése a kutyákban. Várja meg az acini atrófiáját, elkülönítse a titkot a szigetsejtektől, hogy megkönnyítse a glükózúrát. Bár a professzor lelkesedés nélkül elfogadta a Banting-ötletet, kiemelte a laboratóriumot, ahol minimális felszerelés és 10 kutya volt a sebész számára. Banting asszisztens Charles Best lett. 1921 nyarán kezdődött a kísérlet.

Banting és Best kutatást kezdett a hasnyálmirigy eltávolításával. Néhány állatnál a kutatók eltávolították a hasnyálmirigyet, másokban a hasnyálmirigycsatornát ligálták, és egy idő után eltávolították a mirigyet. Ezután a atrófiás hasnyálmirigyet hipertóniás oldatba helyezzük és fagyasztjuk. A felolvasztás után kapott anyagot kutyáknak adták, akiknek eltávolított hasnyálmirigye és egy cukorbeteg klinikája volt. A kutatók csökkentették a glükózszintet, javítva az állat jólétét. MacLeod professzort lenyűgözte az eredmények, és úgy döntött, hogy folytatja a munkáját annak bizonyítására, hogy Banting és Best „hasnyálmirigy kivonata” valóban működik.

A szarvasmarha hasnyálmirigyének felhasználásával végzett kísérletek új eredményei lehetővé tették, hogy megértsük, hogy lehetséges a hasnyálmirigy-csatorna bonyolult ligálási eljárása nélkül.

1921 végén Bertin Collip, egy biokémikus, csatlakozott a kutatócsoporthoz. Ezzel különböző frakciójú alkoholos frakciókat és más tisztítási módszereket használva hasnyálmirigy-szigetek kivonatait kaptuk, amelyek biztonságosan bejuthattak az emberi testbe. Hatékony és nem mérgező anyag, és az első klinikai vizsgálatokban 6 használták.

Klinikai vizsgálatok

Először Banting és Best tapasztalták az inzulint, amit kaptak. A gyógyszer bevezetése következtében mindkettő gyenge volt, szédül, de a gyógyszer toxikus hatásait nem észlelték.

Az első cukorbeteg, aki 1922. január 11-én inzulint kapott. 14 éves fiú Leonard Thompson lett. Az első 15 ml-es inzulin beadása után a beteg állapota nem változott jelentősen, a vérben és a vizeletben a glükóz szintje enyhén csökkent, emellett a beteg steril tályog alakult ki. Ismételt befecskendezést végeztünk január 23-án, és a beteg vércukorszintjének normalizálásakor a vizeletben lévő glükóz és ketonok mennyisége csökkent, a fiú maga állapította meg saját egészségügyi állapotának javulását 7.

Az első olyan beteg, aki inzulint kapott, az USA Legfelsőbb Bíróságának vezetője, Elizabeth Heges Goshet volt. Meglepő módon az inzulinterápia megkezdése előtt 4 évig cukorbetegségben szenvedett, és a kezelés, amely lehetővé tette számára, hogy éljen a mai napig, heves étrend volt (kb. 400 kcal naponta). Elizabeth inzulinkezelésben élt, amíg 73 éves volt és három gyermeke volt.

Nobel-díj

1923-ban a Nobel-bizottság a fiziológia és az orvostudomány területén nyerte el a díjat Banting és MacLeod számára, mindössze 18 hónappal az amerikai orvosok szövetségének találkozóján a gyógyszerről szóló első jelentés után. Ez a döntés súlyosbította a tudósok közötti már meglévő nehéz kapcsolatokat, mert Banting úgy vélte, hogy McLeod hozzájárulása az inzulin találmányához nagyon eltúlzott volt, Banting szerint a díjat meg kellett osztani az ő és asszisztense között. Az igazság helyreállítása érdekében Banting a díjat a Best és a MacLeod biokémikus Collip 8-val osztotta meg.

