Производство белков человека в клетках дрожжей М.В. Падкина, Л.В. Парфенова, И.Г. Пантелеева, Е.В. Самбук, М.Н. Смирнов
Лаборатория биохимической генетики Биологического НИИ СПбГУ, ООО «Биотех»
Достижения молекулярной биологии, генетики микроорганизмов привели к возникновению новой экспериментальной технологии, генной инженерии.
Появилась реальная возможность создания штаммов микроорганизмов с заданными свойствами, что стало одной из причин развития современной биотехнологии. Начиная с 1980х годов, дрожжи Saccharomyces cerevisiae успешно используются для продукции белков человека, животных, растений, особенно таких, которые трудно выделить в значительных количествах из традиционных источников. Дрожжисахаромицеты прекрасно изучены генетически, их легко культивировать на относительно простых средах, при работе с ними можно использовать методы молекулярной генетики и генной инженерии. В отличие от Еscherichia coli, дрожжи являются эукариотическими микроорганизмами и осуществляют посттрансляционную модификацию синтезированных рекомбинантных белков и их секрецию. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae не содержат токсических и пирогенных веществ и не патогенны для человека. Существует многовековая история применения этого рода дрожжей в пищевой промышленности, в результате чего хорошо освоены методы крупномасштабного культивирования, в процессе которого не происходит лизиса клеток. Использование для гетерологичной экспрессии дрожжей рода Pichia представляет особый интерес, так как позволяет не только существенно повысить выход рекомбинантных белков, но и получать, наряду с внутриклеточными, аутентичные секреторные формы этих белков. Экспрессия чужеродного белка в клетках дрожжей является сложным многоступенчатым процессом и включает в себя несколько этапов: клонирование интересующего гена в векторе, содержащем промотор и терминатор транскрипции, трансформацию и стабильное поддержание гетерологичной ДНК в микробной клетке; транскрипцию гена и синтез рекомбинантного белка и, наконец, выделение и анализ полученного продукта. Создание штаммапродуцента не заканчивается конструированием нужной плазмиды и трансформацией соответствующего штаммареципиента. Уровень продукции чужеродного белка зависит от эффективности вектора экспрессии, количества копий клонированного гена, генетической и митотической стабильности плазмиды, генотипа штаммапродуцента, стабильности матричной РНК, эффективности трансляции, корректного процессинга и устойчивости синтезированного рекомбинантного белка к протеолизу. В данном сообщении будут рассмотрены особенности экспрессии альфабетаинтерферонов человека, гаммаинтерферона быка и других белков млекопитающих в клетках дрожжей.