Ақпарат

Вирустық ферменттерді қалай оқшаулап, күшейтемін?

Вирустық ферменттерді қалай оқшаулап, күшейтемін?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

интегразаны оқшаулау және күшейту үшін қандай процедураларды қолданар едім? Егер мен АҚТҚ-да табылған интеграза ферментін зерттемек болсам, 1) оның мазмұнын шығару үшін вирустық капсуланы қалай жоя аламын? 2) Интегразаны басқа ферменттерден және вирустық ДНҚ-дан бөліп алу. 3) сынау үшін ферменттің көшірмелерін жасайды. Кез келген көмек өте жоғары бағаланады !!


Әр вирустың құрамында өте аз мөлшерде фермент болады (мүмкін бірнеше жеке молекулалар). Ферменттің едәуір мөлшерін алу үшін жеткілікті вирустарды жинау және шоғырландыру, егер мүмкін болса, ұзақ және қиын болар еді.

Зерттеу зертханаларындағы әдеттегі стратегия-бұл ақуызға кодталған нуклеин қышқылының тізбегін клондау (не АИТВ жұқтырған жасушадан тікелей күшейту арқылы, не ДНҚ бөлігін синтездеу арқылы). in vitro) және оны экспрессиялық векторға біріктіріңіз, яғни ДНҚ -ның үлкен бөлігі, әдетте дөңгелек, қабылдаушы жасушада (адамда, тіпті бактерияларда) интеграцияға жарамды және табандылық пен гендік экспрессия үшін қажетті тізбектерді алып жүруге жарамды. Осылайша сіз әр жасушада сізді қызықтыратын ферменттің мыңдаған көшірмелерін шығара аласыз, содан кейін оны зерттеу үшін интегразаның айтарлықтай мөлшерін тазартуға болады.

Тазартуды жеңілдету үшін генге «тазарту белгісін», яғни соңғы ақуызды тазартуды жеңілдететін арнайы қасиеттері бар бірнеше қосымша аминқышқылдарын кодтайтын тізбекті қосу әдеттегідей. 6-8 гистидин қалдықтарының созылуы өте жиі қолданылады. Бұл тегті алып жүретін ақуыз тазартылғаннан кейін табиғи ферментке ұқсас белсенділікке ие болады деген болжам бар.


Вирустық диагностикаға RADICA әдісі

COVID-19 пандемиясы инфекциялық аурулардың өршуін басқаруда мұндай инновациялардың қаншалықты маңызды екенін ескере отырып, жылдам вирустық диагностикаға арналған жаңа технологиялардың толқынын тудырды. Енді зерттеушілер RApid DIgital Crispr Approach немесе RADICA, әдеттегі полимеразды тізбекті реакция (ПТР) әдісінен төрт есе жылдамырақ молекулалық сынақ платформасын әзірледі. Зерттеу журналда жарияланды Биоматериалдар.

ПТР тесті - патогенді организмнен инфекцияны анықтау үшін генетикалық материалды анықтаудың ең дәл және сенімді құралы. Бұл процесс шамамен төрт сағатты алады және диагностикалық зертханада арнайы реагенттер мен термиялық циклді қолдануды талап етеді.

Керісінше, RADICA қарапайым су моншасын және арзан, стандартты зертханалық жабдықты пайдалана отырып, вирустық нуклеин қышқылдарының санын бір сағаттың ішінде анықтай алады. Сингапур-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) тобы екі вирустық модельді қолдана отырып RADICA-ны растады: SARS-CoV-2 және Epstein-Barr вирусы. Зерттеушілердің айтуынша, бұл әдіс икемді және оны биологиялық үлгілерде және жасушалық өсінділерде басқа вирустардың болуын анықтауға қолдануға болады.

RADICA хаттамасында үлгіден алынған ДНҚ немесе РНҚ мыңдаған жеке 15 мкл реакцияға бөлінеді. Содан кейін Cas12a ферменті кез келген вирустық нуклеин қышқылының болуын анықтау және күшейту үшін пайдаланылады, кейіннен флуоресцентті сигнал шығарады. Оң әсер ететін реакциялар саны үлгідегі вирустардың көшірме санын көрсетеді.

