⑴ 胰島素的生產方法有哪些提取 胰臟提取
你好
1.提取目的基因:
既從人的DNA中提取胰島素基因,可使用限制性內切酶將目的基因從原DNA中分離.
2.提取質粒:
使用細胞工程,培養大腸桿菌,從大腸桿菌的細胞質中提取質粒,質粒為環狀.
3.基因重組:
取出目的基因與質粒,先利用同種限制性內切酶將質粒切開,再使用DNA連接酶將目的基因與質粒"縫合",形成一個能表達出胰島素的DNA質粒.
4.將質粒送回大腸桿菌:
再大腸桿菌的培養液中加入含有Ca+的物質,如CaCl2,這使細胞會吸收外源基因.此時將重組的質粒也放入培養液中,大腸桿菌便會將重組質粒吸收.
5.胰島素的產生:
再大腸桿菌內,質粒通過表達轉錄與翻譯後,便產生出胰島素蛋白質.通過大腸桿菌的大量繁衍,便可大量生產出胰島素!
可以借閱高中生物選修1,其中基因工程單元有詳細介紹
⑵ 胰島素的生產過程
生物製法:首先剪切胰島素基因,再將胰島素基因轉入人的大腸桿菌內,再創造大腸桿菌裂殖的有利環境,對大腸桿菌進行大規模培養,使之產生大量的治療糖尿病的葯物——胰島素。
基因製法:
在基因工程人胰島素的生產過程中,一般是先表達胰島素原,然後對胰島素原復性,復性後的胰島素原通過酶切得到有活性的胰島素.其中胰島素原的復性效率是決定最終收率的關鍵因素,正確折疊與錯誤折益胰島素原的分子量完全相同,結構非常相似,採用RT-HPLC可對其進行分離檢定.Sergeev等利用反相色譜建立了復性液中胰島素原的檢測方法.如果要對正確折疊與錯誤折盛胰島素原的結構進一步說明,可將其用蛋白酶V8酶解,然後用RP-HPLC-MS作膚圖譜.Damn等用S.aureus
protease
V8酶解胰島素原,然後用R'FHPLC做肚譜圖,並結合質譜法對重組胰島素原的折受過程進行了監測.
⑶ 現代醫學使用的人工合成胰島素是從哪種動物身上提取的
胰島素大致分為三代胰島素:
第一代,動物胰島素,從動物體內提取,一般來自豬和牛兩種動物,免疫原性高,現在實用較少;
第二代,人胰島素,使用基因工程手段,將人胰島素基因轉移到細菌或者酵母細胞中,利用發酵工藝,進行大規模的生產。
第三代,人胰島素類似物,改造人胰島素的氨基酸序列,生產方法基本同第二代的人胰島素。
⑷ 用大腸桿菌生產胰島素要用到基因工程、發酵工程、酶工程,但為什麼不用細胞工程代替發酵工程
細胞工程是為了增加細胞的數量吧!大腸桿菌繁殖已經夠快了,根本不需要細胞工程,這也是為什麼選擇大腸桿菌為母體的原因還有 胰島素是大腸桿菌的代謝產物。
⑸ 胰島素生產方法有什麼方法可以低成本大量提取的嗎
1.提取目基: 既DNA提取胰島素基,使用限制性內切酶目基原DNA離. 2.提取質粒: 使用細胞工程,培養腸桿菌,腸桿菌細胞質提取質粒,質粒環狀. 3.基重組: 取目基與質粒,先利用同種限制性內切酶質粒切,再使用DNA連接酶目基與質粒"縫合",形能表達胰島素DNA質粒. 4.質粒送腸桿菌: 再腸桿菌培養液加入含Ca+物質,CaCl2,使細胞吸收外源基.重組質粒放入培養液,腸桿菌便重組質粒吸收. 5.胰島素產: 再腸桿菌內,質粒通表達轉錄與翻譯,便產胰島素蛋白質.通腸桿菌量繁衍,便量產胰島素! 借閱高物選修1,其基工程單元詳細介
