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研究胰島素的合成分泌用什麼方法

發布時間:2024-06-01 20:24:20

⑴ 胰島素的合成

胰島素也是一種蛋白質,合成蛋白質無非就那幾種方法:將編碼該蛋白的RNA序列掌握後,就可從氨基酸排列順序通過遺傳密碼轉換成核苷酸順序,為人工合成基因提供藍圖.

生物工程 合成蛋白:在2月份的《自然生物化學》雜志上,設在日本Wako的RIKEN研究所的生物化學家Ichiro Hirao、Shigeyuki Yokoyama和同事報告了一種調整較少的方法。研究小組復制了大腸桿菌的基因片斷,並用實驗室合成的一個鹼基對替換了基因上的鹼基對。然後,他們將這個經過修改的基因插入到另一段長得多的大腸桿菌DNA中,再把這些DNA倒入破碎的酵母細胞和大腸桿菌細胞的混合物中。來自酵母細胞的蛋白質「寫下」一段RNA信息,並將其送到空餘的大腸桿菌蛋白製造位點上,從而使該基因得到轉錄。經過特別設計的轉運RNA將新的氨基酸運送到蛋白質製造位點,並將其放置在蛋白鏈中適當的位置上。盡管目前的實驗只能生產出少量蛋白質,但Hirao確信能使這個方法變得更加高效。

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如何使用基因工程的方法合成人胰島素

將人的胰島素基因送到大腸桿菌細胞中,使得大腸桿菌自身可以合成胰島素。

科學家們把人的胰島素基因送到大腸桿菌的細胞里,讓胰島素基因和大腸桿菌的遺傳物質相結合。人的胰島素基因在大腸桿菌的細胞里指揮著大腸桿菌生產出了人的胰島素。

隨著大腸桿菌的繁殖,胰島素基因也一代代的傳了下去,後代的大腸桿菌也能生產胰島素。這種帶上了人工給予的新的遺傳性狀的細菌,被稱為基因工程菌。

帶有人的胰島素基因的基因工程菌放到大型的發酵罐里,給它提供合適的條件和營養物質,進行人工培養,可以大量繁殖,生產出大量的人胰島素。大腸桿菌就成為生產胰島素的「活工廠」。1981年人胰島素基因產品已投入市場,解決了胰島素葯源不足的問題。

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進行基因工程的方法流程為:

1、提取目的基因

獲取目的基因是實施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗細菌)基因,種子的貯藏蛋白的基因,以及人的胰島素基因干擾素基因等,都是目的基因。

直接分離基因最常用的方法是「鳥槍法」,又叫「散彈射擊法」。

鳥槍法的具體做法:用限制酶將供體細胞中的DNA切成許多片段,將這些片段分別載入運載體,然後通過運載體分別轉入不同的受體細胞,讓供體細胞提供的DNA的所有片段分別在各個受體細胞中大量復制,從中找出含有目的基因的細胞,再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來。

2、目的基因與運載體結合

基因表達載體的構建(即目的基因與運載體結合)是實施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。將目的基因與運載體結合的過程,實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。

如果以質粒作為運載體,首先要用一定的限制酶切割質粒,使質粒出現一個缺口,露出黏性末端。然後用同一種限制酶切斷目的基因,使其產生相同的黏性末端。

將切下的目的基因的片段插入質粒的切口處,首先鹼基互補配對結合,兩個黏性末端吻合在一起,鹼基之間形成氫鍵,再加入適量DNA連接酶,催化兩條DNA鏈之間形成磷酸二酯鍵,從而將相鄰的脫氧核糖核酸連接起來,形成一個重組DNA分子。

如人的胰島素基因就是通過這種方法與大腸桿菌中的質粒DNA分子結合,形成重組DNA分子(也叫重組質粒)。

3、將目的基因導入受體細胞

將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子後,下一步是將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增。

基因工程中常用的受體細胞有大腸桿菌,枯草桿菌,土壤農桿菌,酵母菌和動植物細胞等。

4、目的基因的檢測和表達

目的基因導入受體細胞後,是否可以穩定維持和表達其遺傳特性,只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。

以上步驟完成後,在全部的受體細胞中,真正能夠攝入重組DNA分子的受體細胞是很少的。因此,必須通過一定的手段對受體細胞中是否導入了目的基因進行檢測。重組DNA分子進入受體細胞後,受體細胞必須表現出特定的性狀,才能說明目的基因完成了表達過程。

⑷ 人工合成胰島素是什麼技術

1921年,加拿大多倫多大學的弗雷德里克·班廷和查爾斯·貝斯特從狗的體內分離出一種活性物質——胰島素。他們把這種物質注入一條患有糖尿病、瀕臨死亡的狗身上,這條狗的病情很快就出現了好轉。

第二年,他們在一名生命垂危的14歲男孩子身上嘗試類似的實驗成功後,這種激素進入大規模生產。盡管它不能徹底治癒糖尿病,但它是一種重要的救命葯物。

人工合成蛋白質是人們嚮往已久的,也是人類向生物活性、向生命進軍的首要方向。蛋白質如果能通過人工合成,那麼,它的意義將不僅僅是找到了無機與有機、無生命與有生命的物質之間的關系,而且,將進一步揭示和證實關於生命、靈魂等許多重大問題的認識。由於一些多肽和蛋白質的化學結構,特別是胰島素的一級結構被陸續認識,通過人工方法合成具有生物活性的多肽和蛋白質的任務,就擺在了世界各國的科學工作者的面前。

就在世界各國的科學家把目光聚集在蛋白質的人工合成問題上時,1958年,中國科學院上海生物化學研究所、上海有機化學研究所以及北京大學的科學家鄒承魯、鈕經義、龔岳亭、汪猷、邢其毅等眾多科學家聯合攻關,向科學高峰發起了沖擊。

大家知道,1958年在中國歷史上是一個特殊的年代,在一個政治上處於困境、技術上缺乏基礎的艱苦環境中,中國的科學家要攻克生命禁區的堡壘談何容易!科學家的實驗所用去的化學溶劑足以灌滿一個游泳池,而他們在那些不分晝夜的日子裡所灑下的汗水,又何嘗不能灌滿一個游泳池!

1959年,在各位科學工作者的合力協作下,實現了構成天然胰島素的A、B兩條肽鏈的拆分和重新組合的工作。在此基礎上,北京大學生物系在國內率先合成了具有生物活性的9肽——催產素。接著中國科學院化學研究所和北京大學化學系組織了協作組,經過若干年的艱苦努力,終於在1965年獲得了人工合成的牛胰島素,並製成結晶。這是世界上第一次用人工方法合成的一種具有生物活性的蛋白質,在科學技術和哲學上都具有極其重要的意義,而且為醫葯工業合成比天然產物更為有效的多肽抗生素、激素等葯物開辟了廣闊的前景。

發現胰島素的班廷

人工合成蛋白質的成功,是人類在認識生命、揭開生命奧秘的征途上向前跨進了重要一步。它標志著人工合成蛋白質的時代已經開始了。

人工合成牛胰島素的成功,說明人類在研究生命的歷程中又邁出了一大步。由人工合成胰島素派生的活性多肽研究也蓬蓬勃勃地發展起來了。已經人工合成的,除了催產素、增血壓素、加壓素類似物外,還有促黃體素釋放激素、促甲狀腺素釋放激素、胰高血糖素等多肽激素。此外,蛋白質的結構與功能的研究也在深入探索中。

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