«Бұл изотермиялық күшейту сезімталдығы мен CRISPR негізіндегі цифрлық форматтағы спецификалықты қолдану үшін нуклеин қышқылдарын анықтаудың бірінші әдісі, бұл ДНҚ -ны уақытты қажет етпейтін және термиялық велосипедке қымбатқа түспей -ақ тез күшейтуге мүмкіндік береді», - деді Сяолин Ву. , RADICA өнертапқыштарының бірі. & quotRADICA кәдімгі цифрлық ПТР әдістерімен салыстырғанда төрт есе жылдам абсолюттік санды ұсынады. & quot


ПТР әдісі

Полимеразды тізбекті реакция (ПТР) термофилдер мен термофильді полимераза ферменттерінің (жоғары температурада қыздырғаннан кейін құрылымдық тұтастық пен функционалдылықты сақтайтын ферменттер) ашылуы арқасында мүмкін болды. ПТР әдісі келесі кезеңдерді қамтиды:

  • ДНҚ үлгісінің, полимераза ферментінің, праймерлердің және dNTPs оңтайландырылған концентрациясы бар қоспа жасалады. Қоспаны ферментті денатурацияламай қыздыру мүмкіндігі 94 градус Цельсий аралығындағы температурада ДНҚ үлгісінің қос спиралын денатурациялауға мүмкіндік береді.
  • Денатурациядан кейін үлгі 54 градусқа дейінгі орташа диапазонға дейін салқындатылады, бұл праймерлерді бір тізбекті ДНҚ шаблондарына күйдіруді жеңілдетеді.
  • Циклдің үшінші қадамында үлгі ұзарту үшін Taq DNA Polymerase үшін тамаша температура 72 градусқа дейін қыздырылады. Созылу кезінде ДНҚ полимеразасы ДНҚ-ның түпнұсқа бір тізбегін шаблон ретінде қолданады, ол әр праймердің 3-ұшына қосымша ДНТП қосады және қызығушылық тудыратын ген аймағында қос тізбекті ДНҚ бөлігін жасайды.
  • ДНҚ тізбегіне дәл сәйкес келмейтін праймерлер 72 градуста күйдірілмейді, осылайша қызығушылық тудыратын геннің созылуын шектейді.

Бұл денатурация, жасыту және ұзарту процесі бірнеше рет (30-40) қайталанады, осылайша қоспадағы қажетті геннің көшірмелерінің саны экспоненциалды түрде артады. Бұл процесс қолмен орындалатын болса, өте жалықтыратын болса да, үлгілерді бағдарламаланатын термоциклде дайындауға және инкубациялауға болады, қазір молекулярлық зертханалардың көпшілігінде кең таралған және ПТР-ның толық реакциясын 3-4 сағат ішінде орындауға болады.

Әрбір денатурация қадамы алдыңғы циклдің ұзару процесін тоқтатады, осылайша ДНҚ-ның жаңа тізбегін қысқартады және оны шамамен қажетті геннің өлшеміне дейін сақтайды. Созылу циклінің ұзақтығы қызығушылық тудыратын геннің көлеміне байланысты ұзағырақ немесе қысқаруы мүмкін, бірақ ПТР қайталанатын циклдары арқылы үлгілердің көпшілігі тек қызығушылық генінің көлемімен шектеледі. екі праймердің де өнімдерінен өндірілетін болады.

Нәтижені жақсарту үшін манипуляцияланатын ПТР -дің сәтті болуының бірнеше факторлары бар. ПТР өнімінің болуын тексерудің ең кең тараған әдісі - агарозагельді электрофорез. Ол ДНҚ фрагменттерін мөлшері мен зарядына қарай бөлу үшін қолданылады. Содан кейін фрагменттер бояғыштар немесе радиоизотоптар арқылы бейнеленеді.


