Insulinhistorien

Analyser

Insulinhistorien

Kanskje det viktigste og mest brukte hormonemedisinet i medisinsk praksis er insulin. Humant insulin - et hormon syntetisert av betaceller i bukspyttkjertelen - spiller en stor rolle i prosessene for normal kroppslig funksjon.

Den viktigste funksjonen er å gi kroppens celler med det viktigste energiske materialet, glukose.

Hvis insulin ikke er nok, kan cellene ikke absorbere glukose, det samler seg i blodet, og vev og organer opplever energisvult. Med mangel på insulin utvikles en alvorlig sykdom som diabetes mellitus.

Til begynnelsen av XX-tallet. diabetes pasienter døde ved barns eller ungdoms alder fra ulike komplikasjoner av deres sykdom, nesten ingen klarte å leve mer enn 5-7 år etter sykdomsutbruddet.

Pankreas rolle i utviklingen av diabetes ble kjent bare i slutten av XIX århundre. I 1869, i Berlin, 22 år gamle medisinstudenten Paul Langerhans, studere med et mikroskop strukturen i bukspyttkjertelen, kalt oppmerksomhet til den tidligere ukjente cellen, danne grupper som ble jevnt fordelt over hele kjertelen, men funksjonen av disse cellene, kalt Langerhanske øyer da, forblir ukjent.

Senere antydet Ernst Lako at bukspyttkjertelen er involvert i fordøyelsesprosessene. I 1889 prøvde den tyske fysiologen Oscar Minkowski å bevise at verdien av bukspyttkjertelen i fordøyelsen er konstruert. For dette satte han opp et eksperiment der han fjernet en kjertel i en sunn hund. Noen dager etter at forsøket startet, viste assistent Minkowski, som overvåket tilstanden til laboratoriedyr, oppmerksomheten til et stort antall fluer som fløy til en eksperimentell hunds urin.

Etter å ha undersøkt urinen, oppdaget han at en hund uten blæren utskiller sukker med urinen. Dette var den første observasjonen som knyttte bukspyttkjertelen og utviklingen av diabetes. I 1901 viste Eugene Opie at diabetes mellitus er forårsaket av forstyrrelser i bukspyttkjertelen, nemlig fullstendig eller delvis ødeleggelse av Langerhans øyene.

Den første som var i stand til å isolere insulin og vellykket bruke den til å behandle pasienter, var den canadiske fysiologen Frederick Banting. Forsøket på å skape en kur for diabetes ung forsker presset de tragiske hendelsene - to av vennene hans døde av diabetes. Selv før Banting forsøkte mange forskere, som forstod rollen i bukspyttkjertelen i utviklingen av diabetes mellitus, å forsøke å isolere et stoff som direkte ville påvirke blodsukkernivået, men alle forsøkene endte i feil.

Disse feil ble forårsaket inkludert det faktum at bukspyttkjertelenzymer (hovedsakelig trypsin) tid i det minste delvis separerte proteininsulinmolekyler før de lyktes isolert fra prostatavev ekstrakt. I 1906 Georg Ludwig Zeltseru klart å oppnå noen suksess i å redusere nivået av glukose i blodet til forsøkshunder ved hjelp av bukspyttkjertelekstrakt, men var ikke i stand til å fortsette sitt arbeid. Scott i 1911, University of Chicago brukes vandig ekstrakt av bukspyttkjertelen og la merke til en liten nedgang i glukosuri i forsøksdyr, men han klarte ikke å overbevise sjefen sin til betydningen av sin forskning, og disse forsøkene ble snart avviklet.

Den samme effekten ble demonstrert av Israel Kleiner i 1919, men fullførte ikke arbeidet på grunn av begynnelsen av første verdenskrig.

Et lignende arbeid i 1921 ble utgitt av professor i fysiologi ved den rumensk medisinske medisinske kirken Nicola Paulesco, og mange, inkludert i Romania, anser ham å være pioner for insulin. Imidlertid tilhører verdien av isolerende insulin og dens vellykkede bruk nettopp til Frederick Banting.

Bunting jobbet som junior foreleser ved Institutt for anatomi og fysiologi i et av de canadiske universiteter, ledet av professor John Macleod, ble ansett for å være en stor ekspert på diabetes. Bunting forsøkt å få bukspyttkjertel bli svekket ved hjelp av ligering dens ekskresjonssystemer kanalene (kanaler) i 6-8 uker, mens uforandret de Langerhanske øyer fra virkningene av bukspyttkjertelenzymer, og få en ren ekstrakt av celler av øyene.

For å gjennomføre dette eksperimentet var det nødvendig med et laboratorium, assistenter og eksperimentelle hunder, som Banting ikke hadde.

For hjelp vendte han seg til professor John MacLeod, som var godt klar over tidligere feil i å skaffe seg bukspyttkjertelhormoner. Derfor tillot han først Banting til sitt laboratorium. Imidlertid trakk Banting seg ikke tilbake og våren 1921 spurte han igjen MacLeod å få lov til å jobbe i laboratoriet i minst to måneder. Siden MacLeod var på vei til Europa, og laboratoriet var gratis, kom han til enighet. Som assistent til Banting ble en 5 årig student gitt til Charles Best, som hadde studert metodene for å bestemme blodsukker og urin godt.

For å gjennomføre et eksperiment som krevde store utgifter, måtte Banting selge nesten all sin eiendom.

Flere hunder ble bundet med bukspyttkjertelen, hvoretter de begynte å vente på atrofien. Den 27. juli 1921 ble et atrofisk bukspyttkjertelekstrakt administrert til en hund med en fjernbetennelse i bukspyttkjertelen plassert i prekoma. Etter noen timer hadde hunden en reduksjon i blodsukker og urin, og aceton forsvant.

Da ble ekstraktet av bukspyttkjertelen introdusert en gang, og hun levde ytterligere 7 dager. Kanskje hunden ville ha levd lenger, men forskerne hadde gått tom for ekstrakter, da insulin fra bukspyttkjertelen til hundene var ekstremt arbeidsintensivt og langvarig.

Deretter begynte Banting og Best å få et ekstrakt fra bukspyttkjertelen av ufødte kalver, der fordøyelsesenzymer ikke var produsert ennå, men en tilstrekkelig mengde insulin ble allerede syntetisert. Mengden insulin er nå nok til å holde den eksperimentelle hunden levende i opptil 70 dager. MacLeod, som var kommet tilbake fra Europa da, ble etter hvert interessert i Banting og Best-arbeidet og koblet alle laboratoriepersonalet til det. Banting, som opprinnelig kalte den oppnådde bukspyttkjertelen ekstraktet Isletin, på forslag av MacLeod, omdøpt det insulin (fra latin. Insula - "island").

Insulinproduksjonen fortsatte vellykket. Den 14. november 1921 rapporterte Banting og Best om resultatene av deres forskning på et møte i Physiological Journal Club ved University of Toronto. En måned senere, en rapport fulgt i USA, ved American Physiological Society i New Haven.

