R3 dài IGF-I(liên kết:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) là một phân tử polypeptide tổng hợp có lịch sử khám phá bắt đầu từ những năm 1970. Vào thời điểm đó, các nhà nghiên cứu bắt đầu chú ý đến vai trò quan trọng của yếu tố tăng trưởng giống như insulin nội sinh (IGF-I) trong việc kiểm soát sự tăng trưởng và trao đổi chất, và cố gắng thiết kế cấu trúc phân tử tương tự như IGF-I nhưng mang tính sinh học và dược phẩm hơn. Một loại phân tử peptit mới có giá trị ứng dụng.
1. Việc phát hiện và nghiên cứu IGF-I:
Vào đầu những năm 1950, các nhà nghiên cứu bắt đầu khám phá sự tồn tại và chức năng của các yếu tố tăng trưởng giống như insulin. Vào những năm 1960, một số tổ chức nghiên cứu đã phân lập được một loại protein mới có hoạt tính tăng sinh tế bào và thúc đẩy tăng trưởng từ huyết thanh động vật, được gọi là hormone tăng trưởng (GH). Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một loại protein khác có liên quan chặt chẽ với GH từ huyết thanh động vật và các mô khác, được gọi là IGF-I.
IGF-I là một protein phân tử nhỏ bao gồm 70 gốc axit amin và cấu trúc của nó tương tự như insulin người. IGF-I chủ yếu được tổng hợp bởi gan, có liên quan chặt chẽ đến tác dụng sinh lý của GH và có thể điều chỉnh sự tăng sinh, biệt hóa và chuyển hóa tế bào thông qua sự tương tác giữa các thụ thể của chính nó và thụ thể yếu tố tăng trưởng giống insulin (IGF-IR).
Vào những năm 1970, khi nghiên cứu sâu hơn về IGF-I, các nhà nghiên cứu bắt đầu khám phá cấu trúc phân tử và đặc tính sinh học của nó, đồng thời cố gắng phát triển một phân tử tương tự IGF-I có giá trị hơn.
2. Phát hiện và nghiên cứu R3 IGF-I dài:
Từ cuối những năm 1970 đến đầu những năm 1980, một số nhà nghiên cứu bắt đầu sửa đổi trình tự đầu cuối N của IGF-I và thiết kế một chất tương tự IGF-I với cấu trúc phân tử ổn định hơn, tổng hợp và sử dụng dễ dàng hơn. Trên cơ sở này, R3 IGF-I dài ra đời.
R3 IGF-I dài sử dụng arabinosyl-Ala-Pro-Ala (Apa) để thay thế trình tự Gln-Pro-Arg-Gly của IGF-I nội sinh, dẫn đến thời gian bán hủy trong huyết tương dài hơn và không dễ bị ràng buộc và loại bỏ bởi Protein liên kết với IGF (IGFBP). Ngoài ra, R3 IGF-I dài cũng được biến đổi bằng cách thêm 13 trình tự axit amin (bao gồm Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) tại đầu C, đưa vào các liên kết disulfua và cấu trúc xoắn ốc, v.v., để nó có hoạt tính sinh học cao hơn và tiềm năng ứng dụng dược phẩm.
Trong quá trình nghiên cứu và phát triển R3 IGF-I dài, một số nhà nghiên cứu cũng đã cố gắng cải thiện hiệu quả biểu hiện và chi phí sản xuất của nó thông qua công nghệ chuyển gen và các phương tiện khác. Ví dụ, R3 IGF-I dài được thể hiện bằng các hệ vi sinh vật như Escherichia coli và nấm men, đồng thời được tinh chế và phân tách bằng cách xử lý axit, sắc ký ngược dòng và các công nghệ khác, cuối cùng thu được sản phẩm R3 IGF-I dài có độ tinh khiết cao.
Trong quá trình nghiên cứu lâu dài, theo cấu trúc đặc biệt của LONG R3 IGF-I, là một phân tử polypeptide có cấu trúc tương tự IGF-I nội sinh và có thêm 13 axit amin, các phương pháp tổng hợp khác nhau đã được nghiên cứu để sản xuất. Quá trình chuẩn bị dài R3 IGF-I chủ yếu có các phương pháp sau:
1. Phương pháp tổng hợp hóa học:
Tổng hợp hóa học là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để điều chế R3 IGF-I dài. Quá trình tổng hợp hóa học của R3 IGF-I dài được thực hiện dựa trên trình tự axit amin đã biết của IGF-I, và 13 trình tự axit amin bổ sung được thêm vào ở đầu tận cùng N của R3 IGF-I dài. Tổng hợp yêu cầu sử dụng nhiều nhóm bảo vệ để đảm bảo tính chọn lọc axit amin và hiệu quả phản ứng. Thông thường, đoạn peptit được bảo vệ của axit amin đích trước tiên được điều chế bằng phương pháp tổng hợp pha rắn, sau đó được tổng hợp ở pha lỏng thành phân tử R3 IGF-I dài.
2. Luật Công nghệ sinh học:
Phương pháp công nghệ sinh học chủ yếu sử dụng các tế bào đã được thao tác di truyền để biểu hiện protein tái tổ hợp và biểu hiện LONG R3 IGF-I bằng cách thay đổi trình tự gen và vectơ biểu hiện. Trong phương pháp này, gen LONG R3 IGF-I có thể được đưa vào tế bào chủ để biểu hiện bằng công nghệ tái tổ hợp gen, vec tơ lentivirus, vec tơ plasmid, v.v. Phương pháp này có thể tạo ra một lượng lớn LONG R3 IGF-I và cũng có thể tối ưu hóa hiệu ứng biểu hiện và thanh lọc của nó bằng cách thay đổi trình tự tín hiệu bài tiết và vectơ.
3. Phương pháp enzym:
Phương pháp sử dụng enzym chủ yếu sử dụng các enzym đặc hiệu như pepsin và enzym cơ nghêu để phân cắt protein tiền chất R3 IGF-I dài để thu được monome R3 IGF-I DÀI, đồng thời tránh được các sản phẩm phụ không cần thiết. Trong phương pháp này, trước tiên cần thu được chất nền chứa protein tiền thân R3 IGF-I dài, sau đó phản ứng ở nhiệt độ thích hợp bằng cách thêm enzyme và kiểm soát độ pH, v.v., để cuối cùng thu được chất đích LONG R3 IGF-I.
4. Phương pháp biến tính protein:
Phương pháp sửa đổi protein chủ yếu sử dụng IGF-I nội sinh được tổng hợp để sửa đổi nó để đạt được hiệu quả của IGF-I R3 dài. Trong phương pháp này, đầu tận cùng N của IGF-I nội sinh thường được đưa vào 13 trình tự cụ thể để làm cho nó có tác dụng của R3 IGF-I dài. Ngoài ra, hoạt tính sinh học và thời gian bán hủy của R3 IGF-I dài có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách thay đổi nhóm đầu C.
Tóm lại, các phương pháp tổng hợp R3 dài IGF-I bao gồm tổng hợp hóa học, công nghệ sinh học, biến đổi enzyme và protein, và mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ tổng hợp hóa học, công nghệ kỹ thuật di truyền và các lĩnh vực khác, công nghệ điều chế R3 IGF-I dài cũng sẽ được cải thiện và nâng cao hơn nữa.