A Banting, a Best és a Collip tulajdonában lévő inzulin létrehozásának szabadalma a tudósok 3 dollárért értékesítették a Torontói Egyetemet. 1922 augusztusában együttműködési megállapodás jött létre az Eli Lilly és a C o gyógyszergyárral, amely segített a gyógyszergyártás ipari méretben történő kialakításában.

Az inzulin találmánya óta több mint 90 év telt el. Ennek a hormonnak a gyógyszereit 1982 óta javítják, a betegek már kaptak humán inzulint, és a 90-es években a humán inzulin analógjai - gyógyszerek különböző időtartamú hatásúak voltak -, de emlékeznünk kell azokra a népekre, akik a gyógyszer eredetén álltak, akik naponta több millió embert takarítanak meg. emberek.

Inzulin felfedezés története

Inzulin, mint egy Langerhans hasnyálmirigy-szigetének béta-sejtjeiben előállított peptidhormon. A sejtmembránok permeabilitásának biztosítása a glükózmolekulák fő funkciójaként. Az inzulin készítmények osztályozása és átvétele.

Küldje el jó munkáját a tudásbázisban egyszerű. Használja az alábbi űrlapot.

A diákok, a végzős hallgatók, a fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Beküldve http://www.allbest.ru/

bevezetés

A hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek béta-sejtjeiben az insulimn (a Lat. Insula-szigetből) egy peptidhormon. Szinte minden szövetben sokrétű hatást gyakorol az anyagcserére.

Az inzulin fő feladata a sejtmembránok permeabilitásának biztosítása a glükóz molekulák számára. Egyszerűsített formában azt mondhatjuk, hogy nemcsak szénhidrátok, hanem bármilyen tápanyag is végül glükózra oszlik, amelyet más szén-tartalmú molekulák szintetizálására használnak, és ez az egyetlen tüzelőanyag a sejterőművek számára - mitokondriumok. Inzulin nélkül a sejtmembrán permeabilitása a glükózra 20-szeresére csökken, és a sejtek éhen halnak meg, és a vérben feloldott felesleges cukor mérgezi a testet.

Az 1-es típusú cukorbetegség patogenezisének kulcsfontosságú eleme a béta-sejtek pusztulása miatt bekövetkező inzulinszekréciós károsodás - abszolút inzulinhiány. Az inzulin hatása a szövetre - relatív inzulinhiányra - fontos szerepet játszik a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásában.

Inzulin felfedezés története

Az inzulin felfedezés története az orosz orvos I.M. Sobolev (a 19. század második fele), aki bebizonyította, hogy az emberi vérben a cukor szintjét egy speciális hasnyálmirigy hormon szabályozza.

1922-ben az állat hasnyálmirigyéből izolált inzulint először egy tízéves cukorbeteg fiúhoz vezetett be. az eredmény meghaladta az összes várakozást, és egy évvel később az Eli Lilly amerikai cég kiadta az első állati inzulin készítményt.

Miután az elkövetkező években az első ipari inzulin-adagot megkapta, az elszigetelés és a tisztítás hatalmas módját fedte le. Ennek eredményeképpen az 1. típusú cukorbetegségben szenvedő betegek számára elérhetővé vált a hormon. inzulin hormon hasnyálmirigy membrán

1935-ben a dán kutató Hagedorn optimalizálta az inzulin hatását a szervezetben, hosszan tartó gyógyszert javasolva.

Az első inzulin kristályokat 1952-ben szerezték be, 1954-ben pedig az angol biokémikus G.Senger megfejtette az inzulin szerkezetét. Az egyéb hormonális anyagokból és inzulin degradációból származó hormonok tisztítására szolgáló módszerek kifejlesztése lehetővé tette az egykomponensű inzulin nevű homogén inzulin előállítását.

A 70-es évek elején. A szovjet tudósok A. Yudaev és S. Shvachkin javasolta az inzulin kémiai szintézisét, azonban ennek a szintézisnek az ipari méretekben történő megvalósítása drága és veszteséges volt.

