Pikk R3 IGF-I(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) on sünteetiline polüpeptiidmolekul, mille avastamise ajalugu algas 1970. aastatel. Sel ajal hakkasid teadlased pöörama tähelepanu endogeense insuliinitaolise kasvufaktori I (IGF-I) olulisele rollile kasvu ja ainevahetuse kontrollimisel ning püüdsid kujundada molekulaarstruktuuri, mis oleks sarnane IGF-I-ga, kuid rohkem bioloogilisi ja farmatseutilisi aineid. Uut tüüpi peptiidimolekul, millel on rakendusväärtus.
1. IGF-I avastamine ja uurimine:
1950. aastate alguses hakkasid teadlased uurima insuliinitaoliste kasvufaktorite olemasolu ja toimimist. 1960. aastatel eraldasid mõned uurimisorganisatsioonid loomaseerumist uut tüüpi rakkude proliferatsiooni ja kasvu soodustava valgu, mida nimetatakse kasvuhormooniks (GH). Hiljem avastasid teadlased loomaseerumis ja muudest kudedest teise GH-ga tihedalt seotud valgu, mida nimetatakse IGF-I-ks.
IGF-I on väike molekulaarne valk, mis koosneb 70 aminohappejäägist ja selle struktuur on sarnane iniminsuliiniga. IGF-I sünteesitakse peamiselt maksas, mis on tihedalt seotud GH füsioloogiliste mõjudega ning suudab reguleerida rakkude proliferatsiooni, diferentseerumist ja metabolismi oma retseptorite ja insuliinitaolise kasvufaktori retseptori (IGF-IR) vahelise interaktsiooni kaudu.
1970. aastatel, kui IGF-I uuringud süvenesid, hakkasid teadlased uurima selle molekulaarset struktuuri ja bioloogilisi omadusi ning püüdsid välja töötada väärtuslikumat IGF-I analoogmolekuli.
2. Pika R3 IGF-I avastamine ja uurimine:
1970. aastate lõpust kuni 1980. aastate alguseni hakkasid mõned teadlased muutma IGF-I N-terminaalset järjestust ja kavandasid stabiilsema molekulaarstruktuuriga IGF-I analoogi, mida on lihtsam sünteesida ja kasutada. Selle põhjal sündis pikk R3 IGF-I.
Long R3 IGF-I kasutab arabinosüül-Ala-Pro-Ala (Apa), et asendada endogeense IGF-I Gln-Pro-Arg-Gly järjestust, mille tulemuseks on pikem poolestusaeg plasmas ning seda ei seostata ega puhastata kergesti. IGF-i siduv valk (IGFBP). Lisaks muudeti pikka R3 IGF-I ka, lisades C-otsa 13 aminohappejärjestust (sealhulgas Arg-Lys-Glu-Gly-Ser), viies sisse disulfiidsidemeid ja -spiraalseid struktuure jne, nii et see sellel on suurem bioloogiline aktiivsus ja potentsiaal farmatseutiliseks kasutamiseks.
Pika R3 IGF-I uurimis- ja arendustegevuse käigus püüdsid mõned teadlased transgeense tehnoloogia ja muude vahendite abil parandada ka selle ekspressioonitõhusust ja tootmiskulusid. Näiteks ekspresseeriti pikka R3 IGF-I mikroobisüsteemidega, nagu Escherichia coli ja pärm, ning puhastati ja eraldati happega töötlemise, vastuvoolukromatograafia ja muude tehnoloogiatega ning lõpuks saadi kõrge puhtusastmega pikk R3 IGF-I produkt.
Pika uurimistöö käigus on vastavalt LONG R3 IGF-I erilisele struktuurile, mis on endogeense IGF-I-ga sarnane polüpeptiidmolekul ja millel on lisaks 13 aminohapet, tootmiseks uuritud erinevaid sünteetilisi meetodeid. Pika R3 IGF-I valmistamise protsessis on peamiselt järgmised meetodid:
1. Keemilise sünteesi meetod:
Keemiline süntees on üks kõige sagedamini kasutatavaid meetodeid pika R3 IGF-I valmistamiseks. Pika R3 IGF-I keemiline süntees viidi läbi IGF-I teadaoleva aminohappejärjestuse põhjal ja pika R3 IGF-I N-otsa lisati veel 13 aminohappejärjestust. Süntees nõuab aminohapete selektiivsuse ja reaktsiooni tõhususe tagamiseks mitme kaitserühma kasutamist. Tavaliselt valmistatakse sihtmärk-aminohappe kaitstud peptiidsegment esmalt tahkefaasilise sünteesiga ja seejärel pannakse vedelfaasilise sünteesi teel kokku pikaks R3 IGF-I molekuliks.
2. Biotehnoloogia seadus:
Biotehnoloogia meetod kasutab rekombinantsete valkude ekspresseerimiseks peamiselt konstrueeritud rakke ja ekspresseerib LONG R3 IGF-I, muutes geenijärjestusi ja ekspressioonivektoreid. Selle meetodi puhul saab LONG R3 IGF-I geeni sisestada peremeesrakku ekspressiooniks geenirekombinatsiooni tehnoloogia, lentiviiruse vektori, plasmiidvektori jms abil. See meetod võib toota suures koguses LONG R3 IGF-I ning optimeerida selle ekspressiooni ja puhastusefekti, muutes vektori ja sekretsiooni signaalijärjestust.
3. Ensümaatiline meetod:
Ensümaatiline meetod kasutab peamiselt spetsiifilisi ensüüme, nagu pepsiin ja karbi lihaseensüüm, et lõhustada pika R3 IGF-I prekursorvalku, et saada PIKK R3 IGF-I monomeeri, vältides samas tarbetuid kõrvalsaadusi. Selle meetodi puhul tuleb kõigepealt saada pikka R3 IGF-I prekursorvalku sisaldav maatriks ja seejärel reageerida sobival temperatuuril, lisades ensüüme ja pH kontrolli jne, et lõpuks saada sihtaine LONG R3 IGF-I.
4. Valgu modifitseerimise meetod:
Valgu modifitseerimise meetod kasutab peamiselt sünteesitud endogeenset IGF-I, et muuta see pika R3 IGF-I efekti saavutamiseks. Selle meetodi puhul viiakse endogeense IGF-I N-ots tavaliselt 13 spetsiifilisse järjestusse, et muuta sellel pika R3 IGF-I mõju. Lisaks saab pika R3 IGF-I bioloogilist aktiivsust ja poolestusaega veelgi parandada, muutes C-terminaalset rühma.
Kokkuvõtteks võib öelda, et pika R3 IGF-I sünteesimeetodid hõlmavad keemilist sünteesi, biotehnoloogiat, ensümaatilist ja valgu modifitseerimist ning igal meetodil on oma eelised, puudused ja rakendusala. Keemilise sünteesi tehnoloogia, geenitehnoloogia tehnoloogia ja teiste valdkondade pideva arenguga täiustatakse ja täiustatakse veelgi pika R3 IGF-I valmistamise tehnoloogiat.