⑴ 胰岛素的合成
胰岛素也是一种蛋白质,合成蛋白质无非就那几种方法:将编码该蛋白的RNA序列掌握后,就可从氨基酸排列顺序通过遗传密码转换成核苷酸顺序,为人工合成基因提供蓝图.
生物工程 合成蛋白:在2月份的《自然生物化学》杂志上,设在日本Wako的RIKEN研究所的生物化学家Ichiro Hirao、Shigeyuki Yokoyama和同事报告了一种调整较少的方法。研究小组复制了大肠杆菌的基因片断,并用实验室合成的一个碱基对替换了基因上的碱基对。然后,他们将这个经过修改的基因插入到另一段长得多的大肠杆菌DNA中,再把这些DNA倒入破碎的酵母细胞和大肠杆菌细胞的混合物中。来自酵母细胞的蛋白质“写下”一段RNA信息,并将其送到空余的大肠杆菌蛋白制造位点上,从而使该基因得到转录。经过特别设计的转运RNA将新的氨基酸运送到蛋白质制造位点,并将其放置在蛋白链中适当的位置上。尽管目前的实验只能生产出少量蛋白质,但Hirao确信能使这个方法变得更加高效。
⑵ 涓锲界戝﹀舵槸濡备綍瀹屾垚浜哄伐鑳板矝绱犵殑钖堟垚
涓锲界戝﹀跺畬鎴愪汉宸ヨ俨宀涚礌镄勫悎鎴愮殑鏂规硶鏄锛氱戝﹀朵滑灏呜俨宀涚礌镄勪袱𨱒¢摼鍒嗗埆钖堟垚锛岀劧钖庡啀阃氲繃鍖栧﹀弽搴斿皢瀹冧滑缁勮呭湪涓璧枫
涓锲界戝﹀跺畬鎴愪汉宸ヨ俨宀涚礌镄勫悎鎴愶纴鏄涓栫晫棣栦釜浜虹被鍦ㄥ疄楠屽ら噷浜哄伐钖堟垚镄勫叿链夌敓鐗╂椿镐х殑铔嬬槠璐锛屽瑰綋镞剁敓鐗╃晫𨱒ヨ存槸涓娆¢吨澶ч潻锻姐
鍦ㄥ悎鎴愯繃绋嬩腑锛岀戝﹀朵滑灏呜俨宀涚礌镄勪袱𨱒¢摼鍒嗗埆钖堟垚锛岀劧钖庡啀阃氲繃鍖栧﹀弽搴斿皢瀹冧滑缁勮呭湪涓璧枫傝繖涓杩囩▼闇瑕侀潪甯哥簿纭镄勬带鍒讹纴锲犱负涓嶅悓镄勬皑锘洪吀缁勫悎浼氢骇鐢熶笉钖岀殑缁撴灉銆傛渶缁堬纴绉戝﹀朵滑鎴愬姛鍦板悎鎴愪简浜哄伐鑳板矝绱狅纴骞堕氲繃瀹为獙楠岃瘉浜嗗畠镄勭敓鐗╂椿镐с
杩欎釜鎴愭灉镄勭獊镰寸偣鍦ㄤ簬闾规圹椴佸皬缁勯氲繃瀹为獙鎴愭灉纭瀹氢简鑳板矝绱犵殑缁撴瀯锛岃繖涓哄悗缁镄勪汉宸ュ悎鎴愭彁渚涗简閲嶈佺殑渚濇嵁銆傜劧钖庯纴浠栦滑閲囩敤浜嗗綋镞舵渶鍏堣繘镄勨滃氲偨钖堟垚浠钬濓纴阃氲繃浠鍣ㄧ殑镊锷ㄥ寲鎺у埗锛屽ぇ澶ф彁楂树简澶氲偨钖堟垚镄勫嗳纭镐у拰鏁堢巼銆
浜哄伐钖堟垚鑳板矝绱犵殑镰旂┒鍜屾垚鏋
缁忚繃鐭鐭7骞存椂闂达纴1965骞达纴鎴戝浗绉戝﹀剁粓浜庡畬鎴愪简缁撴櫠鐗涜俨宀涚礌镄勫悎鎴愶纴瀹冩湁镌鏋佷负娣辫繙镄勬剰涔夈傜敱浜庤泲锏借川鍜屾牳閰镐袱绫荤敓鐗╅珮鍒嗗瓙链夌敓锻界幇璞′腑镓璧风殑涓昏佷綔鐢锛屼汉宸ュ悎鎴愪简绗涓涓鍏锋湁鐢熺墿娲诲姏镄勮泲锏借川锛屼究绐佺牬浜嗕竴鑸链夋満鍖栧悎鐗╅嗗烟鍒颁俊鎭閲忛泦涓镄勭敓鐗╅珮鍒嗗瓙棰嗗烟涔嬮棿镄勭晫闄愶纴鍦ㄤ汉绫昏よ瘑鐢熷懡鐜拌薄镄勬极闀胯繃绋嬩腑杩埚嚭浜嗛吨瑕佺殑涓姝ャ
鑳板矝绱犵殑鍏ㄥ悎鎴愬紑杈熶简浜哄伐钖堟垚铔嬬槠璐ㄧ殑镞朵唬銆傜粨鏋勪笌锷熻兘镰旂┒銆佹櫠浣撶粨鏋勬祴瀹氱瓑缁撴瀯鐢熺墿瀛︿害浠庢ゅ紑濮嬨傚氲偨婵绱犱笌绫讳技鐗╃殑钖堟垚锛屽湪阒愭槑浣灭敤链虹悊鏂归溃鎻愪緵浜嗗喘鏂扮殑链夋晥阃斿缎锛屽苟涓烘垜锲藉氲偨钖堟垚鍒惰嵂宸ヤ笟镓扑笅浜嗙墷锲虹殑锘虹銆