Mengden ekstrakt som oppnås fra bukspyttkjertelen av storfe slaktet i slakteriet, begynte å vokse raskt, og en spesialist var pålagt å sikre en fin rensing av insulin. I slutten av 1921 tok MacLeod den berømte biokjemikeren James Collip, som raskt oppnådde gode resultater i insulinrensing. I januar 1922 begynte Banting og Best de første kliniske forsøkene på insulin hos mennesker.

Først injiserte forskere 10 insulininnhold hver, og deretter en frivillig, som var en 14 år gammel gutt, Leonard Thompson, som led av diabetes. Den første injeksjonen ble gjort til ham 11. januar 1922, men det var ikke helt vellykket, siden ekstrakten ikke var tilstrekkelig renset, noe som førte til utvikling av allergier. I de neste 11 dagene jobbet Collip hardt i laboratoriet for å forbedre ekstraktet, og den 23. januar ble den andre injeksjonen av insulin gitt til gutten.

Etter introduksjonen av insulin begynte gutten å komme seg raskt - det var den første personen som ble spart av insulin. Snart reddet Banting sin venn, legen Joe Gilchrist, fra den kommende døden.

Nyheten om den første vellykkede bruken av insulin 23. januar 1922 ble en internasjonal følelse. Banting og hans kollegaer oppstod bokstavelig talt hundrevis av mennesker med diabetes, spesielt de med alvorlige former. Han ble skrevet mange brev som ber om redning fra sykdommen, kom til ham i laboratoriet. Men på den tiden var det fortsatt mange mangler - insulinpreparatet var ikke tilstrekkelig standardisert, det var ikke noe middel til selvkontroll, og insulindosen måtte måles omtrent ved øyet. Derfor oppstod ofte hypoglykemiske reaksjoner av organismen når glukosenivået falt under normen.

Imidlertid fortsatte forbedringen av insulin og dens innføring i daglig medisinsk praksis.

Universitetet i Toronto begynte å selge insulinproduksjonslisenser til ulike farmasøytiske selskaper, og i 1923 ble dette hormonet tilgjengelig for alle diabetikere.

Lily (USA) og Novo Nordisk (Danmark), som fremdeles er ledere på dette feltet, har fått tillatelse til å produsere medisiner. Bantingu i 1923. Universitetet i Toronto tildelt grad av doktorgrad, han ble valgt som professor. En spesiell medisinsk forskningsavdeling ble også åpnet for Banting og Best, som fikk høy personlig lønn.

I 1923 ble Banting og McLeod tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin, som de frivillig delte med Best and Collip.

I 1926 var medisinsk forsker Abel i stand til å syntetisere insulin i krystallinsk form. Etter 10 år, ble det danske forskeren Hagedorn insulin forlenget (forlenget) virkning, og nøytralt protamin Hagerdona er laget 10 år senere, noe som fortsatt en av de mest populære typer insulin.

Den kjemiske sammensetningen av insulin ble etablert av den britiske molekylærbiologen Frederick Sanger, som vunnet Nobelprisen for dette i 1958. Insulin ble det første proteinet, hvorav aminosyresekvensen ble fullstendig dekodet.

Den romlige strukturen av insulinmolekylet ble etablert ved hjelp av røntgendiffraksjonsmetoden på 1990-tallet. Dorothy Crouft Hodgkin, som også ble tildelt Nobelprisen.

Etter at Banting mottok oksint insulin, ble det utført eksperimenter med insulin oppnådd fra bukspyttkjertelen hos griser og kyr, samt andre dyr (for eksempel hvaler og fisk).

Et humant insulinmolekyle består av 51 aminosyrer. Svinekulinsyre skilles fra det bare i en aminosyre, kuinsyre i tre, noe som ikke hindrer dem i å normalisere sukkernivåene ganske bra. Imidlertid har insulin av animalsk opprinnelse en betydelig ulempe - i en betydelig andel av pasientene forårsaker det en allergisk reaksjon. Derfor var det behov for ytterligere arbeid for å forbedre insulin. I 1955 ble strukturen av humant insulin dechifisert, og intensivt arbeid begynte på isolasjon.

For første gang var det mulig i 1981 av amerikanske forskere Gilbert og Lomedico. Litt senere ble insulin oppnådd, hentet fra bakergær ved genteknologi. Insulin var den første av humane proteiner syntetisert i 1978 av genetisk modifisert bakterie E. coli. Det var fra ham i bioteknologi begynte en ny æra. Siden 1982 begynte det amerikanske selskapet Genentech å selge humant insulin syntetisert i en bioreaktor. Dette insulin har ingen allergifremkallende effekt på kroppen.

Insulinhistorien er en av de mest bemerkelsesverdige historiene om ekstraordinære funn i farmakologi. Betydningen av oppdagelse og syntese av insulin er allerede vist ved at tre Nobelpriser ble tildelt for arbeid med dette molekylet. Diabetes mellitus fortsetter å være en uhelbredelig sykdom for tiden, bare konstante injeksjoner av magisk medisin kan redde pasientens liv.

Imidlertid har perfeksjon i produksjonen av insulin ennå ikke blitt oppnådd, den har bivirkninger (for eksempel lipodystrofi forekommer på injeksjonsstedene, etc.). Derfor fortsetter arbeidet med å forbedre eller endre kvaliteten på syntetiserte insuliner.

Historien om insulindannelse;

Kanskje det viktigste og mest brukte hormonemedisinet i medisinsk praksis er insulin. Humant insulin, et hormon syntetisert av betaceller i bukspyttkjertelen, spiller en stor rolle i prosessene for normal kroppsfunksjon.

Den viktigste funksjonen er å gi kroppens celler med det viktigste energiske materialet, glukose.

Til begynnelsen av XX-tallet. diabetes pasienter døde ved barns eller ungdoms alder fra ulike komplikasjoner av deres sykdom, nesten ingen klarte å leve mer enn 5-7 år etter sykdomsutbruddet.

Pankreas rolle i utviklingen av diabetes ble kjent bare i slutten av XIX århundre. I 1869 studerte en 22 år gammel medisinsk student, Paul Langergans, i Berlin en struktur av bukspyttkjertelen med et mikroskop og viste oppmerksomhet til tidligere ukjente celler som dannet grupper som ble jevnt fordelt gjennom kjertelen, men funksjonen til disse cellene, senere kalt Langerhansøyene, forblir ukjent.

Den samme effekten ble demonstrert av Israel Kleiner i 1919, men fullførte ikke arbeidet på grunn av begynnelsen av første verdenskrig.

For å gjennomføre dette eksperimentet var det nødvendig med et laboratorium, assistenter og eksperimentelle hunder, som Banting ikke hadde.

For hjelp vendte han seg til professor John MacLeod, som var godt klar over tidligere feil i å skaffe seg bukspyttkjertelhormoner. Derfor tillot han først Banting til sitt laboratorium. Imidlertid trakk Banting seg ikke tilbake og våren 1921 spurte han igjen MacLeod å få lov til å jobbe i laboratoriet i minst to måneder. Siden MacLeod var på vei til Europa, og laboratoriet var gratis, kom han til enighet. Som assisterende ble Banting gitt en femteårig bachelor Charles Best, som hadde studert metodene for å bestemme blodsukker og urinbrønn.