A jövőben fokozatosan javult az inzulinok tisztítási foka, ami csökkentette az inzulinallergiák, a veseműködés károsodása, a látáskárosodás és az immun-inzulinrezisztencia által okozott problémákat. A leghatékonyabb hormon a diabetes mellitus helyettesítő kezelésére volt szükség - homológ inzulin, azaz a humán inzulin.

A 80-as években a molekuláris biológia előrehaladása lehetővé tette mindkét humán inzulin lánc szintézisét E. coli-val, amelyeket ezután egy biológiailag aktív hormonmolekulává egyesítettek, és rekombináns inzulint kaptunk az orosz Tudományos Akadémia Bioorganikus Kémiai Intézetében E.coli genetikai törzsekkel.

Az affinitáskromatográfia alkalmazása jelentősen csökkentette az inzulinhoz képest nagyobb molekulatömegű szennyező fehérjék tartalmát. Ilyen fehérjék közé tartoznak a proinzulin és a részlegesen hasított proinsulinok, amelyek képesek az antiinsulin antitestek termelését indukálni.

A humán inzulin alkalmazása a kezelés kezdetétől minimalizálja az allergiás reakciók előfordulását. A humán inzulin gyorsabban felszívódik, és a gyógyszer formájától függetlenül rövidebb ideig tart, mint az állati inzulin. A humán inzulinok kevésbé immunogének, mint a sertéshús, különösen a vegyes szarvasmarha- és sertés inzulinok.

Inzulin típusok

Az inzulin készítmények a tisztítás mértékében különböznek; átvételi forrás (szarvasmarha, sertés, emberi); az inzulinoldathoz hozzáadott anyagok (hatásának meghosszabbítása, bakteriosztátok stb.); koncentráció; pH-érték; az ICD és az SDI összekeverésének lehetősége.

Az inzulinkészítmények forrás szerint változnak. A sertés és a szarvasmarha-inzulin különbözik az emberi aminosav-összetételektől: a szarvasmarha három aminosavban és a sertés egyben. Nem meglepő, hogy a szarvasmarha-inzulinnal végzett kezelés során a mellékhatások sokkal gyakrabban alakulnak ki, mint a sertés vagy humán inzulin kezelésénél. Ezeket a reakciókat az immunológiai inzulinrezisztencia, az inzulinallergia, a lipodystrophia (az injekció beadási helyén a bőr alatti zsírváltozás) kifejezi.

A szarvasmarha-inzulin nyilvánvaló hátrányai ellenére még mindig széles körben használják a világban. És mégis, immunológiailag nyilvánvalóak a szarvasmarha-inzulin hiányosságai: semmilyen esetben nem ajánljuk azt újonnan diagnosztizált cukorbetegségben, terhes nőkben vagy rövid távú inzulinkezelésben, például perioperatív időszakban. A szarvasmarha-keverékben való felhasználás során a szarvasmarha-inzulin negatív tulajdonságai is megmaradnak, így a betegek ezen kategóriáinak kezelésére nem szabad vegyes (sertés + szarvasmarha) inzulinokat használni.

A humán inzulin készítmények a kémiai szerkezethez teljesen azonosak a humán inzulinnal.

A humán inzulin előállításának bioszintetikus módszerének fő problémája a végtermék teljes tisztítása az alkalmazott mikroorganizmusok legkisebb szennyeződéseiből és metabolikus termékeiből. Az új minőségellenőrzési módszerek biztosítják, hogy az emberi bioszintetikus inzulin mentes legyen minden káros szennyeződéstől; így a tisztítási fokuk és a glükózcsökkentő hatékonyság megfelel a legmagasabb követelményeknek és szinte azonosak. Bármilyen nemkívánatos mellékhatás, a szennyeződésektől függően, ezeknek a gyógyszereknek nincs inzulin.

