4.3. FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA GÉNMANI- PULÁLT MIKROORGANIZMUSOKKAL

Hasonló dokumentumok
4.3. FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA GÉNMANI- PULÁLT MIKROORGANIZMUSOKKAL. 1. Inzulin. Inzulin szerkezete

1. ábra: A hasnyálmirigy Langerhans-szigete

A preventív vakcináció lényege :

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

4. Ipari termelés génmanipulált mikroorganizmusokkal

Klónozás: tökéletesen egyforma szervezetek csoportjának előállítása, vagyis több genetikailag azonos egyed létrehozása.

POSZTTRANSZLÁCIÓS MÓDOSÍTÁSOK: GLIKOZILÁLÁSOK

A biotechnológia alapjai A biotechnológia régen és ma. Pomázi Andrea

Transzgénikus állatok előállítása

17.2. ábra Az immunválasz kialakulása és lezajlása patogén hatására

Vakcináció. Az immunrendszer memóriája

BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA-2

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

2. Aminosavak - Treonin

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK Elsődleges anyagcseretermék: például: triptofán Másodlagos anyagcsere-termékek: az antibiotikumok

Kereskedelmi forgalomban lévő rekombináns gyógyszerkészítmények

Prechl József MTA ELTE Immunológiai Kutatócsoport április 29.

(HAV) rokozója Picornaviridae (RNS) ns Terjedése: enterálisan óvodai személyzet stb.) Szaporodása: a tápcsatornt

Vírusellenes szerek. Készítette hidasi Nóra: Gruiz Katalin Környezeti mikrobiológia és biotechnológia c. előadásához

A védőoltásokról. Infekciókontroll képzés szakdolgozóknak. HBMKHNSzSz Dr. Kohut Zsuzsa Járványügyi osztályvezető

A jelenleg jóváhagyott technológiák 95%-a ezt a három gazdaszervezetet használja: E. coli S. cerevisiae Chinese Hamster Ovary, CHO

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

VÉDŐOLTÁSOK SPENGLER GABRIELLA MÁRCIUS 10.

SZÁJ- ÉS KÖRÖMFÁJÁS VAKCINA (KÉRŐDZŐK RÉSZÉRE, INAKTIVÁLT) Vaccinum aphtharum epizooticarum inactivatum ad ruminantes

Natív antigének felismerése. B sejt receptorok, immunglobulinok

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

A vakcinázás hatékonyságát alapvetően befolyásoló tényezők. Dr. Albert Mihály

Ha nem akarsz mellé-nyúl-ni, használj Nobivac Myxo-RHD-t! MSDay-MOM park, dr. Schweickhardt Eszter

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

III/3. Gének átvitele vektorokkal

ÁLLATGYÓGYÁSZATI IMMUNOLÓGIAI GYÓGYSZEREK ELŐÁLLÍTÁSÁRA SZÁNT ÁLLATI EREDETŰ ANYAGOK

Szerkesztette: dr Lázár Sarnyai Nóra

IPARI ENZIMEK IPARI ENZIMEK ENZIMEK ALKALMAZÁSAI MEGOSZLÁS IPARÁGAK SZERINT IPARI ENZIMEK PIACA IPARI ENZIMEK FORRÁSAI

EGYSEJTŰ REAKTOROK BIOKATALÍZIS:

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Az adenovírusok morfológiája I.

Biotechnológiai gyógyszergyártás

4.4 BIOPESZTICIDEK. A biopeszticidekről. Pécs Miklós: A biotechnológia természettudományi alapjai

KÜZDELEM A VÍRUSOK ELLEN - VÍRUS ELLENES VAKCINÁK BURIÁN KATALIN, 2018

1. oldal TÁMOP-6.1.2/LHH/11-B Életmódprogramok megvalósítása Abaúj-Hegyköz lakosainak egészségéért. Hírlevél. Röviden a cukorbetegségről

Védőoltások. Bán-Gagyi Boglárka

Dengue-láz. Dr. Szabó György Pócsmegyer

A szervezet védekezése vírusfertőzésekkel szemben, antivirális kemoterápia, virális vakcinák

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Vakcinológia. Vizler Csaba 2009

-pl. baktériumok és gombák toxinjai, mérgező növények, mérgező állati termékek, növényvédő szerek, különböző szennyező anyagok

Biomassza alapú bioalkohol előállítási technológia fejlesztése metagenomikai eljárással

Élő metapneumovírus vakcina fejlesztése tojóállományok részére: ártalmatlansági és hatékonysági vizsgálatok. Hajdúszoboszló, június 2-3.

