As proteínas são o cavalo de batalha nos sistemas biológicos, facilitando a maioria dos processos biológicos de uma célula, incluindo expressão gênica, crescimento celular, proliferação, absorção de nutrientes, comunicação intercelular e apoptose. A impressão azul para a síntese de proteínas é armazenada no DNA, que serve como modelo para processos transcripcionais altamente regulados para produzir RNA mensageiro (mRNA). A mensagem codificada pelo mRNA é então traduzida em seqüências definidas de aminoácidos que formam uma proteína. As proteínas são sintetizadas em um processo similar de dois passos em todos os organismos – o DNA é primeiro transcrito em RNA, então o RNA é traduzido em proteína.

O que são proteínas recombinantes?

Proteínas recombinantes são proteínas codificadas pelo DNA recombinante que foi clonado em um vetor de expressão que suporta a expressão do gene e a tradução do RNA mensageiro. A modificação do gene pela tecnologia do DNA recombinante pode levar à expressão de uma proteína mutante. A proteína recombinante é uma forma manipulada de proteína nativa, que é gerada de várias maneiras a fim de aumentar a produção de proteínas, modificar sequências de genes e fabricar produtos comerciais úteis.

Como são feitas as proteínas recombinantes?

A produção de proteína recombinante começa no nível genético, onde a sequência de codificação da proteína de interesse é primeiro isolada e clonada em um vetor plasmídeo de expressão. A maioria das proteínas recombinantes para uso terapêutico são de origem humana, mas são expressas em microorganismos como bactérias, leveduras, ou células animais em cultura. Os genes humanos são muito complexos, muitas vezes contendo sequências de DNA não codificantes conhecidas como introns. Portanto, uma versão livre de introns do gene é muitas vezes feita através da conversão do mRNA em cDNA. Como o cDNA não possui regiões reguladoras, os vetores de expressão fornecem seqüências promotoras, locais de ligação de ribossomos e terminadores. A produção de proteínas recombinantes para fins de pesquisa é impulsionada principalmente pelo custo-benefício, simplicidade e rapidez do processo, em conjunto com rendimentos adequados do produto. As proteínas co-expressas em bactérias não teriam modificações pós-tradução, por exemplo, fosforilação ou glicosilação; para isso são necessários sistemas de expressão eucariótica.
Muitas proteínas recombinantes requerem modificações de proteínas, como a glicosilação, que estão disponíveis apenas em células eucarióticas. Leveduras, células de insetos e sistemas de cultura de células de mamíferos oferecem tais modificações pós-tradução. Durante a última década, foram desenvolvidos protocolos eficientes de transfecção transitória. Linhas celulares derivadas do HEK293 são empregadas para a produção transitória de proteínas. Atualmente, a maioria das proteínas terapêuticas recombinantes são produzidas em células de mamíferos porque as células de mamíferos são capazes de produzir proteínas de alta qualidade semelhante às que ocorrem naturalmente. Além disso, muitas proteínas terapêuticas recombinantes aprovadas são geradas em E.coli devido à sua genética bem caracterizada, crescimento rápido e produção de alto rendimento.

Biomédica pesquisa para entender saúde e doença

Proteínas recombinantes são ferramentas úteis na compreensão das interações proteína-proteína. As interacções proteicas são fundamentalmente caracterizadas como estáveis ou transitórias e desempenham um papel importante nos processos celulares. Recentemente, os microarrays RP para examinar as interacções proteína-proteína tornaram-se populares. Para esta abordagem, os pesquisadores semeiam uma lâmina com numerosas proteínas imobilizadas, que eles então tratam com uma variedade de moléculas para examinar como os dois agentes interagem um com o outro. Usando este sistema, os cientistas estudaram interações protéicas com outras proteínas ou peptídeos, enzimas, pequenas moléculas, lipídios, e ácidos nucléicos. Isto permite um rendimento muito mais elevado quando se trata de estudar as interacções proteína-proteína.
Proteínas recombinantes têm desempenho comprovado em várias técnicas de laboratório, tais como ELISA, western blot e imunohistochemistry (IHC). As proteínas recombinantes são utilizadas para desenvolver ensaios enzimáticos. Quando usadas em conjunto com um par de anticorpos combinados, as proteínas recombinantes podem ser usadas como padrões no ELISA, e como controles positivos em Western blots, e IHC. As proteínas recombinantes servem como ferramentas valiosas para investigar a resposta celular ao estresse e situações de doença. As proteínas recombinantes e peptídeos administrados a modelos animais de doenças ajudam os pesquisadores a identificar novos candidatos terapêuticos potenciais.