Jelenleg háromféle inzulint használnak az orvosi gyakorlatban:

- rövid hatótávolságú, gyors hatású;

- a cselekvés átlagos időtartama;

- hosszú hatású, lassú hatású.

1. táblázat: A kereskedelmi inzulin készítmények jellemzői

Példák (kereskedelmi nevek)

Metilparaben-m-krezol-fenol

NaCl-glicerin-Na (H) PO4-Na-acetát

Ember. Sertéshús

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS injekciós inzulin (Szovjetunió, már nem termelt)

Ember. Sertéshús

Protafán-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamine-inzulin (Szovjetunió, már nem termelt)

Ember. Sertéshús

Monotard-NM, Humulin-cink Monotard-MS, Lente-MS Lente

Rövid hatású inzulin (ICD) - rendszeres inzulin - egy rövid hatású kristályos cink-inzulin, amely semleges pH-n oldható, amelynek hatása a bőr alá történő beadás után 15 percen belül alakul ki és 5-7 óra.

Az első meghosszabbított inzulin (SDI) a 30-as évek végén jött létre, így a betegek ritkábban tudtak beadni az injekciókat, mintha csak az ICD-t alkalmazták, ha lehetséges, naponta egyszer. A hatás időtartamának növelése érdekében az összes többi inzulinkészítményt módosítjuk, és ha semleges közegben oldjuk, szuszpenziót képeznek. A protaminot foszfátpufferben - protamin-cink-inzulinban és NPH-ban (semleges protamin Hagedorn) - NPH-inzulinban vagy különböző cink-koncentrációban tartalmaz acetát pufferben - ultralente inzulin, szalag, hetvenil.

A közepes időtartamú inzulinkészítmények protamint tartalmaznak, amely átlagos m-es fehérje. 4400, argininban gazdag és szivárványos pisztrángból nyert. A komplex kialakításához a protamin és az inzulin 1:10 aránya szükséges. szubkután beadás után a proteolitikus enzimek elpusztítják a protamint, lehetővé téve az inzulin felszívódását.

Az NPH-inzulin nem változtatja meg a szabályozott inzulin farmakokinetikai profilját. Az NPH-inzulin előnyös, mint az inzulinszalag, mint a szokásos inzulint tartalmazó terápiás keverékek átlagos hatásának komponense.

A foszfátpufferben minden inzulin könnyen képez kristályokat cinkkel, de csak a szarvasmarha inzulin kristályai eléggé hidrofóbak, hogy az ultralente jellemző inzulin lassú és egyenletes felszabadulását biztosítsák. A sertés inzulin cinkkristályai gyorsabban oldódnak, a hatás hamarabb következik be, a hatás időtartama rövidebb. Ezért nem létezik olyan gyógyszer, amely csak sertés inzulint tartalmaz. Monokomponens sertés inzulint termelünk inzulinszuszpenzió, inzulin-semleges, inzulin-izofán, inzulin-amino-kinidurid néven.

Az inzulinszalag 30% -os inzulinoldat (amorf inzulin-csapadék és cink-ionok acetát pufferben, amelynek hatása viszonylag gyorsan eloszlik) 70% -os ultralente inzulin (rosszul oldódó kristályos cink-inzulin, amely késleltetett és hosszantartó hatású). Ezek a két komponens viszonylag gyors felszívódást és stabil hosszú távú hatást biztosítanak, ami az inzulinszalagot kényelmes terápiás szerként teszi lehetővé.

Inzulin termelés

A humán inzulin négyféle módon állítható elő:

1) teljes kémiai szintézis;

2) kitermelés egy személy hasnyálmirigyéből (mindkét módszer nem megfelelő a hatékonyság miatt: az első módszer elégtelen fejlődése és a második módszerrel a tömegtermelés nyersanyagainak hiánya);

3) félszintetikus módszerrel, amely a sertés inzulinban lévő aminosav B-láncának 30-as pozíciójában enzim-kémiai helyettesítést végez treoninnal;

4) a géntechnológiai technológia bioszintetikus módszere. Az utolsó két módszer lehetővé teszi a nagy tisztaságú humán inzulin előállítását.