Az adaptív immunválasz kialakulása. Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

Aminosavak általános képlete NH 2. Csoportosítás: R oldallánc szerkezete alapján: Semleges. Esszenciális aminosavak

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

BIOTERMÉKEK IZOLÁLÁSA avagy A BIOLÓGIAI IPAROK ELVÁLASZTÁSI MŰVELETEI

HOGYAN VÉDENEK A VÉDŐOLTÁSOK?

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői

II. Mikrobiológiai alapok. Mikrobatenyészetek. Mekkorák a mikroorganizmusok? Mikrobatenyészetek. Szabad szemmel mit látunk a mikrobákból?

A BAKTÉRIUMOK SZAPORODÁSA

Az immunológia alapjai

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői.

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

Immunológia alapjai előadás Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői. Az antigén fogalma. Antitestek, T- és B-sejt receptorok:

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

VIZSGÁLATOK IDEGEN KÓROKOZÓKRA HUMÁN ÉLŐVÍRUS-VAKCINÁKBAN

II. Mikrobiológiai alapok. Mekkorák a mikroorganizmusok? Szabad szemmel mit látunk a mikrobákból? Mikrobatenyészetek

A rotavírus a gyomor és a belek fertőzését előidéző vírus, amely súlyos gyomor-bélhurutot okozhat.

Bioinformatika előad

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

1. A GYÓGYSZER NEVE 2. MINŐSÉGI ÉS MENNYISÉGI ÖSSZETÉTEL. 1 adag (1 ml) tartalma: Hepatitisz B felszíni antigén 1,2. 20 mikrogramm

13. RNS szintézis és splicing

A csodálatos Immunrendszer Lányi Árpád, DE, Immunológiai Intézet

ENZIMEK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA

ELLENANYAGOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Beszámoló a XXIV. WPSA kongresszus állategészségügyi témájú előadásairól. Dr. Kőrösi László

A T sejtes immunválasz egy evolúciós szempontból váratlan helyzetben: Szervtranszplantáció

Védőoltások. DTPa, MMR, IPV DR. MOSOLYGÓ TÍMEA SZTE-ÁOK ORVOSI MIKROBIOLÓGIAI ÉS IMMUNBIOLÓGIAI INTÉZET március 10.

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

A vírusok jellemzői. nem sejtes felépítésűek» nem élőlények!

Léptéknövelt Fehérje Expresszió Protein Expression Scale-up Servive (PRESS projekt)

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Törzsek. Fermentációs technológia. Neutrális proteázok

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Pécs Miklós: Biotermék technológia fejezet: Ipari enzimek 2.

KOAGULÁCIÓS FAKTOROK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA

FEHÉRJE VAKCINÁK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA III.

HUMAN IMMUNDEFICIENCIA VÍRUS (HIV) ÉS AIDS

Marker koncepció (Bovilis BVD)

Csecsemő és gyermekkori védőoltások

Diabetes mellitus = cukorbetegség

Az ellenanyagok szerkezete és funkciója. Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

Vakcinák / 9. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet PTE KK

Fehérje gyógyszerek fejlesztése és gyártása

A vírusok kutatásának gyakorlati és elméleti jelentősége

A BIOLÓGIAI GYÓGY- SZEREK FEJLESZTÉSÉNEK FINANSZÍROZÁSA ÉS TERÁPIÁS CÉLTERÜLETEI

A biológia szerepe az egészségvédelemben

Antibiotikumok a kutyapraxisban

A molekuláris biológia eszközei

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

Campylobacter a baromfi ólban, Campylobacter az asztalunkon. Dr. Molnár Andor Állatorvos, tudományos munkatárs Pannon Egyetem, Georgikon Kar

Átírás:

4.3. FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA GÉNMANI- PULÁLT MIKROORGANIZMUSOKKAL 1. Inzulin A biotechnológiai ipar termékei: Elsődleges anyagcseretermékek Másodlagos anyagcseretermékek FEHÉRJÉK, amelyeket a sejt eredeti genomja nem tartalmaz, máshonnan bevitt gén terméke. Nélkülözhetetlen a cukorbetegek számára. Diabetes: cukor anyagcsere zavar, megemelkedik a vércukorszint. Inzulin: kettős peptidlánc, per os nem adható, mert lebomlana injekció, vagy inhalálás 1 2 Inzulin szerkezete Az inzulin bioszintézise Két aminosavláncból áll (21 + 30 aminosav), amelyeket két diszulfid híd köt össze és egy stabilizál. Az inzulin egy fehérjeláncként keletkezik (pre-pro-arg inzulin), ebből három hasítással és két Arg eltávolításával alakul ki a szerkezete. A humán, marha és sertés inzulin között csak néhány aminosav a különbség: 3 4 AZ INZULIN ELŐÁLLÍTÁSA 1. Kémiai szintézis aminosavakból 2. Kivonás sertés hasnyálmirigyből és átalakítás humán inzulinná 3. Fermentáció génmanipulált mikroorganizmusokkal Az A és B lánc termelése külön-külön E. coli-val, majd összekapcsolás pro-inzulin fermentációja E. coli-val, majd átalakítása Pre-pro-inzulin fermentációja E. coli-val, hasítások Pro-inzulin fermentáció S. cerevisiae-vel, láncvégi AS csere Kivonás hasnyálmirigyből - átalakítás A klasszikus eljárás. Vágóhidakon összegyűjtött hasnyálmirigyből extrahálják az sertés inzulint. Nincs elég belőle Az egy aminosav különbség allergiát okozhat Ezért inkább átalakítják, lecserélik a láncvégi alanint. A tripszin szintén a hasnyálmirigyből nyerhető peptidáz, ami a bázikus aminosavak (Arg, Lys) melletti peptidkötést bontja lecsípi a láncvégi alanint. Egyensúlyi folyamat, visszafelé is megy, a lizinre ráköthet egy aminosavat. Ha nagy fölöslegben treonint adunk a rendszerbe, akkor az alanin fokozatosan lecserélődik treoninra. A mellékreakciók visszaszorítása érdekében Thr-észtert adnak. 5 6 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1

Kivonás hasnyálmirigyből - átalakítás Inzulin fermentációs előállítása A treonin észter hidrolízisével alakul ki a humán inzulin: Prokariótákkal is megoldható, mert: Viszonylag rövid láncok, nincs glikozilezés, metilezés, de: Két lánc, három diszulfid híd nehéz jól összepárosítani megoldották a két lánc külön-külön bevitelét és fermentációját, majd összekapcsolását is és az egészet egyben is. 7 8 Kettős fermentáció Inzulin fermentációs előállítása A két láncot két külön plazmidba vitték be. Két E. coli törzs, két külön fermentáció, aztán összekapcsolás. Az egész lánc előállítása génmanipuláció szempontjából nem nehezebb, mert a teljes inzulin gén (pre-pro-inzulin) befér egy E. coli plazmidba, de a utána a lánc hasítása bonyolultabb (két enzimes lépés): 1. Hasítás három helyen Arg mellett (tripszin, sertés pancreasból) 2. A B és C lánc közötti két Arg lecsípése (karboxipeptidáz B, exopeptidáz, szintén sertés pancreasból) 9 10 A pre-pro-inzulin enzimes hasításai Inzulin feldolgozás 1. Gélszűrés (kis molekulák kiszűrése) 2. Ioncsere kromatográfia, 3. Kristályosítás: Zn ionnal. Így stabil, tárolható. 11 12 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 2