For å gjennomføre et eksperiment som krevde store utgifter, måtte Banting selge nesten all sin eiendom.

Etter introduksjonen av insulin begynte gutten å komme seg raskt - det var den første personen som ble spart av insulin. Snart reddet Banting sin venn, legen Joe Gilchrist, fra den kommende døden.

Imidlertid fortsatte forbedringen av insulin og dens innføring i daglig medisinsk praksis.

Universitetet i Toronto begynte å selge insulinproduksjonslisenser til ulike farmasøytiske selskaper, og i 1923 ble dette hormonet tilgjengelig for alle diabetikere.

I 1923 ble Banting og McLeod tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin, som de frivillig delte med Best and Collip.

Den romlige strukturen av insulinmolekylet ble etablert ved hjelp av røntgendiffraksjonsmetoden på 1990-tallet. Dorothy Crouft Hodgkin, som også ble tildelt Nobelprisen.

Etter at Banting mottok oksint insulin, ble det utført eksperimenter med insulin oppnådd fra bukspyttkjertelen hos griser og kyr, samt andre dyr (for eksempel hvaler og fisk).

Interessante fakta om oppdagelsen av insulin

Det første insulinmedikamentet, som klarte å redde menneskeliv, ble introdusert til en syke tenåring i 1922. Det ble laget av bukspyttkjertelen, og før det tok medisinen, tok det århundrer med omhyggelig arbeid, funn og intriger, og mange argumenterer fortsatt om hvem som åpnet insulin, selv om forfatterne vant Nobelprisen.

studie

Menneskene har kjent om diabetes siden tiden i det gamle Hellas: bemerker at vannet i pasientens kropp ikke kjører, personen er hele tiden tørst, Areteus of Cappadocia kalte sykdommen "diabayno" - "å passere gjennom". Ved begynnelsen av det tjuende århundre var mye kjent om diabetes mellitus og hunder spilte en viktig rolle i dette. Forsøkene ble utført grusomt: dyrene fjernet bukspyttkjertelen, hvorpå forskerne observert veksten av sukker i kroppen (mengden glukose i urinen ble bestemt og symptomene på sykdommen ble overvåket). Så det ble bevist at diabetes er direkte relatert til bukspyttkjertelen.

En forsker fra Russland, Leonid Sobolev, var den første som oppdaget at ikke alle bukspyttkjertelen er ansvarlig for utviklingen av diabetes, men bare en del av cellene (Langerhans-øyene). Han gjorde dette i 1900, etter å ha bundet bukspyttkjertelen til bukspyttkjertelen til hunden, noe som førte til atrofien, men siden øyene på Langerhans forblev intakt, utviklet ikke dyret diabetes. Selv om forskeren fra Russland flyttet i riktig retning, døde han uten å fullføre forskningen.

Deretter har forskere funnet ut at utviklingen av sykdommen er påvirket av mangelen på biologisk aktive stoffer som produseres i disse cellene, og bidrar til absorpsjon av glukose i kroppen og for produksjonen (i 1916 ga den tyske Charpy-Schafer navnet på disse stoffene: det latinske ordet "insula" betyr øya).

Tanken om at diabetes kan behandles ved å administrere insulin eksternt, oppstod nesten så snart det ble oppdaget, men alle forsøkene mislyktes. Få hormonet i sin rene form fungerte ikke, og når du svelget ble stoffet ødelagt av virkningen av fordøyelsessaftene.

Den første insins syntese kunne gjøre den franske forskeren GLay. Han injiserte inn i kanalen i bukspyttkjertelen av hundoljen, noe som førte til atrogenes atrofi, mens øyene i Langerhans forblev intakte. Fra den atrofiske kjertelen gjorde Gley strekken og injiserte hunden, som utviklet diabetes på grunn av fjernet bukspyttkjertelen. Dyret døde ikke mens medisin ble injisert i kroppen.

Gley feste ingen betydning for sin oppdagelse, gjorde detaljerte beskrivelser av forskning, og i 1905 deponerte han Paris Biological Society for lagring, hvor de hadde samlet støv i mange år i et trygt.

syntese

Det er offisielt antatt at den første personen som fant ut hvordan man lager insinsyntese, var kanadisk, Frédéric Banting, som delte ideen sin med professor John MacLeod. For å gjennomføre eksperimenter var det nødvendig med et laboratorium med godt utstyr, og MacLeod kunne gi det. Først nektet professoren å tildele plass til forsøkene, og kom bare til grunn for at han skulle reise til Europa, og han behøvde ikke spesielt laboratoriet.

Derfor tok deltakelsen i utviklingen minimal, og sa at ved arbeidet med å komme tilbake fra ferie, skulle alt arbeidet være ferdig, det vil si to måneder senere (forskerne ikke oppfylte fristen som ble fastsatt av MacLeod, den tilbakevendende professoren ville utvise dem fra laboratoriet, men klarte å overtale ham). Hjelper Banting tok en av de mest lovende medisinske studentene til Charles Best, som var veldig interessert i ideen om insulinsyntese.

De første forsøkene ble utført av Banting og Best on dogs. De fikk et ekstrakt fra hundens atrofiske bukspyttkjertel (det tok omtrent to måneder), hvoretter de ga en injeksjon til et komadyr som hadde fjernet kjertelen. At de er på rett vei, ble det klart etter at dyret hadde bodd i syv dager etter injeksjonen, forlot komaet, da legemidlet ble injisert og fallet inn i det, dersom ingen injeksjon ble gitt. I løpet av denne tiden målt forskere konstant glukose nivåer. Det var første gang noen kom ut av en diabetisk koma (på den tiden var det ikke kjent med franskmannens forskning).

Intriet begynte senere: Forskerne utstedte ikke patent og overførte retten til å åpne universitetet. MacLeod, etter at han forsto viktigheten av funnet, lanserte en aktiv aktivitet, tiltrukket alle lovende medarbeidere og begynte å produsere insulinmedisiner. En spesiell rolle i dette ble spilt av biokjemiker John Collip: han var i stand til å gjøre det slik at det ikke var behov for ligering av kanaler og ventetid til bukspyttkjertelen atrophies.

Forskerne skiftet oppmerksomhet fra hunder til kyr, og etter en stund ble det oppdaget at embryoer har mye flere øyer av Langerhans enn voksne dyr. Resultatene med hver erfaring ble stadig mer vellykkede, og forskerne var i stand til å forlenge hundens liv til sytti dager. I 1922 ble stoffet først administrert til en døende gutt og brakt ham tilbake til livet.

premium

Etter det gjorde MacLeod en rapport på et møte av Association of American Doctors, som viste at han hadde gjort oppdagelsen. Samtidig begynte han aktivt å fremme stoffet, siden han hadde forbindelser til dette. Han kunne fortsatt ikke stille seg om Bantings rolle, men andre forskers rolle ble minimert. Av denne grunn ble Nobelprisen for oppdagelsen av insulin kun tildelt ham og Banting.