⑹ 人工合成胰島素是什麼技術
人工合成胰島素不屬於技術。
1902年,倫敦大學醫學院的兩位生理學家Bayliss和Starling在動物胃腸里發現了一種能刺激胰液分泌的神奇物質。他們把它稱為胰泌素。
這是人類第一次發現的多肽物質人工合成胰島素,由於這一發現開創了多肽在內分泌學中的功能性研究,其影響極為深遠,諾貝爾獎委員會授予他們諾貝爾生理學獎。
(6)工業化生產胰島素是用什麼做成的擴展閱讀:
一、研究過程
經過短短7年時間,1965年,我國科學家終於完成了結晶牛胰島素的合成,它有著極為深遠的意義。由於蛋白質和核酸兩類生物高分子有生命現象中所起的主要作用。
人工合成了第一個具有生物活力的蛋白質,便突破了一般有機化合物領域到信息量集中的生物高分子領域之間的界限,在人類認識生命現象的漫長過程中邁出了重要的一步。最後,合成胰島素工作的簡報發表於1965年《中國科學》(Science China)。
胰島素的全合成開辟了人工合成蛋白質的時代。結構與功能研究、晶體結構測定等結構生物學亦從此開始。多肽激素與類似物的合成,在闡明作用機理方面提供了嶄新的有效途徑,並為我國多肽合成制葯工業打下了牢固的基礎。
二、成果
由於生物化學與分子生物學發展史上幾個里程碑的工作都是以胰島素為對象的,不少科學家因此而獲得諾貝爾獎。例如,Banting和Best於1921年發現的胰島素為第一個蛋白質激素,可作為治療糖尿病的特效葯物,因此獲得諾貝爾獎。
1966年,胰島素工作發表後,也在國際上引起極大轟動,有上百名著名科學家來信祝賀。英國電視台在黃金時間播出了中國成功合成人工結晶胰島素的消息,《紐約時報》也用大篇幅報道了這一消息。它被認為是繼「兩彈一星」之後我國的又一重大科研成果。
⑺ 人工合成胰島素是什麼技術
1921年,加拿大多倫多大學的弗雷德里克·班廷和查爾斯·貝斯特從狗的體內分離出一種活性物質——胰島素。他們把這種物質注入一條患有糖尿病、瀕臨死亡的狗身上,這條狗的病情很快就出現了好轉。
第二年,他們在一名生命垂危的14歲男孩子身上嘗試類似的實驗成功後,這種激素進入大規模生產。盡管它不能徹底治癒糖尿病,但它是一種重要的救命葯物。
人工合成蛋白質是人們嚮往已久的,也是人類向生物活性、向生命進軍的首要方向。蛋白質如果能通過人工合成,那麼,它的意義將不僅僅是找到了無機與有機、無生命與有生命的物質之間的關系,而且,將進一步揭示和證實關於生命、靈魂等許多重大問題的認識。由於一些多肽和蛋白質的化學結構,特別是胰島素的一級結構被陸續認識,通過人工方法合成具有生物活性的多肽和蛋白質的任務,就擺在了世界各國的科學工作者的面前。
就在世界各國的科學家把目光聚集在蛋白質的人工合成問題上時,1958年,中國科學院上海生物化學研究所、上海有機化學研究所以及北京大學的科學家鄒承魯、鈕經義、龔岳亭、汪猷、邢其毅等眾多科學家聯合攻關,向科學高峰發起了沖擊。
大家知道,1958年在中國歷史上是一個特殊的年代,在一個政治上處於困境、技術上缺乏基礎的艱苦環境中,中國的科學家要攻克生命禁區的堡壘談何容易!科學家的實驗所用去的化學溶劑足以灌滿一個游泳池,而他們在那些不分晝夜的日子裡所灑下的汗水,又何嘗不能灌滿一個游泳池!