A fertőző betegségek (bakteriális vagy vírusos) elleni immunvédekezésben részt vevő fehérjék előállítása. Passzív immunizálás antitest (antitoxin) bevitele más sejtek termelik az antitesteket terápia/gyógykezelés fennálló betegség esetén antigén bevitele Aktív immunizálás a szervezet maga termeli az antitesteket profilaxis/megelőzés jövőbeli betegség ellen Az immunválaszt kiváltó anyag jellege szerint a vakcina lehet: 1. Élő, attenuált (legyengített, már nem virulens) kórokozó baktérium: pl. BCG = bacille Calmette Guérin, a Mycobacterium tuberculosis avirulens, immunogén törzse vírusok: mumpsz, kanyaró 2. Elölt, inaktivált kórokozó. Nem szaporodó, nem fertőzőképes, de fehérjéi immunogének maradtak. 3. Alegység- (subunit) vakcina: az egész kórokozó helyett csak egy-két jellegzetes immunogén fehérjét viszünk be. Biztonságosabb. 13 14 Technológiai szempontból több eltérő gyártási mód létezik: 1. Emlős állatokban (nyulak, kutyák, disznók, lovak) 2. Csirkeembrióban (tojásban) 3. Attenuált baktérium fermentációval (szubmerz, aerob tenyésztés) 4. Rekombináns fehérjék előállítása baktérium fermentációval 5. Vírus szaporítás állati szövetek tenyésztésével 6. Rekombináns fehérjék előállítása állati szövetek tenyésztésével REC FEHÉRJE VAKCINÁK 1. Izolálni, esetleg szintetizálni az antigén fehérjét kódoló gént. 2. Génmanipulációval bevinni egy jól kezelhető gazdaszervezetbe, expresszálni. 3. Fermentációval előállítani a fehérjét. 4. Feldolgozás: extracelluláris intracelluláris esetben - kíméletes sejtelválasztás - zárványtest esetén: sejtfeltárás, szolubilizálás, folding - tisztítási lépések 15 16 HBV hepatitis B vírus hatására a májsejtek pusztulnak, májgyulladás, elégtelenség, sárgaság, akut vagy krónikus májzsugor, esetleg carcinoma. Világszinten a lakosság 5%-a fertőzött ~ 250 millió ember Fertőzés átvitele: vérrel, tűvel, szexuális úton Lappangási idő: 1,5 3 hónap, ezalatt is vírusgazda A vírus egységek a májsejtekben szintetizálódnak, a májsejtek szétesésével a vérbe kerülnek. A fehérjék a betegek véréből kimutathatók, sőt izolálhatók ez volt az első vakcina. korlátozott mennyiség és veszélyes (vírusátvitel: HBV, HIV is!) HBV hepatitis B vírus 22 nm-es, háromféle antigénje van: s surface (felületi), c core (belső), e endo (a DNS és a DNS-polimeráz) 17 18 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 3

A HBV DNS két szála nem egyforma hosszú: a - szál (kodogén) 3200 nukleotid, a + szál ennek csak 55-75%-a. A HBsAg fehérje 226 aminosav, lipoprotein, ezt klónozták. A felületi antigén génjét először E. coli plazmidba klónozták, termelte is, de: - nem glikozilált forma - nem alakult ki az aktív folding Bevitték - élesztőbe (intracelluláris, glikozilált) - emlős sejtbe (extracelluláris, glikozilált) Mindkettő aktív vakcina, az élesztős technológia olcsóbb és biztonságosabb (onkogének, vírusok) 19 20 Az élesztőbe bevitt plazmid szerkezete: - Ampicillin rezisztencia - Leucin operon (az élesztő Leu - ) - konstitutív promóter - terminátor - az élesztő plazmidon van egy replikációs origó élesztőben önállóan szaporodik Technológia: szakaszos fermentáció Plazmidtartalom növelése Leu-mentes tápoldattal Termelés komplex tápoldaton Feldolgozás: Centrifugálás Sejtfeltárás (nagynyomású homogenizátorral + Triton-X) Mikroszűrés (sejttörmelékek) Ultraszűrés (koncentrálás és a kis molekulák eltávolítása) Adszorpció szilikagélen (Aerosil), elúció meleg borát pufferrel Hidrofób kromatográfia (butil-agaróz) Diszulfid hidak kialakítása K-tiocianáttal Adjuválás, konzerválás 21 22 A termék vizsgálata: Azonosítás: MAB (immunanalitika) DNS tartalom: max 10 pikogram/l Hatékonyság: állatokban Pirogének: nyúlfül (max. 0,5 fok 4 óra múlva, LAL teszt) Mikrobiális tisztaság Stabilitás: 2-3 év +4 fokon SZKF = száj- és körömfájás vírus, kérődzőkre patogén RNS vírus (reverz transzkriptáz) Alegység (subunit) vakcina Az első rec vakcina az állategészségügyben. 23 24 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 4

Az SZKF burokfehérje gén klónozása E. coli plazmidba: Az SZKF burokfehérje gén klónozása E. coli -ba: Kifejeződik, de intracelluláris, és zárványtestet képez Sejtfeltárás Szolubilizálás Folding után jöhet csak a szokásos tisztítás, feldolgozás 25 26 BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 5