Реферат

Керемет әртүрлілікке ие ең көп биологиялық субъектілер ретінде бактериофагтар (фагтар деп те аталады) гендік-инженерлік құралдарды жасау үшін молекулалық машиналардың маңызды көзі ретінде танылды. Сонымен қатар, фагтар молекулалық биологияның негізгі теорияларын құру және жетілдіру үшін өте маңызды. Фагтарды зерттеу синтетикалық схемаларды жобалау үшін маңызды элементтердің бай көздерін, сондай-ақ бағытталған эволюция платформаларын жақсарту үшін қуатты қолдауды қамтамасыз етеді. Сондықтан фагтар жаңа технологиялар мен орталық ғылыми тұжырымдамаларды әзірлеуде маңызды рөл атқарады. РНҚ -ның әлемдік гипотезасы ұсынылып, әзірленгеннен кейін РНҚ -ның жаңа биологиялық функциялары ашылуда. РНҚ және онымен байланысты элементтер метаболикалық инженерия мен медициналық диагностика сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылады және олардың әмбебаптығы синтетикалық биологияда РНҚ -ның негізгі рөліне әкелді. РНҚ-ға негізделген технологияларды одан әрі дамыту синтетикалық биологиялық құралдарды жетілдіреді, сонымен қатар РНҚ-ның әлемдік гипотезасын тексеруді қамтамасыз етеді. Синтетикалық биологияның көптеген әрекеттері қолданыстағы биологиялық жүйелерді қалпына келтіруге, іргелі биологиялық процестерді түсінуге және жаңа технологияларды дамытуға негізделген. Фагтардан алынған РНҚ-ға негізделген технологиялар синтетикалық биологиялық компоненттердің мол көздерін ұсынады. Сонымен қатар, фагтар мен РНҚ биологиялық эволюцияға жоғары әсер етеді, ол тіршіліктің пайда болуын түсінуге, жасанды тіршілік формаларын құруға және биологиялық жүйелерді дәл қайта бағдарламалауға маңызды. Бұл шолуда фаг компоненттерінің, фагтардың өмірлік циклінің және фагтар мен бактериялар арасындағы өзара әрекеттесудің фагтан алынған РНҚ негізіндегі технологиялары талқыланады. Синтетикалық биология үшін және биологиялық эволюцияның алғашқы кезеңдерін түсіну үшін фагтардан алынған РНҚ-ға негізделген технологияның маңызы ашылады.


EquiPhi29 ДНҚ полимеразасының жақсартылған сипаттамаларын қолдайтын деректер

Phi29 ДНҚ полимеразаларының басқа коммерциялық қол жетімді нұсқаларын салыстыратын зерттеулерде EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы GC-қа бай мазмұны бар нысаналарды күшейту кезінде ең төмен ауытқуды көрсетті (Сурет 1) және ДНҚ плазмидасынан (2 -сурет) немесе тұтас геномдық ДНҚ (3 -сурет) 2 сағат ішінде.

Сурет 1. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы 3 бактериалды геномды күшейткенде GC төмен мәнін көрсетті. Төмен GC бар бактериялық геномдардың қоспасы (S. aureus, 33% GC), орташа GC (E. coli, 51% GC) және жоғары GC (P. aeruginosa, 68% GC) мазмұны EquiPhi29 және Phi29 ДНҚ полимеразаларын, сондай -ақ басқа жеткізушінің ДНҚ полимеразасын қолдану арқылы күшейтілді. Әрбір геном үшін сұр түспен көрсетілген 100 а.к. терезелердегі анықтамалық геномның ГК мазмұны жасыл түспен көрсетілген, түссіз геном қоспасына нормаланған қамтуға қарсы салынған. Тізбектелген қиғаштық болмаған жағдайда, барлық терезелер ашық көк түспен белгіленген 1-ге тең нормаланған қамтуға жақын бөлінуі керек. Әртүрлі полимеразалар көмегімен күшейтілгеннен кейін алынған нормаланған қамту көрсетілген. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы басқа ДНҚ полимеразаларымен салыстырғанда (EquiPhi29 ДНҚ Полимераза сары түспен көрсетілген) барлық GC мазмұны бойынша ең төмен GC ығысуымен ДНҚ-ны күшейтеді.