1959年,在各位科學工作者的合力協作下,實現了構成天然胰島素的A、B兩條肽鏈的拆分和重新組合的工作。在此基礎上,北京大學生物系在國內率先合成了具有生物活性的9肽——催產素。接著中國科學院化學研究所和北京大學化學系組織了協作組,經過若干年的艱苦努力,終於在1965年獲得了人工合成的牛胰島素,並製成結晶。這是世界上第一次用人工方法合成的一種具有生物活性的蛋白質,在科學技術和哲學上都具有極其重要的意義,而且為醫葯工業合成比天然產物更為有效的多肽抗生素、激素等葯物開辟了廣闊的前景。
發現胰島素的班廷
人工合成蛋白質的成功,是人類在認識生命、揭開生命奧秘的征途上向前跨進了重要一步。它標志著人工合成蛋白質的時代已經開始了。
人工合成牛胰島素的成功,說明人類在研究生命的歷程中又邁出了一大步。由人工合成胰島素派生的活性多肽研究也蓬蓬勃勃地發展起來了。已經人工合成的,除了催產素、增血壓素、加壓素類似物外,還有促黃體素釋放激素、促甲狀腺素釋放激素、胰高血糖素等多肽激素。此外,蛋白質的結構與功能的研究也在深入探索中。
⑻ 大腸桿菌不能生產糖蛋白,那為什麼能生產胰島素
大腸桿菌是原核生物沒有內質網,不能對蛋白質進行修飾變成糖蛋白。大腸桿菌可以作為受體細胞,是因為它擁有游離於擬核之外的可表達環狀DNA——質粒.所以引入DNA片段要相對容易一些.而且大腸桿菌繁殖快,易培養,比較適宜工業生產。
大腸桿菌有核糖體,就足以表達它的DNA了。蛋白質的合成,不是必須經過內質網和高爾基體大量生產的原因,是因為菌量大、代謝快、增值快。
胰島素是分泌蛋白,其合成、加工、分類、包裝、運輸等與內質網和高爾基體有關。而大腸桿菌是原核生物,沒有內質網和高爾基體,也就無法對胰島素原進行加工、分類、包裝和運輸。能做為基因工程的受體細胞合成人的胰島素的是酵母菌,解釋說大腸桿菌不具備其他的細胞器無法加工。
有些蛋白質肽鏈上有共價結合的糖鏈,這些糖鏈是在內質網和高爾基復合體上加工完成的,內質網和高爾基復合體存在於真核細胞中,大腸桿菌不存在這兩種細胞器,因此,在大腸桿菌中生產這種糖蛋白是不可能的。
正常胰島素是由胰島素原酶切後,成兩條鏈。
將人胰島素基因A、B鏈的人工合成基因分別組合到E.coli的不同質粒上,然後再移至菌體內,著種重組質粒在E.coli細胞內進行正常的復制和表達,從而使帶有A、B鏈基因的工程菌株分別產生人胰島素A、B鏈,然後再用人工的方法,在體外通過二硫鍵使這2條鏈連接成有活性的人胰島素。
⑼ 大腸桿菌生產胰島素的背景
距今八十年前(一九二一年)的夏天,一位年輕的外科醫生班廷 (Frederick Banting, 1891-1941) 與一位剛出校門的助理貝斯特 (Charles Best, 1899-1978) 在多倫多大學生理學教授麥克勞德 (John Macleod, 1876-1935) 的實驗室進行研究。他倆發現胰臟的萃取液可以降低糖尿病狗的高血糖,以及改善其他的糖尿病症狀。接下來的一年內,多倫多大學的團隊發展出初步純化胰臟萃取物的方法,並進行臨床試驗。他們將其中的有效物質定名為胰島素 (insulin)。
為了解決量產與雜質的問題,他們與美國的禮來葯廠 (Eli Lilly and Co.) 合作,成功地從屠宰場取得的動物胰臟中,分離出足以提供全球糖尿病患使用的胰島素。在不到兩年的時間內,胰島素已在世界各地的醫院使用,取得空前的成效。一九二三年十月,瑞典的卡洛琳研究院決定將該年的諾貝爾生理及醫學獎頒給班廷及麥克勞德兩人。班廷得知消息後,馬上宣布將自己的獎金與貝斯特平分;稍晚,麥克勞德也宣布將獎金與另一位參予研究的生化學者柯利普 (James Collip, 1892-1965) 共享。
多少年來,修習生理學或內分泌學的人大概都聽過或讀過,胰島素是由班廷及貝斯特兩人所發現的;知道多一點的人,還會告知班廷之所以成功,是因為他從閱讀期刊中想到了個好點子:先將狗的胰管結扎,讓分泌消化液的外分泌腺萎縮後,再將胰臟取出進行萃取,這樣就可避免其中的活性物質(也就是胰島素)遭到消化酵素分解的命運。還有人會說,麥克勞德對於胰島素的發現,功勞及苦勞都無,他只是揀了現成的便宜。至於柯利普是何許人,有過什麼貢獻,出了內分泌學界,大概更是無人知曉。
