Довгий R3 IGF-I(посилання:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) — синтетична поліпептидна молекула, історія відкриття якої почалася в 1970-х роках. У той час дослідники почали звертати увагу на важливу роль ендогенного інсуліноподібного фактора росту-I (IGF-I) у контролі росту та метаболізму, і спробували створити молекулярну структуру, подібну до IGF-I, але більш біологічну та фармацевтичну. Новий тип молекули пептиду з прикладним значенням.
1. Відкриття та дослідження IGF-I:
На початку 1950-х років дослідники почали досліджувати існування та функціонування інсуліноподібних факторів росту. У 1960-х роках деякі дослідницькі організації виділили з тваринної сироватки новий тип білка з проліферацією клітин і активністю, що стимулює ріст, — гормон росту (GH). Пізніше дослідники виявили ще один білок, який тісно пов’язаний з гормоном росту з тваринної сироватки та інших тканин, під назвою IGF-I.
IGF-I - це маломолекулярний білок, що складається з 70 амінокислотних залишків, і його структура схожа на людський інсулін. IGF-I в основному синтезується печінкою, яка тісно пов’язана з фізіологічними ефектами GH, і може регулювати клітинну проліферацію, диференціювання та метаболізм через взаємодію між власними рецепторами та рецептором інсуліноподібного фактора росту (IGF-IR).
У 1970-х роках, коли дослідження IGF-I поглибилися, дослідники почали досліджувати його молекулярну структуру та біологічні властивості, а також спробували розробити більш цінну молекулу-аналог IGF-I.
2. Відкриття та дослідження довгого R3 IGF-I:
З кінця 1970-х до початку 1980-х років деякі дослідники почали модифікувати N-кінцеву послідовність IGF-I і розробили аналог IGF-I з більш стабільною молекулярною структурою та більш легким синтезом і використанням. На цій основі народився довгий R3 IGF-I.
Long R3 IGF-I використовує арабінозил-Ala-Pro-Ala (Apa) для заміни послідовності Gln-Pro-Arg-Gly ендогенного IGF-I, що призводить до довшого періоду напіврозпаду в плазмі, і нелегко зв’язується та виводиться IGF-зв'язуючий білок (IGFBP). Крім того, довгий R3 IGF-I також був модифікований шляхом додавання 13 амінокислотних послідовностей (включаючи Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) на С-кінці, введення дисульфідних зв’язків і -спіральних структур тощо, так що він має більш високу біологічну активність і потенціал для фармацевтичного застосування.
Під час дослідження та розробки довгого R3 IGF-I деякі дослідники також намагалися покращити його ефективність експресії та вартість виробництва за допомогою трансгенної технології та інших засобів. Наприклад, довгий R3 IGF-I експресували мікробними системами, такими як Escherichia coli та дріжджі, очищали та відокремлювали кислотною обробкою, протиточною хроматографією та іншими технологіями, і нарешті було отримано довгий R3 IGF-I продукт високої чистоти.
Під час тривалого дослідницького процесу, згідно зі спеціальною структурою LONG R3 IGF-I, яка є поліпептидною молекулою, подібною за структурою до ендогенного IGF-I і має додаткові 13 амінокислот, були вивчені різні синтетичні методи виробництва. Процес приготування довгого R3 IGF-I в основному має такі методи:
1. Метод хімічного синтезу:
Хімічний синтез є одним із найбільш часто використовуваних методів отримання довгого R3 IGF-I. Хімічний синтез довгого R3 IGF-I проводився на основі відомої амінокислотної послідовності IGF-I та додаткових 13 амінокислотних послідовностей, доданих на N-кінці довгого R3 IGF-I. Синтез вимагає використання кількох захисних груп для забезпечення селективності амінокислот і ефективності реакції. Зазвичай захищений пептидний сегмент цільової амінокислоти спочатку готують шляхом твердофазного синтезу, а потім збирають у довгу молекулу R3 IGF-I шляхом рідкофазного синтезу.
2. Закон про біотехнології:
Біотехнологічний метод в основному використовує сконструйовані клітини для експресії рекомбінантних білків і експресії LONG R3 IGF-I шляхом зміни генних послідовностей і векторів експресії. У цьому методі ген LONG R3 IGF-I може бути введений у клітину-хазяїна для експресії за допомогою технології рекомбінації генів, лентивірусного вектора, плазмідного вектора тощо. Цей метод може виробляти велику кількість LONG R3 IGF-I, а також може оптимізувати його експресію та ефект очищення шляхом зміни вектора та послідовності сигналу секреції.
3. Ферментативний метод:
Ферментативний метод в основному використовує спеціальні ферменти, такі як пепсин і м’язовий фермент молюска, для розщеплення довгого білка-попередника R3 IGF-I для отримання мономеру LONG R3 IGF-I, уникаючи при цьому непотрібних побічних продуктів. У цьому методі спочатку потрібно отримати матрицю, що містить білок-попередник довгого R3 IGF-I, а потім піддати реакції при відповідній температурі шляхом додавання ферментів і контролю рН тощо, щоб остаточно отримати цільову речовину LONG R3 IGF-I.
4. Метод модифікації білка:
Метод модифікації білка в основному використовує синтезований ендогенний IGF-I для його модифікації для досягнення ефекту довгого R3 IGF-I. У цьому методі N-кінець ендогенного IGF-I зазвичай вводиться в 13 специфічних послідовностей, щоб зробити його дією довгого R3 IGF-I. Крім того, біологічну активність і період напіврозпаду довгого R3 IGF-I можна додатково покращити шляхом зміни С-кінцевої групи.
Підсумовуючи, методи синтезу довгого R3 IGF-I включають хімічний синтез, біотехнологію, ферментативну та білкову модифікацію, і кожен метод має свої переваги, недоліки та сферу застосування. З безперервним розвитком технології хімічного синтезу, технології генної інженерії та інших галузей технологія приготування довгого R3 IGF-I також буде вдосконалюватися та вдосконалюватися.