Сурет 2. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы ДНҚ -ның жоғары плазмидалы өнімділігін басқа жеткізушілердің өнімдеріне қарағанда тезірек реакциямен жеткізеді. 0,5 ng pUC19 плазмидті ДНҚ -ның күшеюі EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы, Phi29 ДНҚ полимеразасы және басқа жеткізушілердің ДНҚ полимеразалары көмегімен жүргізілді. ДНҚ өнімдері магниттік моншақтардың көмегімен тазартылды және Qubit dsDNA BR талдау жинағы арқылы сандық мәндері анықталды. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы үшін ұсынылатын реакция температурасы 42 ° C құрайды, бұл 2 сағаттық инкубациядан кейін ең жоғары өнім береді.

Сурет 3. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы басқа жеткізушілердің өнімдеріне қарағанда жылдамырақ реакция уақыттарымен жоғары геномдық ДНҚ шығымдылығын қамтамасыз етті. 0,5 нг адам геномдық ДНҚ-ны күшейту EquiPhi29 және Phi29 ДНҚ полимеразалары, сондай-ақ басқа жеткізушілердің ДНҚ полимеразалары арқылы жүзеге асырылды. ДНҚ өнімдері магнитті бисер көмегімен тазартылды және Qubit dsDNA BR талдау жинағының көмегімен мөлшерленді. EquiPhi29 ДНҚ полимеразасы үшін ұсынылатын реакция температурасы 42 ° C құрайды, алайда 30 ° C температурада 4 сағаттық инкубациядан кейін жоғары өнімділікке қол жеткізуге болады.

Phi29-типті полимеразалар ДНҚ-ның ұзақ созылуынан кейінгі талдаулар үшін ең жақсы үлгіні жасайды. Сондықтан ДНҚ-ны мұқият, бірақ толық денатурациялау маңызды. Ең кең таралған екі әдіске 95 ° C температурадағы денатурация және сілтілік ДНҚ денатурациясы жатады. Жылу денатурациясы ДНҚ -ның бұзылу қаупін тудырады, ал сілтілі денатурация толық емес және ыңғайсыз болуы мүмкін. Бастапқы ДНҚ-ның тұтас, бірақ жақсы бөлінген ұзындығы төмен қиғаштық пен жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді. Үлгіде екі тізбекті ДНҚ неғұрлым көп болса, WGA реакциясының өнімділігі төмендейді.

Phi29 типті полимеразаларды қолдана отырып, геном денатурацияланған ДНҚ-ның көптеген учаскелеріне кездейсоқ праймерлерді байланыстырудан басталатын бірнеше орын ауыстыру күшейту реакциясы кезінде күшейеді. Полимеразды күшейту тізбекті ауыстыруды қамтиды, сондықтан әрбір ығыстырылған тізбекте 70 кб-қа дейінгі тармақталған ДНҚ өнімін беретін қосымша толтыру оқиғалары орын алады. Реакция тұрақты температурада жүреді.

Phi29 типті полимеразалар ДНҚ-ны геномдық ДНҚ үлгісінен диссоциацияланбай, бастапқы минуттық мөлшерден репликациялауға қабілетті (өнімнің орташа ұзындығы 10 кб-тан астам). Бұл мүмкіндік оны жалғыз жасушалардан геномды күшейтуге тамаша үміткер етеді. ДНҚ мөлшері, демек, геномның көшірме саны неғұрлым көп болса, геномды толық күшейтуден кейін нақты локустың анықталуы ықтимал.


Деңгейлік биология - гендік технологиялар:

Бұл сабақ сіздің емтиханның ерекшеліктеріне сәйкес келетінін тексеріңіз!

Биология деңгейі полимеразды тізбекті реакция (ПТР)

00:00 Кіріспе | Оқыту нәтижелері

00:56 Полимеразды тізбекті реакция

01:46 Неліктен ПТР ПТР деп аталады? / 1. "Полимераз"

02:48 Термостабильді ДНҚ полимеразалық ферменттер дегеніміз не?

04:05 Праймер мен күйдіру

04:38 А деңгейіндегі емтихандар үшін не білуіңіз керек.

05:00 ПТР – 1-қадам. Денатурация

05:30 ПТР - 2 -қадам. Жою

05:50 ПТР - 3-қадам. Полимеризация

06:23 ПТР әр цикл сайын ДНҚ -ны экспоненциалды түрде күшейтеді.

07:02 ПТР қолдану (экологиялық, медициналық және криминалистикалық).