這樁科學史上的公案,由於種種原因,被刻意隱藏超過半世紀以上。直到一九八二年,才由多倫多大學的歷史系教授布利斯 (Michael Bliss) 從諸多的歷史文件(包括班廷的原始實驗室筆記、諾貝爾獎委員會解密的文件等),及當年目睹者(多是七、八十歲的老人)的訪談紀錄中,寫了《胰島素的發現》(The Discovery of Insulin, 1982, University of Chicago Press) 一書,大致還原了一九二一至二三年間發生的事件真相。所謂「真實的人生更勝於小說家的創造」,在此得到再度的驗證。
從班廷在一九二一年十二月舉行的美國生理學會年會上,第一次正式報告初步發現算起,不到兩年的時間,就得到諾貝爾獎的肯定,可說是前無古人,後無來者;更不要說得獎時,胰島素正式用在臨床試驗,只有一年多一點的時間,實在難以評估其長期的效益。但今日看來絕無可能之事,的確發生了,究其主因,乃是因為糖尿病的嚴重性。
糖尿病是歷史悠久的人類疾病,問題出在身體不能利用最重要的能源——葡萄糖,以致有大量的葡萄糖堆積在血液,造成血管病變及病菌滋生;同時過多的葡萄糖從尿液流失,帶走大量水分,造成病人又飢又渴。就算吃喝不斷,患者仍然不斷消瘦(蛋白質及脂肪都分解用來製造更多的葡萄糖),增加飲食只會使情況變得更糟,因此中醫稱此疾為「消渴症」。在長期「飢餓」下,身體組織開始利用酮體;大量由脂肪及胺基酸生成的酮體帶有酸性,而造成患者酸中毒。
在胰島素發現以前,常用的糖尿病控制方法就是禁食。在每日不到一千大卡的熱量、不含什麼碳水化合物的嚴格飲食下,原本已經消瘦不堪的糖尿病患者更是骨瘦如材,形同餓莩。這些人的體重可低至二十來公斤,成天躺在床上,連抬個頭的力氣也無。他們就算不死於酸中毒造成的昏迷,遲早也是餓死。這些坐以待斃的悲慘情狀,絕非現代人所能想像。
在一九二○年代的產業化國家,糖尿病的盛行率在○˙五到二%之間(可悲的是,這個數字在胰島素發現後,有增無減),其中不乏重要人士及其家人;像是當時美國國務卿的女兒、柯達公司副總裁之子,以及後來因發現惡性貧血症療法而獲得一九三四年諾貝爾獎的哈佛醫生邁諾特 (George Minot, 1885-1950)。
胰島素究竟是誰發現的呢?傳統的認定是否有誤?我們得從班廷談起。
一九一七年,班廷從多倫多大學醫學院畢業。適逢第一次世界大戰爆發,最後一年班廷沒上什麼課,整年只記了五頁筆記(他後來自承所受醫學教育並不完整),就被徵召入伍成為陸軍醫官,並上法國前線參與了坎伯拉之役(Battle of Cambrai,坦克首次在戰場上成功使用),因傷光榮退役。由於無法在大醫院找到工作,班廷被迫到距離多倫多一百八十公里遠的小城倫敦開業。
由於診所的生意甚是清淡,於是班廷在當地西安大略大學的醫學院找到兼課的工作;他對糖尿病的知識,也就是從備課時得來。一九二○年十月,他讀到一篇病理報告,其中描述胰管遭結石阻塞的病人,其胰臟中分泌消化酵素的外分泌腺組織有所萎縮,但胰島細胞卻存活良好。於是,班廷想到可以將狗的胰管以手術結扎,模擬結石阻塞的情況;等消化腺萎縮後,或許可以分離出胰島中未知的降血糖物質。
自一八八九年德國的敏柯斯基 (Oskar Minkowski) 發現胰臟和糖尿病的關聯之後,就不斷有人嘗試分離胰臟的神秘內分泌物質,也陸續有報導指出胰臟的萃取物具有降血糖的作用;但不是效果不夠好,就是副作用大,都沒有得到同行的認可。而班廷與貝斯特在一九二一年夏天的辛苦工作結果,也沒有超越前人;如果不是麥克勞德及柯利普的從旁幫忙,只怕也與先前諸人一樣,未能嘗到勝利的果實。