鐢变簬鐢熺墿鍖栧︿笌鍒嗗瓙鐢熺墿瀛﹀彂灞曞彶涓婂嚑涓閲岀▼纰戠殑宸ヤ綔閮芥槸浠ヨ俨宀涚礌涓哄硅薄镄勶纴涓嶅皯绉戝﹀跺洜姝よ岃幏寰楄鸿礉灏斿栥备緥濡傦纴Banting鍜孊est浜1921骞村彂鐜扮殑鑳板矝绱犱负绗涓涓铔嬬槠璐ㄦ縺绱狅纴鍙浣滀负娌荤枟镄勭壒鏁堣嵂鐗╋纴锲犳よ幏寰楄鸿礉灏斿栥
1966骞达纴鑳板矝绱犲伐浣滃彂琛ㄥ悗锛屼篃鍦ㄥ浗闄呬笂寮曡捣鏋佸ぇ杞板姩锛岃嫳锲界数瑙嗗彴鍦ㄩ粍閲戞椂闂存挱鍑轰简涓锲芥垚锷熷悎鎴愪汉宸ョ粨鏅惰俨宀涚礌镄勬秷鎭锛屻婄航绾︽椂鎶ャ嬩篃鐢ㄥぇ绡囧箙鎶ラ亾浜呜繖涓娑堟伅銆傚畠琚璁や负鏄缁р滀袱寮逛竴鏄颎濅箣钖庢垜锲界殑鍙堜竴閲嶅ぇ绉戠爷鎴愭灉銆
浠ヤ笂鍐呭瑰弬钥冿细锏惧害锏剧-浜哄伐钖堟垚鑳板矝绱
⑶ 如何使用基因工程的方法合成人胰岛素
将人的胰岛素基因送到大肠杆菌细胞中,使得大肠杆菌自身可以合成胰岛素。
科学家们把人的胰岛素基因送到大肠杆菌的细胞里,让胰岛素基因和大肠杆菌的遗传物质相结合。人的胰岛素基因在大肠杆菌的细胞里指挥着大肠杆菌生产出了人的胰岛素。
随着大肠杆菌的繁殖,胰岛素基因也一代代的传了下去,后代的大肠杆菌也能生产胰岛素。这种带上了人工给予的新的遗传性状的细菌,被称为基因工程菌。
带有人的胰岛素基因的基因工程菌放到大型的发酵罐里,给它提供合适的条件和营养物质,进行人工培养,可以大量繁殖,生产出大量的人胰岛素。大肠杆菌就成为生产胰岛素的“活工厂”。1981年人胰岛素基因产品已投入市场,解决了胰岛素药源不足的问题。
(3)研究胰岛素的合成分泌用什么方法扩展阅读
进行基因工程的方法流程为:
1、提取目的基因
获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗细菌)基因,种子的贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因干扰素基因等,都是目的基因。
直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。
鸟枪法的具体做法:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞提供的DNA的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制,从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。
2、目的基因与运载体结合
基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端。
将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量DNA连接酶,催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组DNA分子。
如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合,形成重组DNA分子(也叫重组质粒)。
3、将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌,枯草杆菌,土壤农杆菌,酵母菌和动植物细胞等。