Proteínas recombinantes para bioterapêutica

As doenças humanas mais comuns estão sistemicamente ou parcialmente relacionadas com disfunções de proteínas específicas. Proteínas terapêuticas fornecem importantes terapias para uma variedade de doenças, como diabetes, câncer, doenças infecciosas, hemofilia, e anemia. As proteínas terapêuticas comuns incluem anticorpos, proteínas de fusão Fc, hormônios, interleucinas, enzimas, e anticoagulantes. As proteínas humanas obtidas através da engenharia genética desempenham um papel fundamental no mercado de medicamentos terapêuticos. Uma das muitas vacinas RP aprovadas pela FDA é a vacina contra a Hepatite B para prevenção de infecções causadas por todos os subtipos conhecidos do vírus da Hepatite B.
A primeira proteína recombinante utilizada no tratamento foi a insulina humana recombinante em 1982 e a indústria da RP tem crescido rapidamente desde então. Até à data, mais de 130 RPs foram aprovadas pela FDA dos EUA para uso clínico. No entanto, mais de 170 RPs são produzidas e utilizadas na medicina em todo o mundo. A insulina humana recombinante foi um exemplo muito precoce do uso da biotecnologia no desenvolvimento de medicamentos. As proteínas recombinantes são medicamentos potentes que estão a salvo de efeitos colaterais fora do alvo, e levam um tempo menor para se desenvolver do que as pequenas moléculas. Todas as Grandes Farmacêuticas desenvolvem agora a RP como medicamentos e, portanto, é uma indústria multibilionária.

As proteínas recombinantes usadas na clínica incluem hormonas recombinantes, interferões, interleucinas, factores de crescimento, factores de necrose tumoral, factores de coagulação do sangue, drogas trombolíticas, e enzimas para tratar doenças importantes como a diabetes, nanismo, infarto do miocárdio, insuficiência cardíaca congestiva, apoplexia cerebral, esclerose múltipla, neutropenia, trombocitopenia, anemia, hepatite, artrite reumatóide, asma, doença de Crohn e terapias de câncer. Apoiado por numerosas citações revisadas por pares, Enzo oferece uma extensa gama de proteínas recombinantes e nativas para uma variedade de campos de pesquisa. Nossas proteínas são validadas em ensaios funcionais específicos e são fabricadas com a mais alta qualidade.

Proteínas recombinantes são usadas na produção de alimentos, agricultura, e bioengenharia. Por exemplo, na indústria de criação, as enzimas podem ser adicionadas à ração animal para aumentar o valor nutricional dos ingredientes da ração, reduzir os custos da ração e do manejo de resíduos, apoiar a saúde intestinal dos animais, melhorar o desempenho animal e melhorar o meio ambiente. Além disso, as bactérias ácido-lácticas (LAB) são usadas há muito tempo para a produção de alimentos fermentados. Recentemente, as LAB foram projetadas para a expressão de proteínas recombinantes, que terão uma ampla gama de aplicações, como a melhoria da digestão humana/animal e da nutrição.
A evolução no campo da biotecnologia tem aumentado e facilitado a produção de proteínas recombinantes para várias aplicações. A importância da RP tem aumentado rapidamente para a investigação básica das ciências da vida, reagentes de diagnóstico e drogas terapêuticas. O seu papel na biotecnologia é insubstituível. Esperamos também ver mais progressos no tratamento de várias doenças com proteínas recombinantes. O catálogo Enzo de proteínas nativas e recombinantes amplamente citado e completamente validado ajudará a acelerar esta pesquisa. Nossas décadas de experiência no projeto e fabricação de enzimas ativas e kits de descoberta de medicamentos oferecem ferramentas para triagem de inibidores de enzimas específicas e identificação de um alvo terapêutico em potencial. Entre em contato com nossa Equipe de Suporte Técnico para obter mais assistência.