終其一生,班廷都認為他靈光一現的想法是導致成功之源;經由他的鼓吹及二手報導的傳播,這個說法也就流傳下來。但實情是:胰管的結扎是完全沒有必要的。因為胰臟所分泌的消化酵素在進入消化道之前都處於非活化的狀態,並不會將胰島素分解;再來在低溫下將胰臟絞碎及以酒精萃取,都可去除消化酵素的作用(這一點並非我們的事後之明,當年就有人指出)。因此,吊詭的是:班廷的成功,肇因於他對於研究的無知。
麥克勞德是蘇格蘭人,在英國、德國及美國各地都有過完整的研究資歷,當時是美國生理學會的理事長,專長在碳水化合物代謝生理。麥克勞德是個稱職的研究者,熟悉醫學文獻,更擅長於整合現有的生理學知識,他也是個多產的作者。當毫無研究經驗的班廷帶著不成熟的想法前來找他幫忙時,他直覺的反應是之前已經有許多人試過且失敗了,憑什麼班廷這個無名小卒會成功呢?或許他認為班廷的想法至少之前沒有人做過,不妨一試;或許他想班廷好歹是個外科醫生,給狗動起手術來大概沒有問題;再者,麥克勞德每逢暑假都要回蘇格蘭老家休假,實驗室多個人做事,未嘗不好。於是他答應讓班廷一試,並讓貝斯特幫忙;歷史因此創造。
一九二一年五月中旬,班廷給第一隻狗動胰臟切除手術;之前他可能從未動過類似手術,因此麥克勞德也在一旁協助。麥克勞德於六月中旬才離開多倫多,傳言中說他根本未參與實驗並不正確。由於技術問題,加上天氣炎熱及動物房條件不佳,動物的死亡率甚高:十九隻里就死了十四隻(當時也還沒抗生素可用)。存活下來的五隻胰管結扎狗里,只有兩只的胰臟有萎縮現象,其餘因結扎不牢而效果不彰;但他們還是進行了萃取及注射的工作,也觀察到降低血糖的結果。
以純研究的角度來看,班廷及貝斯特的成果實在粗糙得可以;他們最早發表的兩篇論文里也有許多的錯誤。要不是麥克勞德加入許多生理指標的實驗結果,以及邀請生化學者柯利普加入研究,改進萃取及純化的方法,班廷及貝斯特的初步成果是難以取信於人的。所謂「成功有許多父親,失敗就只是孤兒」,有關胰島素的發現者,一開始就爭議不斷,就連先前許多被人遺忘的研究者,也有人聲援。終其一生,班廷都認為麥克勞德搶了他及貝斯特的成果,惡言相向。一九二八年,麥克勞德終於離開多倫多,回到家鄉亞伯丁大學任教,而於七年後因病去逝,享年僅五十九歲。
由於班廷是第一位得到諾貝爾獎的加拿大人,因此獲得加拿大政府異常優渥的待遇,不但在多倫多大學享有研究教授的終身職,同時還有個以他及貝斯特為名的研究所。在科學研究上,班廷的成就有限,但他的個性與一生,卻饒富戲劇性。班廷於二次大戰中,擔任戰時醫葯研究的主席,常駐英國。一九四一年,他於返英途中,因飛機失事而喪生,享年僅五十。《胰島素的發現》一書作者另外寫了本《班廷傳》(Banting: A Biography, 1984),對班廷的一生有更多的著墨。
胰島素的另外兩位共同發現者,貝斯特及柯利普,雖然沒有得到諾貝爾獎的肯定,但他們後來的發展卻更形出色,也安享天年。看來「諾貝爾獎是研究者墳墓」的說法,不是沒有幾分道理。
根據一般的記載,都說當年幫忙班廷進行實驗的貝斯特是個醫學生,那並不正確。當時貝斯特剛從多倫多大學生理系取得學士學位,並獲錄取進入研究所就讀。他是在一九二二年取得碩士學位後,才進入醫學院就讀,而於一九二五年以第一名的成績畢業。
頂著「胰島素共同發現人」的頭銜,貝斯特接受了當時英國著名的生理學者戴爾 (Henry Dale, 1975-1968,一九三六年諾貝爾生理醫學獎得主) 的建議,前往戴爾的實驗室接受完整的研究訓練,並取得博士學位。一九二八年,麥克勞德離開多倫多大學後,貝斯特便順理成章地接替他的位置,成為當時最年輕、最有潛力的生理學者。貝斯特也不負眾望,在胰島素的作用及抗凝血劑的發展上,有過重要貢獻。他所編著的生理學教科書 「Best and Taylor』s Physiological Basis of Medical Practice」還一直有新版發行(13th ed. 1999,編者不同),因此新一代的生理學者對其仍有耳聞。