4、目的基因的检测和表达
目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后,在全部的受体细胞中,真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。重组DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程。
⑷ 人工合成胰岛素是什么技术
1921年,加拿大多伦多大学的弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特从狗的体内分离出一种活性物质——胰岛素。他们把这种物质注入一条患有糖尿病、濒临死亡的狗身上,这条狗的病情很快就出现了好转。
第二年,他们在一名生命垂危的14岁男孩子身上尝试类似的实验成功后,这种激素进入大规模生产。尽管它不能彻底治愈糖尿病,但它是一种重要的救命药物。
人工合成蛋白质是人们向往已久的,也是人类向生物活性、向生命进军的首要方向。蛋白质如果能通过人工合成,那么,它的意义将不仅仅是找到了无机与有机、无生命与有生命的物质之间的关系,而且,将进一步揭示和证实关于生命、灵魂等许多重大问题的认识。由于一些多肽和蛋白质的化学结构,特别是胰岛素的一级结构被陆续认识,通过人工方法合成具有生物活性的多肽和蛋白质的任务,就摆在了世界各国的科学工作者的面前。
就在世界各国的科学家把目光聚集在蛋白质的人工合成问题上时,1958年,中国科学院上海生物化学研究所、上海有机化学研究所以及北京大学的科学家邹承鲁、钮经义、龚岳亭、汪猷、邢其毅等众多科学家联合攻关,向科学高峰发起了冲击。
大家知道,1958年在中国历史上是一个特殊的年代,在一个政治上处于困境、技术上缺乏基础的艰苦环境中,中国的科学家要攻克生命禁区的堡垒谈何容易!科学家的实验所用去的化学溶剂足以灌满一个游泳池,而他们在那些不分昼夜的日子里所洒下的汗水,又何尝不能灌满一个游泳池!
1959年,在各位科学工作者的合力协作下,实现了构成天然胰岛素的A、B两条肽链的拆分和重新组合的工作。在此基础上,北京大学生物系在国内率先合成了具有生物活性的9肽——催产素。接着中国科学院化学研究所和北京大学化学系组织了协作组,经过若干年的艰苦努力,终于在1965年获得了人工合成的牛胰岛素,并制成结晶。这是世界上第一次用人工方法合成的一种具有生物活性的蛋白质,在科学技术和哲学上都具有极其重要的意义,而且为医药工业合成比天然产物更为有效的多肽抗生素、激素等药物开辟了广阔的前景。
发现胰岛素的班廷
人工合成蛋白质的成功,是人类在认识生命、揭开生命奥秘的征途上向前跨进了重要一步。它标志着人工合成蛋白质的时代已经开始了。
人工合成牛胰岛素的成功,说明人类在研究生命的历程中又迈出了一大步。由人工合成胰岛素派生的活性多肽研究也蓬蓬勃勃地发展起来了。已经人工合成的,除了催产素、增血压素、加压素类似物外,还有促黄体素释放激素、促甲状腺素释放激素、胰高血糖素等多肽激素。此外,蛋白质的结构与功能的研究也在深入探索中。