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想要了解蛋白,还得从基因说起
点击次数:116 发布时间:2019-01-10 返回

晶抗分享:想要了解蛋白,还得从基因说起

那么,什么是基因,基因有多重要呢?简单的说,基因就是遗传因子,是具有遗传效应的DNA片段。基因数目庞大,各有各的序列,这种序列决定生长、衰老、病死等一切生命现象,也是决定生命健康的内在因素。某个基因序列的改变,甚至只是某一个位点的突变都会引起身体表观上的极大改变。用来确定某个基因位点是否存在突变的基因探针技术用于疾病诊断在近年来取得了重大突破。
   基因如此神奇,但是本身不能发挥生物效应,必须通过在体内表达的产物——蛋白质来完成。蛋白质是生命的物质基础,是生命活动的主要承担者,没有蛋白质就没有生命。机体的每一个细胞、每个一组织都是由蛋白质组成的。蛋白质是由20多种氨基酸按不同比例以脱水缩合的方式,按一定顺序连成多肽链,一条或一条以上的多肽链按照特定方式结合,卷曲折叠形成具有一定空间结构的生物大分子,这种比例和顺序是由基因序列决定的。多个蛋白质可以结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,折叠或螺旋构成一定的空间结构,发挥某一特定功能。
   人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,不断进行着代谢与更新。特定蛋白质的缺乏会导致某些功能的丧失,比如Ⅰ型糖尿病的发生就是由于胰岛素的缺乏引起的。通过检测体内胰岛素含量高低可以作为糖尿病的鉴别诊断,外源性胰岛素主要用于糖尿病治疗。胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等刺激而分泌的一种蛋白质激素,由胰岛素原经专一性蛋白酶——胰岛素原转化酶的作用形成,由胰岛素降解酶降解。胰岛素的生物作用是通过与胰岛素受体结合而启动的,胰岛素受体为胰岛素起作用的靶细胞膜上特定部位,是一种糖蛋白,具有胰岛素结合位点。胰岛素样生长因子与胰岛素结构有同源性,是一类多功能细胞增殖调控因子。体内对抗胰岛素的激素主要有胰高血糖素、肾上腺皮质激素和生长激素等,它们都能使血糖升高。接受异源性胰岛素治疗的糖尿病病人,其血清中常有抗胰岛素抗体存在,这种抗体能结合胰岛素形成复合物,使胰岛素失活,这是糖尿病病人对胰岛素抵抗产生耐药性的主要原因之一。以上所说的胰岛素、胰岛素原、胰岛素原转化酶、胰岛素降解酶、胰岛素受体、胰岛素样生长因子和胰高血糖素、肾上腺皮质激素、生长激素、抗胰岛素抗体都是蛋白质。
所以,探索生命的奥秘以及了解疾病发生发展的机理必须先研究蛋白质。要研究蛋白,首先要获取这种蛋白。那么,如何获得我们感兴趣的蛋白呢?直接从人体或者动物体内提取吗?那显然是不现实的,因为机体的细胞或组织中往往包含大量不同种类与性质的蛋白,大多含量小之又小,相互关系十分复杂,以至于根本无法分离纯化。
   这时,还得请蛋白的祖宗——基因出马,运用基因工程技术,可以直接在体外获取蛋白。
   在体内,基因会在核糖体内完成它的蜕变,那就是转变为蛋白质,在生物学中,称之为翻译。翻译在生物体内无时不刻都在进行着。如果能在体外克隆这个过程,是不是就可以轻易得到任何一个想要的蛋白呢?近年来,基因工程技术的诞生使得体外翻译成为可能,已经能够利用大肠杆菌或某些人类来源的细胞在体外“生产”蛋白质。也就是说,只要有基因这个“种子”,就能在体外“种”出想要的任何蛋白。劲马公司早就通过分子克隆获得了多个物种来源的不同类别的“种子”,比如人、小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、鸡、猴、猪、马、牛、羊等不同物种来源的与炎症、肿瘤、代谢、凝血等等各类疾病相关的基因片段,也就是基因文库。
   蛋白质的不同在于其氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链空间结构的不同,蛋白质的氨基酸序列由对应基因所编码,空间结构决定于氨基酸序列本身,通过氢键或范德华力等作用力实现。蛋白质不仅具有一级结构,还具有二级、三级结构,甚至四级结构。一级结构只是蛋白质的基本结构,称之为低级结构。如果想让蛋白质有更多的生物功能则必须赋予它们更复杂的空间结构,称之为结构。目前的基因工程技术已经能够满足生命科学对蛋白质的一级结构表达的基本要求,但是对于结构则需要更的工具进行表达,那就是通常所说的真核表达。
   蛋白除了本身具有生理功能以外,还具有免疫原性,因此同源性蛋白可以作为药品用于临床,异源性蛋白可以用来免疫产生抗体,疫苗经常就是一组蛋白的有机结合体。上海晶抗公司能够提供的蛋白有一万一千多种,除少数来自天然提取或多肽合成以外,大部分是重组蛋白,包括一部分真核表达重组蛋白,目前都只能作为生命科学研究工具使用。任何一种蛋白药品或疫苗的研发都是一件非常复杂的系统工程,任重而道远。

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