至於最後加入工作的柯利普是加拿大亞伯達 (Alberta) 大學生化系的教授,當時正在多倫多大學進行為期一年的休假進修。他對於剛起步的內分泌學有極大的興趣,因此密切注意班廷及貝斯特的胰臟萃取工作。當班廷在純化胰島素上碰到瓶頸時,便邀請柯利普加入幫忙。雖然後來柯利普客氣地說,他只不過做了任何一個生化學家都會做的事;但只要曉得蛋白質化學之復雜,以及八十年前可用方法之貧瘠的人,都能了解其工作的困難度。柯利普後來在許多內分泌激素的分離工作上,都有過重要貢獻。他還擔任過麥吉爾大學的生化系主任,以及西安大略大學的醫學院院長,成就非凡。
胰島素的發現雖然拯救了數以百萬計糖尿病患者的生命,但那還只是治標,並非治本,缺少胰島素的患者終生都得仰賴胰島素的注射,隨時注意血糖的控制,避免出現並發症。更麻煩的是,糖尿病還不只一種,有更多所謂成年型(第二型)的糖尿病患者,體內並不缺少胰島素,而是由於過胖、少動,及飲食過度,導致身體組織對胰島素反應下降,無法有效利用過多的能源才發病。尤其現今中年以上的國人,年輕時大都相當苗條,體內脂肪細胞數目有限(成年後數目不再增加);而近些年吃得太好,導致每個脂肪細胞都滿載,無法吸收更多吃入的能量,也就容易出現糖尿病的症狀。對這種為數更多的患者來說,補充胰島素就沒什麼用,運動、減重,注意飲食才是良方。
胰島素發現迄今雖然已有八十年的歷史,但胰島素可算是最難了解的激素之一,其作用之多樣,機制之復雜,至今仍未全盤解開。當年班廷等人分離的胰島素只是粗製品,真正的純化及結構決定,要到一九五五年才由英國的聖格 (Frederick Sanger. 1918- ) 所完成;聖格也因此獲頒一九五八年的諾貝爾化學獎。
因胰島素研究而間接獲獎者還有一位,就是一九七七年的生理醫學獎得主雅婁 (Rosalyn Yalow, 1921- )。雅婁和同事伯森 (Solomon Berson, 1918-1972) 發現長期注射胰島素的糖尿病患血中含有某種球蛋白,能與胰島素產生結合;經分析後,發現該球蛋白是針對胰島素的抗體。由於人體本身就有胰島素,因此對胰島素產生抗體是不可思議的事,因此,他們最早(一九五五年)報導此發現的論文也遭到《臨床研究期刊》的退稿。雅婁一直保留當年的退稿信,廿二年後得了獎,她取出該信發表在《科學》雜志上。雅婁的故事有兩點教訓:一、要得諾貝爾獎,得活久一點,像伯森就錯過了;二、別得罪女人。
上述問題出在當年給病人注射的胰島素,都來自屠宰場的動物胰臟。雖然動物的胰島素在人體也有作用,但其胺基酸組成仍有少數的差異;免疫細胞就針對這點差異,產生了特別的抗體。目前以基因工程制備的人類胰島素,已無此問題。雅婁及伯森利用這種抗原抗體的專一性反應,加上放射性元素作為追蹤劑,發展出「放射免疫測定法」(radioimmunoassay),能測定血中的微量激素及任何能產生抗體的物質,徹底改變了內分泌學的面貌。
因此,歷史的幽微隱晦與反復多變,常出乎人的想像,胰島素的故事,可見一斑。
⑽ 胰島素可通過發酵技術產生嗎
發酵:通過微生物的培養而獲得產物的過程。發酵制葯種類:(1)微生物菌體發酵(2)微生物酶發酵(3)微生物代謝產物發酵(4)微生物轉化發酵
胰島素可通過發酵技術產生?——這種說法是不正確的。只能說「重組大腸桿菌的高密度發酵是提高基因工程產品產量的一個非常有效的手段「,是現代發酵工程研究的一個熱點。大腸桿菌本身沒有人胰島基因.通過基因工程,把人胰島基因導入大腸桿菌,得到「工程菌」,才能夠大量生產人的胰島素。
重組人胰島素是第一個應用於臨床的基因工程葯物,於1982年上市。由於胰島素沒有糖鏈,大腸桿菌系統生產有2條途徑。目前以第二條路線為主。
第一條、是分別在大腸桿菌中合成A鏈和B鏈,然後通過化學氧化作用把2條鏈連接起來形成胰島素。A和B鏈基因分別與半乳糖苷酶基因連接,形成融合基因,發酵生產包涵體融合蛋白。用CNBr切除Met-肽鍵,使A、B鏈與載體蛋白分開。化學法連接,折疊得到有活性的重組人胰島素。步驟多,產量低,活性受到限制。
第二條、是生產胰島素原,然後再酶水解,形成胰島素。用強啟動子高表達載體生產,如色氨酸啟動子等。