1）重组蛋白历史

重组蛋白技术的历史可以追溯到1973年Cohen等首次报道DNA片段的连接与转化。随后,该技术得到迅速发展,成为生物医学研究中最重要的工具之一。其主要历史进程如下:

1973年,Cohen等首次报道DNA片段的连接与转化。首次实现DNA重组。

1977年,首次报道真核细胞中使用表达载体产生重组蛋白。这一技术的成功开创了重组蛋白的新时代。

1978年,Genentech公司产生第一种人源重组医药——人胰岛素,标志着重组基因技术的产业化时代的开启。

1982年,美国FDA批准上市第一种基于重组技术的医药——人胰岛素。这代表重组蛋白产业进入快速增长期。

1983-1985年,相继建立起原核表达系统(大肠杆菌)、真核表达系统(酵母、杆状病毒)和哺乳动物细胞表达系统(CHO细胞),重组蛋白的高效生产得以实现。

1986年,建立腺病毒表达系统,实现重组蛋白在动物体内的高效表达,为基因治疗与重组药物体内递送奠定基础。

1988年,FDA批准上市第一种重组疫苗——乙肝疫苗,标志着重组蛋白技术在疫苗研发领域的成功应用。

1990年以后,重组蛋白技术与基因工程技术的广泛应用,催生出包括单克隆抗体、融合蛋白、抗体药物偶联物等一批新型生物制品,高速发展。

进入21世纪,重组蛋白技术与细胞工程技术、合成生物学相结合,催生出CAR-T、生物印迹等新一代生物治疗产品,为重型疾病的治疗带来新的曙光。

重组蛋白技术的发展历程与生物医药产业的兴起与发展密切相关。它将继续与新兴技术相互促进,为人类生命与健康作出更大贡献。我们将持续关注其最新进展与动向,为您及时分享该领域的最新技术与知识。

（2）重组蛋白技术定义

重组蛋白技术(Recombinant Protein Technology)是指利用基因工程技术,将编码目的蛋白质的基因插入宿主细胞以实现重组蛋白的表达、纯化和应用的技术。其定义可以概括为:

重组蛋白技术是一种生物技术,通过DNA重组与重组DNA技术手段,人工改造生物体的基因表达机制,使宿主细胞合成和产生人工设计的重组蛋白质分子。

重要的是,重组蛋白技术实现了人工控制和操纵生物体的基因表达与蛋白质生产的过程。主要特点如下:

1. 设计与产生人工合成或改造的DNA序列,编码 researcher 想要的蛋白质。

2. 构建表达载体,将设计的DNA序列插入到可在某宿主细胞中表达的载体上。

3. 将构建的表达载体转化或转染入宿主细胞,利用宿主转录翻译系统表达重组蛋白质。

4. 从宿主细胞或培养上清中提取和纯化重组蛋白质。

5. 对重组蛋白质的结构与功能进行鉴定,实现其生产与应用。

6. 可以实现大规模生产和商业化生产重组治疗性蛋白质。

7. 可以实现蛋白质的定向进化与改造设计。

8. 实现重要蛋白质的高效生产,有助于相关基础与应用研究。

重组蛋白技术的应用包括重组药物的生产、疫苗研制、体外诊断试剂的开发、食品加工、工业酶的生产等。它已成为生命科学领域最为重要的技术平台与工具之一。

（3）重组蛋白技术原理

重组蛋白技术的原理主要基于分子生物学中DNA重组与基因表达调控机制。其关键步骤与原理如下:

1. 设计DNA序列。根据目的蛋白质的氨基酸序列,设计编码其的DNA序列。考虑宿主偏好密码子等因素,设计理想的DNA序列。

2. 构建表达载体。选择适合宿主细胞的表达载体,在其中插入步骤1设计的DNA序列,构建重组表达载体。需要考虑启动子、增强子、筛选标记等因素。

3. 转化/转染宿主细胞。选用适宜方法,将步骤2的重组表达载体转入宿主细胞,导入其基因组或作为非整合质粒存在。

4. 转录。宿主细胞通过启动子识别重组表达载体DNA序列,利用RNA聚合酶将其转录为mRNA初期转录产物。

5.RNA处理与转运。mRNA初期转录产物进行5'端帽号和3'端polyA,并转运出细胞核进入细胞质。真核细胞mRNA还需进行RNA剪切。

6. 翻译。带polyA尾和5'端帽结构的成熟mRNA通过核糖体得以翻译,根据其序列合成目的蛋白质。

7. 蛋白质折叠与修饰。新合成的多肽链发生二级结构与三级结构折叠,通过翻译后修饰生成成熟的、具有生物活性的蛋白质。

8. 分泌或保存。合成的重组蛋白质根据其属性进行分泌或在宿主细胞内保存。

9. 提取与纯化。从上清或宿主细胞中提取并纯化重组蛋白质,测定其浓度、纯度与活性,实现研究与应用。

重组蛋白技术原理清晰、操作过程简单,但要实现高效表达却复杂多变。每一个步骤都需要精心设计与优化,这需要研究者对基因工程、细胞生物学与蛋白质生物化学有深入的认识与理解。