پيشرفت هاي اخير در توليد پروتيين هاي نوتركيب

Recent Improvements in Production of Recombinant Proteins

توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب يكي از مهمترين دستاوردهاي زيست فناوري در قرن بيستم است. استفاده از قدرت طبيعي سلول‏ها‏‏ي ميزبان پروكاريوتي و يوكاريوتي در بيان پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب باعث توسعه صنايع چند ميليارد دلاري شده است. پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب اهميت بسيار زيادي براي كاربرد‏ها‏ي پزشكي پيدا كردهاند. اكثر پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب دارويي در سلول‏ها‏‏ي پستاندارن توليد مي‏‏شوند، با اين حال باكتري اشريشياكلاي ميزباني است كه بيشترين استفاده را براي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب داشته است. در طي ساليان سامانه‏ها‏‏ي بياني مختلفي از مخمرها براي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب با موفقيت مورد استفاده قرار گرفته اند. ادغام ويژگي‏ها‏‏ي خوب مخمرها با پيشرفت‏ها‏‏ي مهم در زيست شناسي سامانه‏ها‏‏ و زيست شناسي تركيبي و فناوري ريز آرايه،‏ جايگاه خوبي را براي مخمرها در بين سامانه‏ها‏‏ي بياني ايجاد كرده است. يك نياز دايمي براي بهتر كردن سامانه‏ها‏‏ي بيان موجود و همچنين توسعه سامانه‏ها‏‏ي بياني جديد براي رويارويي با تقاضاي پروتيين‏ها‏‏ي دارويي وجود دارد. سامانه بدون سلول براي سنتز پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب نيز مطرح شده و مزاياي زيادي نسبت به توليد پروتيين در سامانه‏ها‏‏ي سلولي دارد. رشد سريع و در حال توسعه بازار داروهاي نوتركيب و آنزيم‏ها‏‏ي صنعتي نياز به توسعه و بهينه سازي سويه‏ها‏‏ي صنعتي و فرآيند‏ها‏‏ي زيستي را دو چندان برابر كرده است. استفاده از زيست شناسي سامانه‏ها‏‏ و به كار گيري اصول مهندسي براي بهينه سازي و توسعه سامانه‏ها‏‏ي زيستي راهبرد‏ها‏‏ي موثري هستند كه استفاده از آن‏ها‏‏ در توسعه فرايند‏ها‏‏ي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب به سرعت در حال افزايش است.‏ توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب يكي از مهمترين دستاوردهاي زيست فناوري در قرن بيستم است. استفاده از قدرت طبيعي سلول‏ها‏‏ي ميزبان پروكاريوتي و يوكاريوتي در بيان پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب باعث توسعه صنايع چند ميليارد دلاري شده است. پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب اهميت بسيار زيادي براي كاربرد‏ها‏ي پزشكي پيدا كردهاند. اكثر پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب دارويي در سلول‏ها‏‏ي پستاندارن توليد مي‏‏شوند، با اين حال باكتري اشريشياكلاي ميزباني است كه بيشترين استفاده را براي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب داشته است. در طي ساليان سامانه‏ها‏‏ي بياني مختلفي از مخمرها براي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب با موفقيت مورد استفاده قرار گرفته اند. ادغام ويژگي‏ها‏‏ي خوب مخمرها با پيشرفت‏ها‏‏ي مهم در زيست شناسي سامانه‏ها‏‏ و زيست شناسي تركيبي و فناوري ريز آرايه،‏ جايگاه خوبي را براي مخمرها در بين سامانه‏ها‏‏ي بياني ايجاد كرده است. يك نياز دايمي براي بهتر كردن سامانه‏ها‏‏ي بيان موجود و همچنين توسعه سامانه‏ها‏‏ي بياني جديد براي رويارويي با تقاضاي پروتيين‏ها‏‏ي دارويي وجود دارد. سامانه بدون سلول براي سنتز پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب نيز مطرح شده و مزاياي زيادي نسبت به توليد پروتيين در سامانه‏ها‏‏ي سلولي دارد. رشد سريع و در حال توسعه بازار داروهاي نوتركيب و آنزيم‏ها‏‏ي صنعتي نياز به توسعه و بهينه سازي سويه‏ها‏‏ي صنعتي و فرآيند‏ها‏‏ي زيستي را دو چندان برابر كرده است. استفاده از زيست شناسي سامانه‏ها‏‏ و به كار گيري اصول مهندسي براي بهينه سازي و توسعه سامانه‏ها‏‏ي زيستي راهبرد‏ها‏‏ي موثري هستند كه استفاده از آن‏ها‏‏ در توسعه فرايند‏ها‏‏ي توليد پروتيين‏ها‏‏ي نوتركيب به سرعت در حال افزايش است.‏

Recombinant protein production is a fundamental aspect of biotech industry in 21st century in . Harnessing the natural protein expression powers of prokaryotic as well as eukaryotic hosts, enabled the development of a multi-billion dollar industries. Recombinant proteins have gained enormous importance for clinical applications. Most of therapeutic recombinant proteins are produced in mammalian cells although, Escherichia coli has been the most widely used host for the production of recombinant proteins. Various yeast expression systems have been successfully used over the years for production of recombinant proteins. Good characteristics of yeast, combined with revolutionary advances in systems and synthetic biology, micro-array technology and the rapidly evolving databases on the Web, have made a prominent place for yeast within the range of expression systems. The demand for recombinant therapeutic proteins is significantly increasing and there is a constant need to improve the existing expression systems, and also developing novel systems to face the therapeutic proteins demands. Cell-free expression system for production of recombinant proteins has also introduced which has many advantages over production of recombinant proteins in cell systems. Rapid growing and developing market of recombinant therapeutics and industrial enzymes have doubled the necessity of developing and optimizing industrial strains and biological process. Using systems biology and applying engineering principles for optimization and development of biological systems are effective strategies, that using them in the development of recombinant protein production processes is increasing rapidly.