Dlouhá R3 IGF-I(odkaz:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) je syntetická polypeptidová molekula, jejíž historie objevů začala v 70. letech 20. století. V té době začali vědci věnovat pozornost důležité roli endogenního inzulinu podobného růstového faktoru-I (IGF-I) při řízení růstu a metabolismu a pokusili se navrhnout molekulární strukturu podobnou IGF-I, ale více biologické a farmaceutické. Nový typ molekuly peptidu s aplikační hodnotou.
1. Objev a výzkum IGF-I:
Na počátku 50. let minulého století začali vědci zkoumat existenci a funkci růstových faktorů podobných inzulínu. V 60. letech 20. století některé výzkumné organizace izolovaly ze zvířecího séra nový typ proteinu s buněčnou proliferací a aktivitou podporující růst, nazývanou růstový hormon (GH). Později vědci objevili další protein blízce příbuzný GH ze zvířecího séra a dalších tkání, nazvaný IGF-I.
IGF-I je malomolekulární protein sestávající ze 70 aminokyselinových zbytků a jeho struktura je podobná lidskému inzulínu. IGF-I je syntetizován hlavně játry, což úzce souvisí s fyziologickými účinky GH a může regulovat buněčnou proliferaci, diferenciaci a metabolismus prostřednictvím interakce mezi svými vlastními receptory a receptorem růstového faktoru podobného inzulínu (IGF-IR).
V 70. letech 20. století, když se výzkum IGF-I prohluboval, začali výzkumníci zkoumat jeho molekulární strukturu a biologické vlastnosti a pokusili se vyvinout hodnotnější molekulu analogu IGF-I.
2. Objev a výzkum dlouhého R3 IGF-I:
Od konce 70. let do začátku 80. let začali někteří výzkumníci modifikovat N-terminální sekvenci IGF-I a navrhli analog IGF-I se stabilnější molekulární strukturou a snadnější syntézou a použitím. Na tomto základě se zrodil dlouhý R3 IGF-I.
Long R3 IGF-I používá arabinosyl-Ala-Pro-Ala (Apa) k nahrazení Gln-Pro-Arg-Gly sekvence endogenního IGF-I, což vede k delšímu poločasu v plazmě a snadno se neváže a odstraňuje IGF-binding protein (IGFBP). Kromě toho byl dlouhý R3 IGF-I také modifikován přidáním 13 aminokyselinových sekvencí (včetně Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) na C-konci, zavedením disulfidových vazeb a -helikálních struktur atd., takže má vyšší biologickou aktivitu a potenciál pro farmaceutické použití.
Během výzkumu a vývoje dlouhého R3 IGF-I se někteří výzkumníci také pokusili zlepšit jeho expresní účinnost a výrobní náklady pomocí transgenní technologie a dalších prostředků. Například dlouhý R3 IGF-I byl exprimován mikrobiálními systémy, jako je Escherichia coli a kvasinky, a purifikován a separován působením kyseliny, protiproudovou chromatografií a dalšími technologiemi, a nakonec byl získán vysoce čistý dlouhý R3 IGF-I produkt.
Během dlouhého výzkumného procesu, podle speciální struktury LONG R3 IGF-I, což je molekula polypeptidu podobnou strukturou jako endogenní IGF-I a má dalších 13 aminokyselin, byly pro výrobu studovány různé syntetické metody. Proces přípravy dlouhého R3 IGF-I má především následující metody:
1. Metoda chemické syntézy:
Chemická syntéza je jednou z nejčastěji používaných metod pro přípravu dlouhého R3 IGF-I. Chemická syntéza dlouhého R3 IGF-I byla provedena na základě známé aminokyselinové sekvence IGF-I a dalších 13 aminokyselinových sekvencí přidaných na N-konec dlouhého R3 IGF-I. Syntéza vyžaduje použití více ochranných skupin k zajištění selektivity aminokyselin a účinnosti reakce. Obvykle se chráněný peptidový segment cílové aminokyseliny nejprve připraví syntézou na pevné fázi a poté se sestaví do dlouhé molekuly R3 IGF-I syntézou v kapalné fázi.
2. Biotechnologický zákon:
Biotechnologická metoda používá hlavně upravené buňky k expresi rekombinantních proteinů a exprimuje LONG R3 IGF-I změnou genových sekvencí a expresních vektorů. V tomto způsobu může být gen LONG R3 IGF-I zaveden do hostitelské buňky pro expresi pomocí technologie genové rekombinace, lentivirového vektoru, plazmidového vektoru a podobně. Tento způsob může produkovat velké množství LONG R3 IGF-I a může také optimalizovat jeho expresi a purifikační účinek změnou vektoru a sekvence sekrečního signálu.
3. Enzymatická metoda:
Enzymatická metoda využívá především specifické enzymy, jako je pepsin a enzym škeblí, ke štěpení dlouhého prekurzorového proteinu R3 IGF-I za účelem získání monomeru LONG R3 IGF-I, přičemž se vyhýbá zbytečným vedlejším produktům. Při této metodě je třeba nejprve získat matrici obsahující dlouhý prekurzorový protein R3 IGF-I a poté ji nechat reagovat při vhodné teplotě přidáním enzymů a regulací pH atd., aby se nakonec získala cílová látka LONG R3 IGF-I.
4. Metoda modifikace bílkovin:
Metoda modifikace proteinu využívá především syntetizovaný endogenní IGF-I k jeho modifikaci za účelem dosažení efektu dlouhého R3 IGF-I. V této metodě je N-konec endogenního IGF-I obvykle zaveden do 13 specifických sekvencí, aby měl účinek dlouhého R3 IGF-I. Kromě toho lze biologickou aktivitu a poločas dlouhého R3 IGF-I dále zlepšit změnou C-koncové skupiny.
Stručně řečeno, metody syntézy dlouhého R3 IGF-I zahrnují chemickou syntézu, biotechnologii, enzymatickou a proteinovou modifikaci a každá metoda má své výhody, nevýhody a rozsah použití. S neustálým vývojem technologie chemické syntézy, technologie genetického inženýrství a dalších oborů bude také technologie přípravy dlouhého R3 IGF-I dále zdokonalována a zdokonalována.