Біотехнолгічне отримання біологічно активних білків та гормонів.

В організмі функціонує багаточислена кількість низько- та високомолеку-лярних білків-регуляторів життєвих процесів. Важливе місце серед них займають гормони. Ці речовини вже давно стали використовуватися в медичній практиці в терапевтичних цілях. До недавнього часу їх отримували із тварин в дуже обме-женій кількості -із тканин людини. Аналогічні препарати використовувалися у тваринництві. Існує 2 типи гормонів: білково-пептидні та стероїдні. Перші скла-даються із амінокислотних ланцюгів різної довжини, другі-із стероїдів. Гормони, виробляються спеціалізованими клітинами, поширюються через кров по цілому організмі, взаємодіють з клітинами- мішенями, стримулюючи різні процеси житєдіяльності. Для поповнення нестачі їх у людей із спадковими дефектами( цукровий діабет, карликовість, імпотенція та інші. )для суперактивації процесу, який регудюється гормонами.

Гальмує практичне використання , головним чином в людині їх дефіцит. До початку 80-х років джерелом гормонів служили органи та тканини людини, тварин, голоовним чином донорська кров. Проте, отримання цих препаратів та-кож обмежене в результаті небезпеки СНІДу.

Інсулін. В нормі він виробляється бета клітинами острівців Лангергеса підшлункової залози і підтримує вмісь цукру в крові на равні 1%. Відхилення від цього рівня приводить до тяжких наслідків( цукровий діабет). В1922 році в То-ронто вперше була зроблена ін*єкція екстракту підшлункової залози собаки. От-риманий позитивний терапевтичний ефект положив початок використаню препа-ратів, які містили інсулін корови та свині.

В 1982 році почався новий етап біотехнологічного виробництва людсько-го інсуліну, тому що вдалося здійснити функціонування клонового гену інсуліну в клітинах E. coli. Отримані такі дріжджі- продуценти нормального людського інсуліну, а з допомогою методів білкової інженерії створені продуценти похідних форм інсуліну, які характеризуються покращеними властивостями.

Гормон росту (соматотропін). В організмі він продукується клітинами пе-редньої долі гіпофізу. Вага цієї долі - менше однієї десятої грамма, і лише неве-лика частина її клітини зайнята виробленням гормону росту. Його нестача в організмі приводить до затримки росту.

В медицині для лікування одного пацієнту треба 7 мгг на неділю очище-ного препарату гормрну, який раніше отримали із гіпофізу людини(трупний ма-теріал). Мікробіологічне отримання препарату 100 мл гормону із 1 л культу-ралльної рідини. Список гормонів, які виробляються неперервно росте: вже при-ступлено до біотехнологічного продукування еритропоетину(регулятор утворен-ня еритроцитів і відповідно гемоглобіну), енкефипіну та ендорфіну гормрни нер-вової системи, які використовують для зняття більових відчуттів, покращення пам*яті, настрою.

Мікробіологію можуть використовувати для виробництва деяких сте-роїдних гормонів. Наприклад, Arthrobaeter globiformis використовують для синте-зу преднізолону із гортонотирозину. Мікробіологічне тран трансформування дозволяє різко скоротити число етапів хімічного синтезу гормону кори наднирників -кортизону.

Інтерферони. Це білки-біостимулятори, активатори іммунної системи клітин. Крім того вони володіють антивірусною активністю і перешкоджають розмноженню ракових клітин. Існує 3 класи інтерферонів людини:альфа, бета, гама. Вкінці 70-х років були отримані перші гібридні молекули ДНК, які здатні функціонувати в бактеріальних клітинахз утврренням бета-інтерферону людини. Потім аналогічні конструкції були створенні для альфа і гама- інтерферонів.

В результаті першому в клітині E.coli рекомбінантні ДНК з регуляторними елементами бактеріального триптофанового чи лактозного оперону та інтерфероновими генами отрималии відповідні штами- продуценти. Для підвищенняїх продуктивності, а також посилення антивірусної активності інтерферонів в подальшому було проведено декілька додаткових модифікацій рекомбінантної ДНК(зокрема була проведена заміна деяких ланок), підібрані ге-нотипи клітин-хазяїнів та умови їх культивування.

Бактеріальні штами-продуценти всіх 3типів інтерферонів були також от-римані і в СРСР для альфа і гама інтерферонів в Інституті біоорганічної хімії АН СРСР, а для вета інтерферону в ВНДІ Генетики та селекціїпромислових мікроорганізмів. Крім E. coli для вироблення інтерферонів також використовува-ли грам бактерії Methylomonas, Salmonella, Pseudomonas та інші. Зокрема, на основі штаму Pseudomonas Sp. налагоджено промислове отримання людського вета- інтерферону в СРСР. Створено і продуценти дріжджі, які використовують більш простіші субстрати.