Бактериялардан басқа жасушаларға рекомбинантты ДНҚ енгізу

Agrobacterium tumefaciens және Ti плазмидасы

Agrofacterium tumefaciens Өсімдік қоздырғышы, өт тәжінің ауруы деп аталатын ісік түзілуін тудырады. Бактерияда плазмида бар Ти (ісік тудыратын) плазмида, ол бактериялардың ДНҚ -ны қабылдаушы өсімдік геномына енгізеді. Ғалымдар бұл табиғи процесті өсімдіктердің гендік инженериясын жасау үшін Ти плазмидасына бөтен ДНҚ енгізу және трансгенді өсімдіктерді шығаруға мүмкіндік беретін ауруға қажетті гендерді жою арқылы пайдаланады.

Ген мылтығы

A гендік мылтық өте ұсақ металл бөлшектерін пайдаланады (микрожобалар) рекомбинантты ДНҚ-мен қапталған, олар өсімдік немесе жануар тінінде жоғары жылдамдықпен жарылады. Егер ДНҚ трансформацияланса немесе ДНҚ жасушасы қабылдайтын болса, гендер өрнектеледі.

Вирустық векторлар

Үшін вирустық вектор, вирустан вируленттілік гендерін алып тастауға және бөгде ДНҚ енгізуге болады, бұл вирус капсидінің генетикалық материалды өсімдік немесе жануар жасушасына тасымалдау механизмі ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Маркер гендер әдетте гендерді қабылдаған жасушаларды анықтауға мүмкіндік береді.


Тыныс жолдарының вирустық қоздырғыштары, тез арада орнында ұсталады!

Оңтүстік Корея зерттеушілері плазмондық изотермиялық рекомбиназалық полимеразды күшейту (RPA) массивтік чипін жасады, жіті респираторлық жұқпалы ауруларды тудыратын патогендердің 8 түрін (4 бактерия және 4 вирус) 30 минут ішінде анықтай алатын әлемдегі алғашқы плазмоиндік изотермиялық ПТР технологиясы, доктор Сунг-Гю Парк пен доктор Хо Санг Джун басқарған Корея материалтану институты (KIMS, президент Джунг-Хван Ли) және доктор Мин-Янг Ли мен доктор Аюнг Ву Samsung медициналық орталығы. KIMS – Ғылым және АКТ министрлігіне қарасты мемлекет қаржыландыратын ғылыми-зерттеу институты.

* ПТР (полимеразды тізбекті реакция): мақсатты нуклеин қышқылдарын күшейту және анықтау үшін сынақ әдісі

Қазіргі кездегі COVID-19 анықтау технологиясын жергілікті жерде талдау мүмкін емес үлгіні жинағаннан кейін оны растау үшін шамамен 4 сағат немесе одан да көп уақыт қажет жұқтырушыны мүмкіндігінше тезірек оқшаулау қиын.

Бұл мәселені шешу үшін зерттеушілер изотермиялық ПТР технологиясын 3D Au наноқұрылымды субстратпен біріктірді, ол РПА өнімдерінің флуоресценттік сигналын ДНҚ ампликонымен және табылған бактериялық ДНҚ мен вирустық РНҚ -мен 30 минут ішінде күшейте алады.

Сонымен қатар, зерттеу тобы мультиплексті молекулярлық детекцияға арналған 3D плазмоникалық массивтік чипті әзірледі: бір мезгілде 8 патогенді (4 бактерия мен 4 вирус) талдай алатын чип.

* 4 бактерия: Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae
* 4 вирус: Coronavirus 229E, OC42, NL63 (Coronavirus 229E, OC43, NL63), Адамның метапневмовирусы

«Жедел респираторлық инфекцияларға арналған мультиплексті диагностика технологиясы» мұрын -жұтқыншақ тампондары арқылы жиналған клиникалық үлгілерге де жарамды екені расталды. Команда өнер көрсетуді жоспарлап отыр медициналық құрылғылардың сенімділігін тестілеу COVID-19 жұқтырғандарға кең ауқымды клиникалық зерттеулер арқылы және Азық-түлік және дәрі-дәрмектер қауіпсіздігі министрлігіне рұқсат алу үшін өтініш беру.