Med det faktum at MacLeod vant prisen, og Best var ute av arbeid, svarte Basting sterkt uenig og begynte offentlig å fortelle om hvordan forsøkene ble utført, om MacLeods rolle, og ikke glemme hvilke pinner som ble satt inn i hjulene til den fremtredende forskeren. En stor skandale førte til at ingen gikk for å motta prisen, og senere ble det delt mellom fire forskere: Basting delt med Best, Mcleod med Collip.

Etter å ha lært om prisen, bestemte den franske forskeren Gray seg for å bevise at han var opphavsmannen til oppfinnelsen, som hans notater ble trukket ut i nærvær av vitner. Han ble bare beroliget etter at Hermann Minkowski, som var født i Litauen, på den tiden var en del av Russland, men bodde og jobbet i Tyskland, sa om muligheten for å bringe en franskmann til retten for å gjemme informasjon som kunne redde mer enn ett liv tusen mennesker.

Narkotikaproduksjon

Siden 1926 har insulinproduksjonen blitt satt i stor skala, den er produsert av ledende farmasøytiske selskaper, og har nylig produsert stål i Russland. I begynnelsen ble hormonet laget av bukspyttkjertelen, men det forårsaket ofte allergier, siden det ikke falt sammen med de menneskelige tre aminosyrene.

Da begynte de å lage svin insulin (forskjellen i en aminosyre), som menneskekroppen absorberer bedre, men allergier er også mulige. Derfor ble det besluttet å produsere syntetisk insulin, som ville være en komplett analog av menneske. Her kom genteknikk til redning, fremfor alt biokjemi.

Før dette skal det bemerkes at alle proteiner er polymerer samlet fra aminosyrefragmenter. Samtidig er bare aminosyrer involvert i dannelsen av polymerer som kreves for insulinproduksjon, som bare har ett karbonatom mellom karboksylgruppen og aminogruppen.

Selv om det er mange aminosyrer, deltar bare 51 aminosyrerester i dannelsen av insulin, med det resultat at hormonet er en av de korteste proteinkjedene.

For å få insulin må aminosyrene kobles i strengt definert rekkefølge (ellers kan du få et molekyl som ikke har noe å gjøre med det som en levende organisme produserer), som ble gjort under forsøkene.

Etter en tid, med hjelp av genteknologi og biokjemi, var forskere i stand til å organisere produksjonen av insulin, plassering i spesielle næringsmediumstammer av gjær og genetisk modifisert E. coli som er i stand til å produsere human genetisk manipulert insulin. Mengden av stoffet som produseres, var så stor at forskerne er tilbøyelige til å tro at en slik hormonfortynning snart erstatter insulin av animalsk opprinnelse.

lagring

I følge offisielle data overstiger antall diabetikere i Russland tre millioner mennesker, så mye oppmerksomhet til insulinproduksjonen. For tiden er det utviklet en teknologi for å produsere genetisk utviklet insulin i Russland. Men antallet rusmidler produsert av Russland for et slikt antall pasienter er ikke nok. Derfor kjøper landet i tillegg til insulin i Russland et stort antall narkotika i utlandet, og gir de nødvendige vilkårene for lagring av insulin i lager.

Når det gjelder lagring av insulin i Russland, bør det bemerkes at et uåpnet hetteglass vanligvis kan lagres i omtrent to til tre år. For å sikre at insulin ikke forverres, er det svært viktig å observere lagringsbetingelsene for insulin. Før du lagrer insulin, er det nødvendig å ta hensyn til at den ideelle lagertemperaturen er fra 6 til 8 ° C.

Oppbevaring av insulin er ønskelig på sidedøren, vekk fra fryseren (frysing er uakseptabelt, siden strukturen endres). Noen timer før injeksjon og fortynning må du trekke det ut av kjøleskapet og holde det ved romtemperatur.

Det åpnede hetteglasset oppbevares ved romtemperatur (opptil 25 ° C), bort fra sollys og oppvarming. Bruk ikke mer enn fire uker. Hvis løsningen har blitt uklar, har et bunnfall dukket opp, det er ikke bra og må kastes.

Insulinhistorie som fant ut insulin

Som for meg, bør noen diabetiker kjenne sykdommens historie. Denne kunnskapen gir en fullstendig følelse av kontroll over sykdommen, og gjør det mer alvorlig med behandlingen. Derfor, i dag skal vi snakke om insulin - det viktigste hormonet som styrer sukkernivået. I denne artikkelen vil vi se gjennom hele kronologien av studien av insulin fra deteksjonen (insulinoppdagelse) til industriell produksjon.

Begynnelsen av forskning...

Den første forskningen relatert til insulin, dukket opp i 1869. En ung forsker undersøkte bukspyttkjertelen ved hjelp av et mikroskop som nylig dukket opp i ham. Han la merke til de merkelige akkumulasjonene av celler. Senere blir de kalt øyer av Langerhans. Da visste han ikke hvorfor de eksisterte, bare foreslo at de er nødvendige for regulering av fordøyelsen. Paul Langergans viet sin doktorgradsavhandling til disse cellene.

Tjue år senere, i 1889, bestemte en viss fysiolog Oskar Minkowski å motbevise all forskning på bukspyttkjertelen, og bevise at den ikke har noe å gjøre med fordøyelsen. Han fjernet kjertelen fra hunden, men etter noen dager la han merke til at sukker og sukker ble sluppet sammen med hennes urin. Det var da for første gang forskerne koblet bukspyttkjertelen med diabetes. Forresten ble Minkowski aldri kjent i vitenskapelige sirkler, og gjorde ikke noen viktige funn. Kanskje han aldri aksepterte det faktum at han hadde krøllet det fattige dyret...

Insulinfunn

I 1900 bekreftet L.V. Sobolev vitenskapelig at Langerhans-øyene utskiller et bestemt hormon som regulerer karbohydratprosesser i kroppen. Han foreslo også en metode for å skaffe dette hormonet fra nyfødte dyr, siden deres holmer er svært godt utviklet. For de mest nysgjerrige, ville det være interessant at Sobolev jobbet i samme laboratorium med Pavlov selv. For tett den vitenskapelige verden som ikke sier...

I løpet av de neste tiårene, prøvde mange forskere å få en kur mot diabetes fra bukspyttkjertelhormon (da navnet insulin ikke ble vist). Vitenskapelige ledere som ikke trodde på alvoret av forskning forhindret en forsker, Kleiner ble forhindret av Første Verdenskrig, den rumenske forskeren Paulesco publiserte sin forskning, men gikk ikke videre i metoder for å isolere den.

Og først i 1922 klarte en gruppe forskere fra University of Toronto å gjøre den første injeksjonen av insulin til en 14 år gammel gutt med diabetes. Dette ble ført av mange års forsøk på hunder, som var basert på Sobolevs forskning. Forskerne som gjorde dette vitenskapelige gjennombrudd ble kalt Banting, Mcleod, Best, og Collip.

Insulinhistorien. Se til fortiden

Ifølge den internasjonale diabetesforbundet med diabetes er det for tiden 542 000 barn under 14 år, 415 millioner voksne, og i 2040 forventes antall personer med diabetes å nå 642 millioner 1.

