Dolgi R3 IGF-I(povezava:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) je sintetična polipeptidna molekula, katere zgodovina odkritij se je začela v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat so raziskovalci začeli posvečati pozornost pomembni vlogi endogenega inzulinu podobnega rastnega faktorja I (IGF-I) pri nadzoru rasti in presnove ter poskušali oblikovati molekularno strukturo, podobno IGF-I, vendar bolj biološko in farmacevtsko Nova vrsta peptidne molekule z uporabno vrednostjo.
1. Odkritje in raziskave IGF-I:
V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci začeli raziskovati obstoj in delovanje insulinu podobnih rastnih faktorjev. V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so nekatere raziskovalne organizacije iz živalskega seruma izolirale novo vrsto beljakovine s celično proliferacijo in aktivnostjo, ki spodbuja rast, imenovano rastni hormon (GH). Kasneje so raziskovalci odkrili drugo beljakovino, ki je tesno povezana z GH iz živalskega seruma in drugih tkiv, imenovano IGF-I.
IGF-I je majhna molekularna beljakovina, ki jo sestavlja 70 aminokislinskih ostankov in je po strukturi podobna človeškemu insulinu. IGF-I večinoma sintetizirajo jetra, kar je tesno povezano s fiziološkimi učinki GH in lahko uravnava celično proliferacijo, diferenciacijo in metabolizem z interakcijo med lastnimi receptorji in receptorjem insulinu podobnega rastnega faktorja (IGF-IR).
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so se raziskave IGF-I poglobile, so raziskovalci začeli raziskovati njegovo molekularno strukturo in biološke lastnosti ter poskušali razviti dragocenejšo analogno molekulo IGF-I.
2. Odkritje in raziskava dolgega R3 IGF-I:
Od poznih sedemdesetih do zgodnjih osemdesetih let prejšnjega stoletja so nekateri raziskovalci začeli spreminjati N-terminalno zaporedje IGF-I in oblikovali analog IGF-I s stabilnejšo molekularno strukturo ter lažjo sintezo in uporabo. Na tej podlagi se je rodil dolgi R3 IGF-I.
Long R3 IGF-I uporablja arabinozil-Ala-Pro-Ala (Apa) za zamenjavo zaporedja Gln-Pro-Arg-Gly endogenega IGF-I, kar ima za posledico daljšo razpolovno dobo v plazmi in se ne zlahka veže in očisti z IGF-vezavni protein (IGFBP). Poleg tega je bil dolgi R3 IGF-I modificiran tudi z dodajanjem 13 aminokislinskih zaporedij (vključno z Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) na C-koncu, uvedbo disulfidnih vezi in -vijačnih struktur itd., tako da ima večjo biološko aktivnost in potencial za farmacevtsko uporabo.
Med raziskavami in razvojem dolgega R3 IGF-I so nekateri raziskovalci prav tako poskušali izboljšati njegovo učinkovitost izražanja in proizvodne stroške s transgensko tehnologijo in drugimi sredstvi. Na primer, dolgi R3 IGF-I je bil izražen z mikrobnimi sistemi, kot sta Escherichia coli in kvasovka, ter očiščen in ločen s kislinsko obdelavo, protitočno kromatografijo in drugimi tehnologijami, na koncu pa je bil pridobljen produkt dolgega R3 IGF-I visoke čistosti.
Med dolgotrajnim raziskovalnim procesom so glede na posebno strukturo LONG R3 IGF-I, ki je polipeptidna molekula, po strukturi podobna endogenemu IGF-I in ima dodatnih 13 aminokislin, preučevali različne sintetične metode za proizvodnjo. Postopek priprave dolgega R3 IGF-I ima predvsem naslednje metode:
1. Metoda kemične sinteze:
Kemijska sinteza je ena najpogosteje uporabljenih metod za pripravo dolgega R3 IGF-I. Kemična sinteza dolgega R3 IGF-I je bila izvedena na podlagi znanega aminokislinskega zaporedja IGF-I in dodatnih 13 aminokislinskih zaporedij, dodanih na N-koncu dolgega R3 IGF-I. Sinteza zahteva uporabo več zaščitnih skupin, da se zagotovi selektivnost aminokislin in učinkovitost reakcije. Običajno se zaščiteni peptidni segment ciljne aminokisline najprej pripravi s sintezo v trdni fazi, nato pa se sestavi v dolgo molekulo R3 IGF-I s sintezo v tekoči fazi.
2. Zakon o biotehnologiji:
Biotehnološka metoda v glavnem uporablja spremenjene celice za izražanje rekombinantnih proteinov in izraža LONG R3 IGF-I s spreminjanjem genskih zaporedij in ekspresijskih vektorjev. Pri tej metodi lahko gen LONG R3 IGF-I vnesemo v gostiteljsko celico za izražanje s tehnologijo rekombinacije genov, lentivirusnim vektorjem, plazmidnim vektorjem ipd. Ta metoda lahko proizvede veliko količino LONG R3 IGF-I in lahko tudi optimizira njegovo izražanje in učinek čiščenja s spremembo vektorskega in izločevalnega signalnega zaporedja.
3. Encimska metoda:
Encimska metoda v glavnem uporablja posebne encime, kot sta pepsin in encim za mišice školjk, za cepitev prekurzorskega proteina dolgega R3 IGF-I, da dobimo monomer LONG R3 IGF-I, pri čemer se izognemo nepotrebnim stranskim produktom. Pri tej metodi je treba najprej pridobiti matriks, ki vsebuje prekurzorski protein dolgega R3 IGF-I, nato pa reagirati pri ustrezni temperaturi z dodajanjem encimov in nadzorom pH itd., da končno dobimo ciljno snov LONG R3 IGF-I.
4. Metoda modifikacije beljakovin:
Metoda modifikacije beljakovin v glavnem uporablja sintetizirani endogeni IGF-I za njegovo modifikacijo, da doseže učinek dolgega R3 IGF-I. Pri tej metodi je N-terminal endogenega IGF-I običajno uveden v 13 specifičnih sekvenc, da ima učinek dolgega R3 IGF-I. Poleg tega je mogoče biološko aktivnost in razpolovno dobo dolgega R3 IGF-I dodatno izboljšati s spremembo C-terminalne skupine.
Če povzamemo, metode sinteze dolgega R3 IGF-I vključujejo kemično sintezo, biotehnologijo, encimsko in beljakovinsko modifikacijo, vsaka metoda pa ima svoje prednosti, slabosti in obseg uporabe. Z nenehnim razvojem tehnologije kemijske sinteze, tehnologije genskega inženiringa in drugih področij bo tudi tehnologija priprave dolgega R3 IGF-I še izboljšana in izboljšana.