KIMS-тің «оптикалық сигналды жақсартуға арналған 3D плазмоникалық наноматериалдар технологиясы» қазірдің өзінде Кореяда, АҚШ-та және Қытайда патенттелген және «патогенді жедел анықтау технологиясы» отандық патентке Samsung медициналық орталығымен бірлесіп қолданылған.

"Біз тыныс алу жолдарының вирустық қоздырғыштарының 10-нан астам түрін патогендік диагностикалауға мүмкіндік беретін негізгі плазмоникалық наноматериалдарды жасау арқылы патогендерді жарты сағатта анықтай алатын медициналық құрылғыны жасадық. Жергілікті жерде молекулалық диагностикалық құрылғылар кең таралған болуы мүмкін. біз Samsung медициналық орталығымен және отандық диагностикалық қондырғы компанияларымен белсенді түрде зерттеу жүргізіп жатырмыз ». - деді KIMS бас зерттеушісі, доктор Сонг-Гю Пак.

Джунг-хван Ли, KIMS президенті: "KIMS респираторлық жұқпалы аурулардың орнындағы молекулалық диагностика технологиясын және 3D сезімталдығы жоғары плазмоникалық наноматериалдарға негізделген ультрасезімтал дәрілерді анықтау сенсорының технологиясын коммерцияландыруды үнемі қолдайды. Біз бар күшімізді саламыз. Біздің зерттеу нәтижелері өмір сапасы мен қауіпсіз қоғамға ықпал етеді ».

Бұл зерттеу Кореяның Материалтану институтының (KIMS) іргелі зерттеулер бағдарламасының қолдауымен және Ғылым және АКТ министрлігінің Nano Plasmonic In Vitro диагностикалық зерттеу орталығымен және Сауда, индустрия және энергетика министрлігінің алхимик жобасымен қаржыландырылды. .

Сонымен қатар, технология осы жылы жарияланды Биосенсорлар мен биоэлектроника (IF: 10.257), аналитикалық химия саласындағы негізгі халықаралық журнал.

* Зерттеу жұмысының атауы: РПА плазмалық изотермиялық чипі көмегімен тыныс алу қоздырғыштарының жылдам және сезімтал мультиплексті молекулалық диагностикасы

Зерттеу тобы 2020 жылы 3D нано-биосенсорлық чип арқылы сепсисті анықтаудың ультра сезімтал сенсорын жасау арқылы ұлттық ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстардың үздігі ретінде таңдалды.

KIMS-бұл Корея Республикасының Ғылым және АКТ Министрлігінің (MSIT) жанындағы үкіметтік емес коммерциялық емес ғылыми-зерттеу институты. Кореядағы кешенді материалдар технологияларына маманданған жалғыз институт ретінде KIMS материалтанумен байланысты кең ауқымды іс-шараларды, соның ішінде ҒЗТКЖ, тексеру, сынақтар мен бағалау және технологиялық қолдауды жүзеге асыру арқылы корей өнеркәсібіне өз үлесін қосты.

Жауапкершіліктен бас тарту: AAAS және EurekAlert! EurekAlert -те жарияланған жаңалықтардың дұрыстығына жауап бермейді! ұйымдарға үлес қосу арқылы немесе EurekAlert жүйесі арқылы кез келген ақпаратты пайдалану үшін.


Сөйлесуге шолу

Дженнифер Даудна: CRISPR-Cas9 көмегімен геномдық инженерия: жаңа технологияның пайда болуы

Дженнифер Доудна бактериялардың вирустық инфекциямен күресу әдісін зерттеу молекулалық биология зерттеулерін өзгерткен геномдық инженерия технологиясына айналғаны туралы әңгімелейді. 2013 жылы Даудна мен оның әріптестері CRISPR-Cas9 гендік экспрессивті жүйесін жасады, ол жануарлар жасушаларына енгізілгенде зақымдалмаған геномға белгілі бір жерге өзгерістер енгізеді. CRISPR-Cas9 геномды өңдеудің басқа құралдарына қарағанда дәлірек, тиімдірек және арзанырақ және нәтижесінде бұрын қол жеткізу мүмкін болмаған зерттеулердің кең ауқымын жеңілдеткен.