Økningen i antall personer med diabetes er sikkert forbundet med endringer i livsstil (nedgang i fysisk aktivitet), spisevaner (spise mat som er rike på lett fordøyelige karbohydrater, animalsk fett), men samtidig viser det at takket være oppdagelsen av moderne sukkersenkende narkotika, skape metoder for å kontrollere sykdommen, utvikle algoritmer for å diagnostisere og behandle komplikasjoner av diabetes mellitus, har forventet levetid hos personer med diabetes også økt, for ikke å nevne å forbedre kvaliteten EU ETS.

Mennesket har kjent om diabetes i 3,5 tusen år (som det er kjent, den første avhandlingen som beskriver sykdommen, den egyptiske Papyrus Herbes, går tilbake til 1500. f.Kr.), men bare om lag 90 oppstod i behandlingen av denne alvorlige sykdommen. For mange år siden, da diabetes, inkludert den første typen, opphørte å være dødsdom.

Forutsetninger for å skape insulin

Så tidlig som i det 19. århundre, under obduksjon av pasienter som døde av diabetes, ble det lagt merke til at i alle tilfeller ble bukspyttkjertelen alvorlig skadet. I Tyskland i 1869 oppdaget Paul Langergans at i brystkreftvev er det visse grupper av celler som ikke er involvert i produksjon av fordøyelsesenzymer.

I 1889 i Tyskland viste fysiologen Oscar Minkowski og doktor Joseph von Mehring eksperimentelt at fjerning av bukspyttkjertelen hos hunder fører til utvikling av diabetes. Dette tillot dem å anta at bukspyttkjertelen utsöndrer et bestemt stoff som er ansvarlig for kroppens metabolske kontroll 2. Minkowski- og Mehring-hypotesene fant nye og nye bekreftelser, og ved det første tiåret av 1900-tallet studerte forholdet mellom diabetes og bukspyttkjertel øyet Langerhans islet, oppdagelsen av endokrin sekresjon, at et bestemt stoff utskilt av Langerhans isletceller spiller en ledende rolle i reguleringen av karbohydratmetabolismen 3. Ideen oppsto at hvis dette stoffet er isolert, kan det brukes til å behandle diabetes, men resultatene av videreføringen av forsøkene av Minkowski og Merking, da et ekstrakt ble administrert til hundene etter fjerning av bukspyttkjertelen, som i noen tilfeller førte til en reduksjon av glykosuri, ikke var reproducerbar, og innføringen av ekstraktet selv forårsaket en økning i temperatur og andre bivirkninger.

Europeiske og amerikanske forskere, som Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, praktiserte introduksjonen av bukspyttkjertelekstrakt til diabetespasienter, men på grunn av det store antallet bivirkninger og problemer knyttet til finansiering, klarte de ikke å fullføre forsøkene.

Ideen om Frederick Banting

I 1920 forsøkte Frederick Banting, en 22 årig kirurg, å åpne sin praksis i en liten kanadisk by mens han lærte ved University of Western Ontario. Mandag den 31. oktober skulle Banting fortelle studentene om karbohydratmetabolismen - et emne der han selv ikke var sterk, og for å bli bedre forberedt, les Banting en nylig artikkel av M. Barron, som ble beskrevet i sen søndag kveld, hvor han beskrev blokkaden av bukspyttkjertelen duktale gallestein og den resulterende atrofi av acinarceller (celler som er ansvarlige for eksokriene funksjon) 2. Samme natt skrev Banting sin ide: "Bandasje bukspyttkjertelen i hundene. Vent på atakinens atrofi, isoler hemmeligheten fra øyceller for å lette glukosuri. "5 Så, etter å ha unnlatt å oppnå praksis, gikk Banting til universitetet i Toronto, hans alma mater, der han vendte seg til professor John MacLeod, en av de ledende eksperter på karbohydratmetabolismen. Selv om professoren aksepterte ideen om Banting uten entusiasme, utpekte han en lab med minimum utstyr og 10 hunder til kirurgen. Assistent Banting ble mye student Charles Best. Sommeren 1921 begynte eksperimentet.

Banting og Best begynte sin forskning ved å fjerne bukspyttkjertelen hos hunder. I noen dyr fjernet forskerne bukspyttkjertelen, i andre de ligerte bukspyttkjertelen og fjernet kjertelen etter en tid. Deretter ble den atrofierte bukspyttkjertelen plassert i en hypertonisk oppløsning og frosset. Stoffet oppnådd som et resultat av dette etter tining ble administrert til hunder med fjernet pankreas og en diabetesklinikk. Forskere har registrert en reduksjon i glukose nivåer, bedre dyrets velvære. Professor MacLeod var imponert over resultatene og bestemte seg for å fortsette å jobbe for å bevise at Banting og Bests "pankreatisk ekstrakt" virkelig fungerer.

Nye resultater av eksperimenter med bruk av bukspyttkjertelen har gjort det mulig å forstå at det er mulig å gjøre uten den kompliserte prosedyren for ligering av bukspyttkjertelen.

I slutten av 1921 kom Bertin Collip, en biokjemiker, sammen med forskergruppen. Ved å bruke fraksjonell nedbør med forskjellige konsentrasjoner av alkohol og andre metoder for rensing ble det oppnådd ekstrakter av bukspyttkjerteløyer, som sikkert kunne innføres i menneskekroppen. Det er et effektivt og giftfritt stoff og ble brukt i de første kliniske studiene 6.

Kliniske forsøk

Først opplevde Banting og Best det insulin de fikk. Som et resultat av innføringen av legemidlet ble både følte svake, svimmel, men ingen toksiske effekter av legemidlet notert.

Den første pasienten med diabetes som fikk insulin den 11. januar 1922. ble en 14 år gammel gutt Leonard Thompson. Etter den første injeksjonen av 15 ml insulin var det ingen signifikante endringer i pasientens tilstand, nivået av glukose i blodet og i urinen minskade noe, i tillegg utviklet pasienten en steril abscess. En gjentatt injeksjon ble utført 23. januar og som respons på pasientens blodglukosenivå ble normalisert, innholdet av glukose og ketoner i urinen redusert, gutten selv merket en forbedring i sin egen tilstand 7.

En av de første pasientene som fikk insulin var datteren til lederen til den amerikanske høyesterett, Elizabeth Heges Goshet. Overraskende, før hun startet insulinbehandling, hadde hun diabetes mellitus i 4 år, og behandlingen som tillot henne å leve til i dag var et voldsomt kosthold (ca. 400 kcal per dag). Elizabeth levde på insulinbehandling til hun var 73 år gammel og hadde tre barn.

Nobelprisen

I 1923, Nobelkomiteen tildelt prisen innen fysiologi og medisin til Banting og MacLeod, skjedde det bare 18 måneder etter den første rapporten om stoffet på møtet i Association of American Physicians. Denne beslutningen har forverret det allerede vanskelige forholdet mellom forskere, fordi Banting trodde at McLeods bidrag til insulinoppløsningen var veldig overdrevet, ifølge Banting, prisen skulle ha blitt delt mellom ham og hans assistent Best. For å gjenopprette rettferdighet delte Banting sin del av premien med Best, og MacLeod med biokjemikeren Collip 8.