Jelenleg a humán inzulint kétféleképpen állítják elő: a sertés inzulin szintetikus enzim módszerrel történő módosításával és géntechnológiai módszerrel.

Az inzulin volt az első fehérje, amelyet rekombináns DNS-technológiával kereskedelmi célokra kaptak. A genetikailag módosított humán inzulin előállításának két fő megközelítése van.

Az első esetben a különálló (különböző termelői törzsek) mindkét láncot követi, majd a molekula összecsukása (diszulfidhidak képződése) és az izoformák elválasztása.

A második lépésben prekurzor (proinsulin) előállítása, amelyet tripszinnel és karboxipeptidázzal B enzimatikus hasítás követ a hormon aktív formájává. Jelenleg a legelőnyösebb az inzulin előállítása prekurzorként, biztosítva a diszulfidhidak megfelelő lezárását (a láncok külön gyártása esetén a denaturáció egymást követő ciklusait, az izoformák elválasztását és a renaturációt végzik).

Mindkét megközelítésben egyaránt lehetséges a kiindulási komponensek (A és B láncok vagy proinsulin), valamint hibrid fehérjék részeként történő előállítása. Az A- és B-láncokon vagy proinsulinokon kívül hibrid fehérjék összetételében is jelen lehet:

- hordozófehérjét, amely a fúziós fehérjét a sejt vagy tenyésztőközeg periplazmatikus térébe juttatja;

- affinitás komponens, amely nagyban megkönnyíti a hibrid fehérje kiválasztását.

Ugyanakkor mindkét komponens egyidejűleg jelen lehet a hibrid fehérje összetételében. Emellett hibridfehérjék létrehozásakor a többdimenziós elv (azaz a célpolypeptid több példánya van jelen a hibrid fehérjében), ami lehetővé teszi a céltermék hozamának jelentős növelését.

Az Egyesült Királyságban mindkét humán inzulin láncot E. coli alkalmazásával szintetizáltuk, amelyet egy biológiailag aktív hormonmolekulához kapcsoltunk. Ahhoz, hogy egy egysejtű szervezet inzulinmolekulákat szintetizáljon a riboszómáin, szükséges a szükséges program, azaz a hormongén bevezetése.

Kémiailag kapjuk meg az inzulin vagy két gén génprogramozási bioszintézis prekurzorát, külön-külön programozva az A és B inzulin láncok bioszintézisét.

A következő lépés az inzulin prekurzor (vagy a láncgének külön-külön) génjének beépítése az E. coli genomjába, egy speciális E. coli törzsbe, amelyet laboratóriumi körülmények között termesztenek. Ezt a feladatot géntechnológia végzi.

A megfelelő restrikciós enzimmel rendelkező plazmidot E. coli-ból izoláljuk. A szintetikus gént a plazmidba inszertáljuk (klónozva az E. coli p-galaktozidáz funkcionálisan aktív C-terminális részével). Ennek eredményeként az E.coli megszerzi a galaktosidázból és inzulinból álló fehérje lánc szintetizálásának képességét. A szintetizált polipeptideket kémiailag hasítjuk az enzimből, majd tisztítjuk. A baktériumokban körülbelül 100 000 inzulin molekulát szintetizálnak baktériumsejtenként.

Az E. coli által termelt hormonanyag jellegét meghatározza, hogy melyik gént helyezzük be az egysejtű szervezet genomjába. Ha az inzulin prekurzor gént klónozzák, a baktérium szintetizálja az inzulin prekurzort, amelyet ezután restrikciós enzimkezelésnek vetünk alá, hogy a C-peptid izolálásával eltávolítsuk a prepity-t, ami biológiailag aktív inzulint eredményez.

