Человеческий инсулин, незаменимая молекула для обмена веществ организма, поражает своим структурным сходством с инсулином, производимым нашим панкреасом естественным образом. Как это возможно? Как нам удается так точно воспроизводить такой важный гормон? Ответ лежит в самом сердце процесса: технология рекомбинантной ДНК и небольшой компонент, называемый гомогенизатор.
Понимание инсулина и его структурной идентичности
Инсулин, гормон, производимый поджелудочной железой, играет критическую роль в организме, позволяя клеткам усваивать глюкозу и использовать ее для получения энергии. Когда мы говорим о “человеческом инсулине”, мы имеем в виду инсулин, структурно идентичный тому, что наше тело производит естественным образом.
Роль технологии рекомбинантной ДНК
Эта структурная идентичность достигается с помощью технологии рекомбинантной ДНК. Звучит сложно, верно? Просто представьте себе это как метод, который позволяет ученым создавать последовательности ДНК, которые приводят к желаемому инсулину.
Использование организмов-производителей
Кто являются исполнителями этого грандиозного представления? Два ключевых игрока – Saccharomyces Cerevisiae (дрожжи для выпечки) и E. Coli, используемые в качестве организмов-производителей. Они помогают в процессе производства, предоставляя свои клеточные механизмы для производства человеческого инсулина.
Процесс производства инсулина
Путь от последовательности ДНК до человеческого инсулина сложный.
Ферментация клеток
Он начинается с ферментации клеток. Здесь клетки растут и размножаются в контролируемой среде, производя белки, которые в конечном итоге образуют инсулин.
Гомогенизация под высоким давлением
Затем мы приходим к критическому этапу, гомогенизации под высоким давлением. Этот процесс нарушает клетки, освобождая белки. Представьте себе центрифугу высокой скорости, которая быстро вращается для концентрации клеток. Затем эти клетки снова подвешиваются в буферном растворе для подготовки к гомогенизации под высоким давлением.
Преимущества гомогенизации под высоким давлением
У гомогенизации под высоким давлением есть несколько преимуществ. Это быстрый, эффективный и воспроизводимый в промышленных масштабах процесс. Кроме того, это механический процесс, который не требует добавления дорогих химикатов или ферментов.
Разрушение клеток и экстракция белка
Этот процесс разрушения клеток освобождает внутриклеточный материал, который после охлаждения и центрифугирования отделяется от клеточных отходов. Эффективность этого процесса можно оценить по содержимому, собранному после центрифугирования. Затем белки дополнительно обрабатываются для построения пептидных цепей, характерных для человеческого инсулина.
Погружение в процесс гомогенизации
В процессе гомогенизации продукт сохраняется при низких температурах (ниже 10°C) и гомогенизируется при высоком давлении в 1000 бар.
Влияние нескольких проходов
Для достижения эффективного разрушения клеток обычно требуется более одного прохода через гомогенизатор.
Воздействие гомогенизации на производство инсулина
Гомогенизация играет важную роль в производстве инсулина.
Роль в разрушении клеток
Инсулин, будучи внутриклеточным материалом, требует разрушения клеток для его экстракции. Гомогенизация под высоким давлением оказывается отличным методом для разрушения клеток в больших масштабах.
Значение полного разрушения клеток
Полное разрушение клеток критически важно, потому что любые неразрушенные клетки будут сооседаться с внутриклеточным материалом при последующем центрифугировании твердого и жидкого состояния.
Идеальная машина для гомогенизации
Для эффективного проведения этого процесса используется гомогенизатор, предназначенный для высокого давления между 1000-1500 бар.
Конструктивные особенности для производства инсулина
Эта машина для гомогенизации имеет блок сжатия VHP для высокой абразивности и высокой вязкости, с клапаном в виде ножевого края, идеальным для разрушения клеток.
Заключение
Процесс производства человеческого инсулина является свидетельством чудес науки и технологии. Это тщательный процесс, в котором осваивается ряд шагов, причем гомогенизация играет важную роль. Процесс гомогенизации под высоким давлением, механизм разрушения клеток и экстракция внутриклеточных белков объединяются для производства инсулина, структурно идентичного тому, который производится нашим панкреасом.
Часто задаваемые вопросы
Какова роль гомогенизатора в производстве инсулина?
Гомогенизатор играет важную роль в разрушении клеток для высвобождения белков, формирующих инсулин.
Почему в производстве инсулина используется гомогенизация под высоким давлением?
Гомогенизация под высоким давлением - это быстрый, эффективный и воспроизводимый процесс, который не требует добавления дорогих химикатов или ферментов.
Какие организмы используются в производстве инсулина?
Saccharomyces Cerevisiae (дрожжи для выпечки) и E. Coli используются в качестве организмов-производителей в процессе производства инсулина.
Как измеряется эффективность разрушения клеток?
Эффективность разрушения клеток можно оценить по содержимому, собранному после центрифугирования.
Почему полное разрушение клеток важно в производстве инсулина?
Полное разрушение клеток гарантирует, что все необходимые белки извлекаются, и никакие неразрушенные клетки не мешают последующему центрифугированию твердого и жидкого состояния.
