Дълъг R3 IGF-I(линк:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) е синтетична полипептидна молекула, чиято история на откриването започва през 70-те години на миналия век. По това време изследователите започнаха да обръщат внимание на важната роля на ендогенния инсулиноподобен растежен фактор-I (IGF-I) в контролирането на растежа и метаболизма и се опитаха да проектират молекулярна структура, подобна на IGF-I, но по-биологична и фармацевтична Нов тип пептидна молекула с приложна стойност.
1. Откриването и изследването на IGF-I:
В началото на 50-те години на миналия век изследователите започват да изследват съществуването и функционирането на инсулиноподобни растежни фактори. През 60-те години на миналия век някои изследователски организации изолират нов тип протеин с клетъчна пролиферация и стимулираща растежа активност от животински серум, наречен растежен хормон (GH). По-късно изследователите откриха друг протеин, тясно свързан с GH от животински серум и други тъкани, наречен IGF-I.
IGF-I е малък молекулен протеин, състоящ се от 70 аминокиселинни остатъка и неговата структура е подобна на човешкия инсулин. IGF-I се синтезира главно от черния дроб, който е тясно свързан с физиологичните ефекти на GH и може да регулира клетъчната пролиферация, диференциация и метаболизъм чрез взаимодействието между собствените рецептори и рецептора на инсулиноподобния растежен фактор (IGF-IR).
През 70-те години на миналия век, когато изследването на IGF-I се задълбочи, изследователите започнаха да изследват неговата молекулярна структура и биологични свойства и се опитаха да разработят по-ценна аналогова молекула на IGF-I.
2. Откриване и изследване на дългия R3 IGF-I:
От края на 1970-те до началото на 1980-те някои изследователи започнаха да модифицират N-терминалната последователност на IGF-I и проектираха аналог на IGF-I с по-стабилна молекулярна структура и по-лесен синтез и употреба. На тази основа се роди дългият R3 IGF-I.
Long R3 IGF-I използва арабинозил-Ala-Pro-Ala (Apa), за да замени последователността Gln-Pro-Arg-Gly на ендогенния IGF-I, което води до по-дълъг полуживот в плазмата и не се свързва лесно и се изчиства от IGF-свързващ протеин (IGFBP). В допълнение, дългият R3 IGF-I също беше модифициран чрез добавяне на 13 аминокиселинни последователности (включително Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) в С-края, въвеждане на дисулфидни връзки и -спирални структури и т.н., така че да има по-висока биологична активност и потенциал за фармацевтично приложение.
По време на изследването и разработването на дългия R3 IGF-I някои изследователи също се опитаха да подобрят ефективността на експресията и производствените разходи чрез трансгенна технология и други средства. Например, дълъг R3 IGF-I се експресира от микробни системи като Escherichia coli и дрожди и се пречиства и разделя чрез киселинно третиране, противотокова хроматография и други технологии, и накрая се получава продукт с висока чистота дълъг R3 IGF-I.
По време на дългия изследователски процес, според специалната структура на LONG R3 IGF-I, която е полипептидна молекула, подобна по структура на ендогенния IGF-I и има допълнителни 13 аминокиселини, са изследвани различни синтетични методи за производство. Процесът на приготвяне на дълъг R3 IGF-I има главно следните методи:
1. Метод на химичен синтез:
Химическият синтез е един от най-често използваните методи за получаване на дълъг R3 IGF-I. Химическият синтез на дълъг R3 IGF-I беше извършен на базата на известната аминокиселинна последователност на IGF-I и допълнителни 13 аминокиселинни последователности, добавени в N-края на дългия R3 IGF-I. Синтезът изисква използването на множество защитни групи, за да се осигури селективност на аминокиселини и ефективност на реакцията. Обикновено защитеният пептиден сегмент на целевата аминокиселина първо се приготвя чрез твърдофазов синтез и след това се сглобява в дълга R3 IGF-I молекула чрез течнофазов синтез.
2. Закон за биотехнологиите:
Биотехнологичният метод използва главно конструирани клетки за експресия на рекомбинантни протеини и експресира LONG R3 IGF-I чрез промяна на генни последователности и експресионни вектори. При този метод генът LONG R3 IGF-I може да бъде въведен в клетката гостоприемник за експресия чрез технология за генна рекомбинация, лентивирусен вектор, плазмиден вектор и други подобни. Този метод може да произведе голямо количество LONG R3 IGF-I и може също да оптимизира неговата експресия и ефект на пречистване чрез промяна на вектора и последователността на сигнала за секреция.
3. Ензимен метод:
Ензимният метод използва главно специфични ензими като пепсин и мускулен ензим от мида, за да разцепи дългия R3 IGF-I прекурсорен протеин, за да получи мономера LONG R3 IGF-I, като същевременно избягва ненужните странични продукти. При този метод първо трябва да се получи матрицата, съдържаща дългия R3 IGF-I прекурсорен протеин и след това да реагира при подходяща температура чрез добавяне на ензими и контрол на pH и т.н., за да се получи накрая целевото вещество LONG R3 IGF-I.
4. Метод за модификация на протеини:
Методът за модификация на протеина използва главно синтезирания ендогенен IGF-I, за да го модифицира, за да постигне ефекта на дългия R3 IGF-I. При този метод N-терминалът на ендогенния IGF-I обикновено се въвежда в 13 специфични последователности, за да има ефекта на дълъг R3 IGF-I. В допълнение, биологичната активност и полуживотът на дългия R3 IGF-I могат да бъдат допълнително подобрени чрез промяна на С-терминалната група.
За да обобщим, методите за синтез на дългия R3 IGF-I включват химичен синтез, биотехнология, ензимна и протеинова модификация и всеки метод има своите предимства, недостатъци и обхват на приложение. С непрекъснатото развитие на технологията за химически синтез, технологията на генното инженерство и други области, технологията за приготвяне на дълъг R3 IGF-I също ще бъде допълнително подобрена и подобрена.