A tisztított humán inzulin előállításához a biomasszából izolált hibrid fehérjét kémiai enzimatikus átalakításnak és megfelelő kromatográfiás tisztításnak vetjük alá (frontális, gélpermeációs, anioncsere). Rekombináns inzulint kaptunk a RAS Intézetben, genetikailag módosított E.coli törzsek felhasználásával. A termelt biomasszából előállított prekurzor, a teljes sejtfehérje 40% -ában kifejezett hibrid fehérje szabadul fel. In vitro inzulinná történő átalakítása ugyanabban a szekvenciában történik, mint az in vivo - a vezető polipeptidet elválasztjuk, a preproinsulin inzulinvá alakul át az oxidatív szulfitolízis szakaszaiban, majd három diszulfidkötés reduktív bezárásával és a C-peptid kötődés enzimatikus izolálásával. Egy sor kromatográfiás tisztítás után, beleértve az ioncserét, a gélt és a HPLC-t (nagy teljesítményű folyadékkromatográfia), nagy tisztaságú humán inzulint és természetes aktivitást kapunk.

A fúziós fehérjét expresszáló plazmid-beágyazott nukleotidszekvenciával rendelkező törzs használható, amely lineáris proinsulinból és az N-terminálisához kapcsolt A-féle Staphylococcus aureus fehérje fragmensből áll.

A rekombináns törzs sejtjeinek telített biomassza termesztése biztosítja a hibrid fehérje termelésének megkezdését, amelynek izolálása és szekvenciális átalakítása a csőben inzulinhoz vezet.

Egy másik mód is lehetséges: egy bakteriális expressziós rendszerben egy olyan fúziós rekombináns fehérjét mutatunk be, amely humán proinsulinból és egy polihisztidin farokból áll, amelyhez egy metionin-maradék kapcsolódik. Ezt izoláljuk a kelát-kromatográfiával, inkluzív testekből származó Ni-agaróz oszlopokon, és ciano-bromiddal emésztjük.

Az izolált fehérje S-szulfonált. A kapott proinzulin térképezési és tömegspektrometriás analízisét ioncserélő kromatográfiával, anioncserélőn és RP (fordított fázis) HPLC-vel (nagy teljesítményű folyadékkromatográfia) tisztítottuk, amely a natív humán proinsulin diszulfid hidaknak megfelelő diszulfidhidak jelenlétét mutatja.

Nemrégiben nagy figyelmet szenteltek a rekombináns inzulin géntechnikai módszerekkel történő előállításának egyszerűsítésére. Például előállítható olyan fúziós fehérje, amely az interleukin 2 vezető peptidéből áll, amely a proinsulin N-terminálisához kapcsolódik egy lizin-maradékon keresztül. A fehérjét hatékonyan expresszálják és lokalizálják a befogadó testekben. Az izolálás után a fehérjét tripszinnel hasítjuk az inzulin és a C-peptid előállítására.

A kapott inzulint és a C-peptidet RP HPLC-vel tisztítottuk. A fúziós struktúrák létrehozásakor a hordozófehérje tömegaránya a célpolipeptidhez nagyon jelentős. A C-peptideket a fej-farok elvével kapcsoljuk össze az Sfi I restrikciós helyet hordozó aminosav távtartókkal és a távtartó elején és végén két argininmaradékkal a fehérje tripszinnel történő további hasítására. A HPLC hasítási termékek azt mutatják, hogy a C-peptid hasítása kvantitatív, és ez lehetővé teszi a multimer szintetikus gének módszerének alkalmazását célpont polipeptidek ipari méretben történő előállítására.

következtetés

A cukorbetegség abszolút vagy relatív inzulinhiány okozta krónikus betegség. Jellemzője a szénhidrátok hiperglikémiával és glükozuriaval való mély metabolikus rendellenessége, valamint számos genetikai és külső tényező által okozott egyéb anyagcsere rendellenesség.