Patentet for opprettelse av insulin, eid av Banting, Best and Collip, vitenskapsmenn solgte for $ 3 til University of Toronto. I august 1922 ble det inngått en samarbeidsavtale med legemiddelfirmaet Eli Lilly og C o, som bidro til å etablere produksjon av narkotika i industriell skala.

Mer enn 90 år har gått siden oppfinnelsen av insulin. Legemidler av dette hormonet blir forbedret, siden 1982 har pasienter allerede fått humant insulin, og på 90-tallet forekom det analoger av humant insulin - legemidler med forskjellig virkningsvarighet, men vi må huske folkene som sto ved opprinnelsen til dette stoffet som sparer millioner mennesker hver dag. mennesker.

Insulin discovery historie

Insulin som et peptidhormon produsert i beta-cellene i bukspyttkjertelene i Langerhans. Sikre permeabiliteten av cellemembraner for glukosemolekyler som hovedfunksjon. Klassifisering av insulinpreparater og kvittering.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkel. Bruk skjemaet nedenfor.

Studenter, studenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i sine studier og arbeid, vil være veldig takknemlige for deg.

Skrevet på http://www.allbest.ru/

introduksjon

Insulimn (fra lat Insula - island) - et peptidhormon, dannes i beta-cellene i øyene av Langerhans i bukspyttkjertelen. Det har en multifaceted effekt på metabolisme i nesten alle vev.

Hovedfunksjonen til insulin er å sikre permeabiliteten av cellemembraner for glukosemolekyler. I en forenklet form kan vi si at ikke bare karbohydrater, men også næringsstoffer er i sluttbrudd delt inn i glukose, som brukes til å syntetisere andre karbonholdige molekyler, og er den eneste typen drivstoff for cellulære kraftstasjoner - mitokondrier. Uten insulin faller permeabiliteten til cellemembranen til glukose 20 ganger, og cellene dør av sult, og overskudd av sukker oppløst i blodet forgifter kroppen.

Insuffensjonssymptomer på grunn av beta-celledestinasjon - absolutt insulinmangel - er et sentralt element i patogenesen av type 1 diabetes mellitus. Brudd på effekten av insulin på vev - relativ insulinmangel - har et viktig sted i utviklingen av type 2 diabetes.

Insulin discovery historie

Insulinfunnets historie er knyttet til navnet til den russiske legen I.M. Sobolev (andre halvdel av 1800-tallet), som viste at nivået av sukker i humant blod er regulert av et spesielt hormon i bukspyttkjertelen.

I 1922 ble insulin isolert fra bukspyttkjertelen av et dyr først introdusert til en ti år gammel diabetiker. Resultatet overgikk alle forventninger, og et år senere løste det amerikanske firmaet Eli Lilly det første dyreinsulinpreparatet.

Etter å ha mottatt den første industrielle sats med insulin de neste årene, har en stor måte å isolere og rense seg på, blitt dekket. Som et resultat ble hormonet tilgjengelig for pasienter med type 1 diabetes. insulinhormon pankreasmembran

I 1935 optimaliserte den danske forskeren Hagedorn insulinvirkningen i kroppen ved å foreslå en forlenget medisinering.

De første insulinkrystaller ble oppnådd i 1952, og i 1954 deklarerte den engelske biokjemisten G.Senger dekke insulins struktur. Utviklingen av metoder for rensing av hormonet fra andre hormonelle stoffer og produkter med insulinreduksjon gjorde det mulig å oppnå homogent insulin, kalt enkeltkomponent insulin.

På begynnelsen av 70-tallet. Sovjetiske forskere A. Yudaev og S. Shvachkin foreslo kjemisk syntese av insulin, men implementeringen av denne syntesen i industriell skala var dyr og urentabel.

I fremtiden var det en progressiv forbedring i grad av rensing av insuliner, noe som reduserte problemene som følge av insulinallergier, nedsatt nyrefunksjon, synshemming og immuninsuffisjonsbestandighet. Det mest effektive hormonet var nødvendig for substitusjonsbehandling i diabetes mellitus - homologt insulin, det vil si humant insulin.

På 80-tallet gjorde fremskritt i molekylærbiologi det mulig å syntetisere begge humane insulinkjeder ved bruk av E. coli, som deretter ble kombinert til et biologisk aktivt hormonmolekyl, og rekombinant insulin ble oppnådd ved Institutt for bioorganisk kjemi ved det russiske vitenskapsakademiet ved hjelp av E.coli genetiske stammer.

Bruken av affinitetskromatografi reduserte signifikant innholdet av forurensende proteiner med en høyere molekylvekt enn insulin i preparatet. Slike proteiner inkluderer proinsulin og delvis spaltede proinsuliner, som er i stand til å indusere produksjonen av antiinsulinantistoffer.

Bruken av humant insulin fra begynnelsen av behandlingen minimerer forekomsten av allergiske reaksjoner. Humant insulin absorberes raskere og, uavhengig av stoffets form, har en kortere virkningstid enn animalsk insulin. Humane insuliner er mindre immunogener enn svinekjøtt, spesielt blandet oksekjøtt og svineinsulin.

Insulintyper

Insulinpreparater varierer i grad av rensing; kilde til kvittering (storfe, svin, menneske); stoffer tilsatt til insulinoppløsningen (forlengelse av dets virkning, bakteriostater, etc.); konsentrasjon; pH-verdi; muligheten for å blande ICD med SDI.

Insulinpreparater varierer fra kilde. Svin- og bovint insulin er forskjellig fra menneske i aminosyresammensetning: bovin i tre aminosyrer og svin i en. Det er ikke overraskende at ved behandling med bovin insulin utvikles bivirkninger mye oftere enn ved behandling med svin eller humant insulin. Disse reaksjonene uttrykkes i immunologisk insulinresistens, insulinallergi, lipodystrofi (endring i subkutant fett på injeksjonsstedet).

Til tross for de åpenbare ulempene med bovint insulin, er det fortsatt mye brukt i verden. Imidlertid er immunologiske mangler av bovint insulin tydelig: Det anbefales under ingen omstendigheter å foreskrive det for pasienter med nylig diagnostisert diabetes mellitus, gravide eller for kortvarig insulinbehandling, for eksempel i perioperativ perioden. De negative egenskapene til bovin insulin blir også bevart når de brukes i en blanding med svin, så blandede (svin + bovin) insuliner bør heller ikke brukes til behandling av disse pasientgruppene.

Humane insulinpreparater for kjemisk struktur er helt identiske med humant insulin.

Hovedproblemet med den biosyntetiske metoden for å oppnå humant insulin er fullstendig rensing av sluttproduktet fra de minste urenheter av de anvendte mikroorganismer og deres metabolske produkter. Nye metoder for kvalitetskontroll sørger for at menneskelig biosyntetisk insulin er fri for skadelige urenheter. Dermed er deres grad av rensing og glukosesenkende effektivitet de høyeste kravene og er nesten de samme. Eventuelle uønskede bivirkninger, avhengig av urenheter, har ikke disse legemidlene insulin.

