Ilgas R3 IGF-I(nuoroda:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/long-r3-igf-i-cas-143045-27-6.html) yra sintetinė polipeptido molekulė, kurios atradimų istorija prasidėjo aštuntajame dešimtmetyje. Tuo metu mokslininkai pradėjo atkreipti dėmesį į svarbų endogeninio insulino tipo augimo faktoriaus I (IGF-I) vaidmenį kontroliuojant augimą ir metabolizmą, ir bandė sukurti molekulinę struktūrą, panašią į IGF-I, bet labiau biologinę ir farmacinę. Naujo tipo peptidų molekulė, turinti taikymo vertę.
1. IGF-I atradimas ir tyrimas:
1950-ųjų pradžioje mokslininkai pradėjo tyrinėti į insuliną panašių augimo faktorių egzistavimą ir funkciją. 1960-aisiais kai kurios mokslinių tyrimų organizacijos iš gyvūnų serumo išskyrė naujo tipo baltymus, turinčius ląstelių dauginimąsi ir augimą skatinantį aktyvumą, vadinamą augimo hormonu (GH). Vėliau mokslininkai atrado kitą baltymą, glaudžiai susijusį su GH iš gyvūnų serumo ir kitų audinių, vadinamą IGF-I.
IGF-I yra mažos molekulinės masės baltymas, susidedantis iš 70 aminorūgščių liekanų, o jo struktūra panaši į žmogaus insulino. IGF-I daugiausia sintetina kepenys, o tai glaudžiai susiję su fiziologiniu GH poveikiu ir gali reguliuoti ląstelių dauginimąsi, diferenciaciją ir metabolizmą, sąveikaudama tarp savo receptorių ir į insuliną panašaus augimo faktoriaus receptorių (IGF-IR).
Aštuntajame dešimtmetyje, gilėjant IGF-I tyrimams, mokslininkai pradėjo tyrinėti jo molekulinę struktūrą ir biologines savybes bei bandė sukurti vertingesnę IGF-I analoginę molekulę.
2. Ilgo R3 IGF-I atradimas ir tyrimas:
Nuo aštuntojo dešimtmečio pabaigos iki devintojo dešimtmečio pradžios kai kurie mokslininkai pradėjo keisti IGF-I N-galinę seką ir sukūrė IGF-I analogą su stabilesne molekuline struktūra ir lengvesne sinteze bei naudojimu. Šiuo pagrindu gimė ilgas R3 IGF-I.
Ilgas R3 IGF-I naudoja arabinozil-Ala-Pro-Ala (Apa), kad pakeistų endogeninio IGF-I Gln-Pro-Arg-Gly seką, todėl pailgėja pusinės eliminacijos laikas plazmoje ir nėra lengvai surišamas ir pašalinamas IGF surišantis baltymas (IGFBP). Be to, ilgas R3 IGF-I taip pat buvo modifikuotas pridedant 13 aminorūgščių sekų (įskaitant Arg-Lys-Glu-Gly-Ser) prie C galo, įvedant disulfidinius ryšius ir spiralines struktūras ir kt. turi didesnį biologinį aktyvumą ir potencialą naudoti farmacijoje.
Tirdami ir plėtodami ilgą R3 IGF-I, kai kurie tyrėjai taip pat bandė pagerinti jo ekspresijos efektyvumą ir gamybos sąnaudas naudodami transgenines technologijas ir kitas priemones. Pavyzdžiui, ilgas R3 IGF-I buvo išreikštas mikrobinėmis sistemomis, tokiomis kaip Escherichia coli ir mielės, ir išgrynintas bei atskirtas apdorojant rūgštimi, priešsrovės chromatografija ir kitomis technologijomis, ir galiausiai buvo gautas didelio grynumo ilgas R3 IGF-I produktas.
Ilgo tyrimo metu pagal specialią LONG R3 IGF-I struktūrą, kuri yra polipeptidinė molekulė, panaši į endogeninį IGF-I ir turinti papildomai 13 aminorūgščių, buvo ištirti įvairūs sintetiniai gamybos būdai. Ilgo R3 IGF-I paruošimo procesas daugiausia apima šiuos metodus:
1. Cheminės sintezės metodas:
Cheminė sintezė yra vienas iš dažniausiai naudojamų ilgo R3 IGF-I paruošimo metodų. Ilgo R3 IGF-I cheminė sintezė buvo atlikta remiantis žinoma IGF-I aminorūgščių seka, o ilgo R3 IGF-I N-gale buvo pridėta papildomų 13 aminorūgščių sekų. Norint užtikrinti aminorūgščių selektyvumą ir reakcijos efektyvumą, sintezei reikia naudoti kelias apsaugines grupes. Paprastai tikslinės aminorūgšties apsaugotas peptidinis segmentas pirmiausia paruošiamas kietosios fazės sintezės būdu, o po to skystosios fazės sintezės būdu surenkama į ilgą R3 IGF-I molekulę.
2. Biotechnologijos įstatymas:
Biotechnologijos metodas daugiausia naudoja inžinerines ląsteles rekombinantiniams baltymams ekspresuoti, o LONG R3 IGF-I ekspresuoja keičiant genų sekas ir ekspresijos vektorius. Taikant šį metodą, LONG R3 IGF-I genas gali būti įvestas į ląstelę-šeimininkę ekspresijai naudojant genų rekombinacijos technologiją, lentivirusinį vektorių, plazmidinį vektorių ir pan. Šis metodas gali pagaminti didelį kiekį LONG R3 IGF-I, taip pat gali optimizuoti jo ekspresiją ir gryninimo efektą keičiant vektorių ir sekrecijos signalo seką.
3. Fermentinis metodas:
Taikant fermentinį metodą daugiausia naudojami specifiniai fermentai, tokie kaip pepsinas ir moliuskų raumenų fermentas, kad būtų suskaldytas ilgas R3 IGF-I pirmtakas, kad gautų LONG R3 IGF-I monomerą, išvengiant nereikalingų šalutinių produktų. Taikant šį metodą, pirmiausia reikia gauti matricą, kurioje yra ilgojo R3 IGF-I pirmtako baltymo, o tada reaguoti atitinkamoje temperatūroje, pridedant fermentų ir pH kontrolę ir pan., kad galiausiai būtų gauta tikslinė medžiaga LONG R3 IGF-I.
4. Baltymų modifikavimo metodas:
Baltymų modifikavimo metodas daugiausia naudoja susintetintą endogeninį IGF-I, kad jį modifikuotų, kad būtų pasiektas ilgo R3 IGF-I efektas. Taikant šį metodą, endogeninio IGF-I N-galas paprastai įvedamas į 13 specifinių sekų, kad jis turėtų ilgo R3 IGF-I poveikį. Be to, ilgo R3 IGF-I biologinis aktyvumas ir pusinės eliminacijos laikas gali būti dar labiau pagerintas pakeitus C-galinę grupę.
Apibendrinant galima pasakyti, kad ilgo R3 IGF-I sintezės metodai apima cheminę sintezę, biotechnologiją, fermentinį ir baltymų modifikavimą, kiekvienas metodas turi savo privalumų, trūkumų ir taikymo sritį. Nuolat tobulinant cheminės sintezės technologijas, genų inžinerijos technologijas ir kitas sritis, ilgo R3 IGF-I paruošimo technologija taip pat bus toliau tobulinama ir tobulinama.