Az eddigi inzulin radikális, és a legtöbb esetben az egyetlen módja a cukorbetegek életének és fogyatékosságának fenntartására. Az inzulin beadása és bevezetése előtt a klinikára 1922-1923-ban. Cukorbetegségben szenvedő betegeknél a betegség kezdetétől számított egy-két évig halálos kimenetelű várakozás volt, annak ellenére, hogy a leginkább legyengítő étrendet alkalmazták. Cukorbetegségben szenvedő betegeknél az inzulinnal egész életen át tartó helyettesítő terápia szükséges. Az inzulin rendszeres bevezetésének különböző okai miatt bekövetkező megszűnés a szövődmények gyors kialakulásához és a beteg közvetlen halálához vezet.

Jelenleg a cukorbetegség prevalenciáját tekintve a kardiovaszkuláris és onkológiai megbetegedések után 3. helyen van. Az Egészségügyi Világszervezet szerint a cukorbetegség elterjedtsége a felnőttek körében a világ legtöbb régiójában 2-5%, és a betegek száma 15 évenként közel kétszer növekszik. Annak ellenére, hogy az egészségügyi ellátás területén nyilvánvaló előrelépés történt, az inzulinfüggő betegek száma évente növekszik, és jelenleg Oroszországban egyedül mintegy 2 millió ember van.

A hazai emberi genetikai inzulin gyógyszereinek létrehozása új lehetőségeket nyit meg a cukorbetegség számos problémájának megoldására Oroszországban, hogy megmentse a cukorbetegek millióinak életét.

1. Biotechnológia: tankönyv egyetemeknek / szerk. NS Egorova, V.D. Samuilova.- M: Higher School, 1987, 15-25.

2. Géntechnológiával módosított humán inzulin. A kromatográfiás szétválasztás hatékonyságának javítása a bifunkciós elv alapján. / Romanchikov, AB, Yakimov, S. A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, AM, Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, 2. szám

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. A mikroorganizmusok ipari törzseinek létrehozásának modern módszerei // Biotechnológia. Vol. 2. M.: Felsőiskola, 1988. 208 p.

4. A tripszin és a karboxipeptidáz B immobilizálása módosított szilícium-dioxidokra és azok alkalmazása a rekombináns humán proinzulin inzulinra történő átalakításában. Kudryavtseva N. E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A. I., Maltsev K. V., Rumsh L.D. // Vegyi gyógyszerészet. J., 1995 - 29, No. 1, 61-64.

5. A gyógyszerészeti biotechnológia alapjai: tanulmányi útmutató / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-on-Don: Phoenix; Tomszk: Kiadóház NTL, 2006.

6. Az inzulinfragmensek szintézise és fizikai-kémiai és immunológiai tulajdonságainak vizsgálata. Panin L. E., Tuzikov F. V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganikus kémia, 1997–23, 12. szám, 953–960

Az inzulin története

Az inzulin létrehozásának története;

Érdekes tények az inzulin felfedezéséről

tanulmány

szintézis

prémium

Kábítószer-gyártás

tárolás

Inzulin története, aki az inzulint feltalálta

A kutatás kezdete...

Inzulin felfedezés

Az inzulin története. Nézd meg a múltat

Az inzulin létrehozásának előfeltételei

Frederick Banting ötlete

Klinikai vizsgálatok

Nobel-díj

Inzulin felfedezés története

Inzulin, mint egy Langerhans hasnyálmirigy-szigetének béta-sejtjeiben előállított peptidhormon. A sejtmembránok permeabilitásának biztosítása a glükózmolekulák fő funkciójaként. Az inzulin készítmények osztályozása és átvétele.

Küldje el jó munkáját a tudásbázisban egyszerű. Használja az alábbi űrlapot.

bevezetés

Inzulin felfedezés története

Inzulin típusok

Inzulin termelés

következtetés

Tudjon Meg Többet A Cukorbetegség

Diabetes Tünetei

A Glikémiás Index