For tiden brukes tre typer insuliner i medisinsk praksis:

- kort rekkevidde med rask innflytelse

- gjennomsnittlig varighet av handlingen

- Langvirkende med langsom effekt.

Tabell 1. Kjennetegn ved kommersielle insulinpreparater

Eksempler (handelsnavn)

Metylparaben m-kresolfenol

NaCl Glycerin Na (H) PO4 Na Acetat

Menneskelig. Pork Bull

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS Insulin for injeksjoner (USSR, ikke lenger produsert)

Menneskelig. Pork Bull

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamin-insulin (USSR, ikke lenger produsert)

Menneskelig. Pork Bull

Monotard-NM, Humulin-sink Monotard-MS, Lente-MS Lente

Kortvirkende insulin (ICD) - vanlig insulin - er et kortvirkende krystallinsk sinkinnhold som er oppløselig ved nøytral pH, hvis effekt utvikles innen 15 minutter etter subkutan administrering og varer 5-7 timer.

Det første langvarige insulin (SDI) ble opprettet på slutten av 30-tallet, slik at pasientene kunne gjøre injeksjoner sjeldnere enn de gjorde ved bruk av ICD alene, om mulig en gang daglig. For å øke virkningsvarigheten, blir alle andre insulinpreparater modifisert, og når de oppløses i et nøytralt medium, dannes en suspensjon. De inneholder protamin i fosfatbuffer - protamin sink-insulin og NPH (nøytral protamin Hagedorn) - NPH-insulin eller forskjellige konsentrasjoner av sink i acetatbuffer - insulin ultralent, tape, syttil.

Mellomvarende insulinpreparater inneholder protamin, som er et protein av gjennomsnittlig m. 4400, rik på arginin og avledet av regnbueørretmyr. For dannelsen av komplekset krever et forhold mellom protamin og insulin 1:10. Etter subkutan administrering ødelegger proteolytiske enzymer protamin, slik at insulin kan absorberes.

NPH-insulin endrer ikke farmakokinetiske profilen til regulatorisk insulin blandet med det. NPH-insulin er å foretrekke for insulinbånd som en komponent av den gjennomsnittlige virkningsvarigheten i terapeutiske blandinger som inneholder vanlig insulin.

I fosfatbufferen danner alle insuliner enkelt krystaller med sink, men bare bovin insulinkrystaller er tilstrekkelig hydrofobe for å gi en langsom og jevn frigjøring av insulinkarakteristikk for ultralente. Sinkkrystaller av svineinsulin løses raskere, effekten kommer tidligere, varigheten av tiltaket er kortere. Derfor er det ikke noe ultralent medikament som inneholder kun porcin insulin. Monokomponent porcin insulin produseres under navnet insulin suspensjon, insulin nøytral, insulin isofan, insulinaminokinurid.

Insulintape er en blanding av 30% insulin av halvdelen (amorft insulinfelling med sinkioner i acetatbuffer, hvis virkning løsner relativt raskt) med 70% insulin ultralent (dårlig oppløselig krystallinsk sink-insulin, som har forsinket inntreden og langvarig effekt). Disse to komponentene gir en kombinasjon med relativt rask absorpsjon og stabil langsiktig handling, noe som gjør insulinbåndet til et passende terapeutisk middel.

Insulinproduksjon

Humant insulin kan produseres på fire måter:

1) fullstendig kjemisk syntese;

2) utvinning fra en persons bukspyttkjertel (begge disse metodene er ikke egnede på grunn av ineffektivitet: utilstrekkelig utvikling av den første metoden og mangel på råmaterialer for masseproduksjon ved den andre metoden);

3) ved en semisyntetisk metode ved bruk av en enzym-kjemisk substitusjon ved posisjon 30 i B-kjeden av aminosyrealaninet i grisinsulin med treonin;

4) biosyntetisk metode for genteknologi teknologi. De to siste metodene tillater å skaffe humaninsulin med høy renhet.

For tiden er humant insulin hovedsakelig oppnådd på to måter: ved å modifisere svinekulinsulin ved en syntetisk-enzymatisk metode og ved en genteknisk metode.

Insulin var det første proteinet oppnådd for kommersielle formål ved bruk av rekombinant DNA-teknologi. Det er to hovedmetoder for å skaffe seg genetisk utviklet humant insulin.

I det første tilfellet produserer separate (forskjellige produsentstammer) begge kjedene etterfulgt av foldingen av molekylet (dannelsen av disulfidbroer) og separasjonen av isoformer.

I det andre preparatet i form av en forløper (proinsulin) etterfulgt av enzymatisk spaltning med trypsin og karboksypteptase B til den aktive form av hormonet. Den mest foretrukne for tiden er å skaffe insulin som en forløper, sikre riktig lukning av disulfidbroer (i tilfelle separat produksjon av kjeder, etterfølgende sykluser av denaturering, separering av isoformer og renaturering utføres).

I begge tilnærminger er det mulig både individuelt å oppnå startkomponentene (A- og B-kjeder eller proinsulin), og som en del av hybridproteiner. I tillegg til A- og B-kjeder eller proinsulin kan det være tilstede i sammensetningen av hybridproteiner:

- et bærerprotein som transporterer fusjonsproteinet inn i periplasmatisk rom av cellen eller dyrkningsmediet;

- affinitetskomponent, som i stor grad letter tilvalget av et hybridprotein.

Samtidig kan begge disse komponentene samtidig forekomme i sammensetningen av hybridproteinet. I tillegg kan prinsippet om flerdimensionalitet brukes ved fremstilling av hybridproteiner (det vil si at flere kopier av målpolypeptidet er tilstede i hybridproteinet), som gjør det mulig å øke utbyttet av målproduktet betydelig.

I Storbritannia ble begge humane insulinkjeder syntetisert ved bruk av E. coli, som deretter ble koblet til et biologisk aktivt hormonmolekyl. For at en encellet organisme skal kunne syntetisere insulinmolekyler på ribosomene, er det nødvendig å forsyne det med det nødvendige programmet, det vil si å introdusere hormongenet for det.

Kjemisk få genprogrammeringsbiosynteseforløperen av insulin eller to gener, og programmer biosyntese av insulinkjedene A og B. separat.

Neste trinn er inkluderingen av genet for insulinprecursor (eller kjedegener separat) i genomet av E. coli, en spesiell stamme av E. coli dyrket under laboratoriebetingelser. Denne oppgaven utføres av genteknologi.

Et plasmid med et passende restriksjonsenzym isoleres fra E. coli. Det syntetiske genet settes inn i plasmidet (kloning med den funksjonelt aktive C-terminale delen av E. coli p-galaktosidase). Som et resultat får E.coli muligheten til å syntetisere en proteinkjede bestående av galaktosidase og insulin. Syntetiserte polypeptider spaltes kjemisk fra enzymet og deretter renses. I bakterier syntetiseres omtrent 100 000 insulinmolekyler per bakteriecelle.

Naturen til hormonsubstansen produsert av E. coli bestemmes av hvilket gen som settes inn i genomet av den encellede organismen. Hvis insulinforløpergenet klones, syntetiserer bakterien insulinforløperen, som deretter underkastes restriksjonsenzymbehandling for å fjerne forutsetningen med isoleringen av C-peptidet, hvilket resulterer i biologisk aktivt insulin.

For å oppnå renset humant insulin blir hybridproteinet isolert fra biomasse underkastet kjemisk enzymatisk transformasjon og hensiktsmessig kromatografisk rensing (frontal, gelpermeasjon, anionutveksling). Rekombinant insulin ble oppnådd ved Institute of RAS ved bruk av genetisk konstruerte E. coli stammer. En forløper, et hybridprotein uttrykt i mengden 40% av det totale cellulære protein, som inneholder preproinsulin, frigjøres fra den dyrkede biomasse. Transformasjonen til insulin in vitro utføres i samme rekkefølge som in vivo - det ledende polypeptidet deles opp, preproinsulin omdannes til insulin gjennom stadier av oksidativ sulfitolyse etterfulgt av reduktiv lukning av tre disulfidbindinger og enzymatisk isolering av C-peptidbindingen. Etter en rekke kromatografiske rensninger, inkludert ionbytter, gel og HPLC (høyytelsesvæskekromatografi), oppnås humaninsulin med høy renhet og naturlig aktivitet.

En stamme med en plasmid-innebygd nukleotidsekvens som uttrykker et fusjonsprotein kan anvendes, som består av lineært proinsulin og Staphylococcus aureus protein fragment A festet til dets N-terminus.

Dyrking av mettet biomasse av celler i den rekombinante stammen sikrer starten på produksjonen av hybridproteinet, isoleringen og sekvensiell transformasjon av disse i rør fører til insulin.

En annen måte er også mulig: Det viser seg i et bakterielt ekspresjonssystem et fusjonsrekombinant protein bestående av humant proinsulin og en polyhistidinhale festet til den via en metioninrest. Det isoleres ved bruk av chelatkromatografi på Ni-agarosekolonner fra inklusionslegemer og fordøyes med cyanogenbromid.

Det isolerte protein er S-sulfonert. Kartlegging og massespektrometrisk analyse av det oppnådde proinsulin, renset ved ionebytekromatografi på anionbytter og RP (revers fase) HPLC (høyytelsesvæskekromatografi), viser tilstedeværelsen av disulfidbroer som tilsvarer disulfidbroer av nativt humant proinsulin.

Nylig er det lagt stor vekt på å forenkle prosedyren for å produsere rekombinant insulin ved gentekniske metoder. For eksempel er det mulig å oppnå et fusjonsprotein bestående av lederpeptidet av interleukin 2 festet til N-terminalen av proinsulin via en lysinrest. Proteinet uttrykkes effektivt og lokaliseres i inkluderingslegemer. Etter isolering spaltes proteinet med trypsin for å produsere insulin og C-peptid.

Det resulterende insulin og C-peptid ble renset ved RP HPLC. Når man oppretter fusjonsstrukturer, er masseforholdet mellom bærerproteinet og målpolypeptidet meget signifikant. C-peptider er forbundet med hodestrømsprinsippet ved anvendelse av aminosyreavstandsstykker som bærer Sfi I-restriksjonsstedet og to argininrester i begynnelsen og i enden av spaceren for etterfølgende spaltning av proteinet med trypsin. HPLC-spaltningsprodukter viser at spaltningen av C-peptidet er kvantitativ, og dette gjør det mulig å anvende metoden for multimeriske syntetiske gener til å oppnå målpolypeptider i industriell skala.

konklusjon

Diabetes mellitus er en kronisk sykdom forårsaket av absolutt eller relativ insulinmangel. Det er preget av en dyp metabolsk forstyrrelse av karbohydrater med hyperglykemi og glukosuri, samt andre metabolske forstyrrelser som følge av en rekke genetiske og eksterne faktorer.

Insulin til dags fungerer som en radikal, og i de fleste tilfeller er den eneste måten å opprettholde liv og funksjonshemming hos personer med diabetes. Før mottak og innføring av insulin til klinikken i 1922-1923. Pasienter med diabetes mellitus type jeg ventet på et dødelig utfall i ett til to år fra sykdomsutbruddet, til tross for bruken av de mest svekkende diettene. Pasienter med diabetes mellitus type I trenger livslang erstatningsterapi med insulin. Oppsigelse på grunn av ulike årsaker til den vanlige introduksjonen av insulin fører til rask utvikling av komplikasjoner og pasientens overhengende død.

For tiden er diabetes med hensyn til utbredelse på 3. plass etter kardiovaskulære og onkologiske sykdommer. Ifølge Verdens helseorganisasjon er forekomsten av diabetes blant den voksne befolkningen i de fleste regioner i verden 2-5%, og det er en tendens til å øke antall pasienter nesten to ganger hvert 15. år. Til tross for det åpenbare fremskritt innen helsetjenester, øker antall insulinavhengige pasienter hvert år, og i dag er det bare rundt 2 millioner mennesker i Russland.

Opprettelsen av narkotika av det innenlandske menneskelige genetiske insulin åpner opp nye muligheter for å løse mange problemer med diabetologi i Russland for å redde livene til millioner av mennesker med diabetes.

1. Bioteknologi: lærebok for universiteter / red. NS Egorova, V.D. Samuilova. - M.: Higher School, 1987, s. 15-25.

2. Genetisk konstruert humant insulin. Forbedre effektiviteten av kromatografisk separasjon ved hjelp av bifunksjonalitetsprinsippet. / Romanchikov, A.B., Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, nr. 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Moderne metoder for å skape industrielle stammer av mikroorganismer // Bioteknologi. Vol. 2. M.: Higher School, 1988. 208 s.

4. Immobilisering av trypsin og karboksypteptase B på modifiserte silikaer og deres bruk ved omdannelse av rekombinant humant proinsulin til insulin. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V. P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // Kjemisk farmasi. J., 1995 - 29, nr. 1, s. 61 - 64.

5. Grunnlag for farmasøytisk bioteknologi: studieguide / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-til-Don.: Phoenix; Tomsk: Publishing House NTL, 2006.

6. Syntese av insulinfragmenter og studier av deres fysisk-kjemiske og immunologiske egenskaper. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997-23, nr. 12, s. 953-960

Insulinhistorien

Historien om insulindannelse;

Interessante fakta om oppdagelsen av insulin

studie

syntese

premium

Narkotikaproduksjon

lagring

Insulinhistorie som fant ut insulin

Begynnelsen av forskning...

Insulinfunn

Insulinhistorien. Se til fortiden

Forutsetninger for å skape insulin

Ideen om Frederick Banting

Kliniske forsøk

Nobelprisen

Insulin discovery historie

Insulin som et peptidhormon produsert i beta-cellene i bukspyttkjertelene i Langerhans. Sikre permeabiliteten av cellemembraner for glukosemolekyler som hovedfunksjon. Klassifisering av insulinpreparater og kvittering.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkel. Bruk skjemaet nedenfor.

introduksjon

Insulin discovery historie

Insulintyper

Insulinproduksjon

konklusjon

Les Mer Om Diabetes

Symptomer På Diabetes

Glykemisk Indeks