Ірі масштабты ашытулар

Ірі масштабты ашыту тағамнан фармацевтикаға дейінгі көптеген өнімдерді өндірудің кілті болып табылады.

Үйрену мақсаттары

Азық -түлік, алкогольдік сусындар, отын және инсулин сияқты рекомбинантты өнімдерді өндіру үшін ашыту мен оның қолданылуын сипаттаңыз

Негізгі тағамдар

Негізгі ұпайлар

  • Азық-түлік өндірісіне, алкоголь өндірісіне, тіпті бензин өндіруге қолданылатын этанолдың көп мөлшерін жасау үшін үлкен ферменттеу қолданылады.
  • Ашыту қоректік заттардан бөлінген электрондарды сол қоректік заттардың ыдырауынан алынған молекулаларға беру үшін қолданылатын метаболикалық процестермен сипатталады.
  • Ферменттеуде электрондардың пайда болуын ынталандыру үшін эндогенді электронды қабылдағыштар ретінде қант сияқты көптеген органикалық қосылыстар қолданылады.

Негізгі шарттар

  • тотығу: Элементтің атомдары электрондарын жоғалтатын және элементтің валенттілігі жоғарылайтын реакция.
  • амилаза: Күрделі көмірсуларды қарапайым қантқа ыдыратуға қабілетті ас қорыту ферментінің түрі.

Ашыту органикалық қосылыстардың тотығуынан энергия алынатын процестерді қамтиды. Органикалық қосылыстардың тотығуы қоректік заттардан бөлінген электрондарды осы қоректік заттардың ыдырауынан алынған молекулаларға беру үшін эндогендік электронды қабылдағышты қолдану арқылы жүреді.

Ашытудың кең таралған түрлері: Бұл эукариоттық жасушаларда қолданылатын ашытудың кең таралған түрлері.

Өнеркәсіптік деңгейде болатын ашытудың әртүрлі түрлері бар, мысалы, этанол ашыту және тамақ пен шарап өндіру үшін қолданылатын ашыту процестері. Ашыту процесін анаэробты жағдайда пайдалану мүмкіндігі гликолиз арқылы АТФ өндіруді қажет ететін организмдер үшін өте маңызды. Ашытуды тотығу фосфорланудан гөрі ашытуды жақсы көретін ашытқы жасушалары сияқты аэробты жағдайда да жүргізуге болады. Төменде өндірісті құруда салалар пайдаланатын ауқымды ашытулардың бірнеше түрлерінің қысқаша шолуы берілген.

Этанолды ашыту

Этанол ферментациясы этанолды тамақ, алкогольдік сусындар, отын мен өнеркәсіпте қолдану үшін өндіру үшін қолданылады. Этанолды ашыту процесі қант жасушалық энергияға айналған кезде пайда болады. Ең жиі қолданылатын қанттарға глюкоза, фруктоза және сахароза жатады. Бұл қанттар жасушалық энергияға айналады және этанолды да, көмірқышқыл газын да қалдық ретінде шығарады. Ашытқы - сыра, шарап және алкогольді сусындар өндіру үшін ферменттеу процесі арқылы этанол өндіретін ең көп қолданылатын организм. Жоғарыда айтылғандай, оттегінің көп мөлшеріне қарамастан, ашытқы ашытуды қолдануды жөн көреді. Демек, этанол мен көмірқышқыл газын алу үшін ашытқыны кеңінен қолдану анаэробты ортада жүреді.

Алынған этанолды нан өндірісінде пайдалануға болады. Ашытқы қамырдағы қанттарды жасушалық энергияға айналдырады және этанол мен көмірқышқыл газын шығарады. Этанол буланып, көмірқышқыл газы қамырды кеңейтеді. Алкоголь өндірісіне келетін болсақ, ашытқы ашытуды тудырады және этанол шығарады. Атап айтқанда, шарап жасауда ашытқы жүзімдегі қантты түрлендіреді. Сырада және арақ немесе виски сияқты қосымша алкогольде ашытқы астық крахмалдарын амилаза арқылы қантқа айналдыру нәтижесінде алынған қантты түрлендіреді. Сонымен қатар, ашытқы ашытуы бензинге қосылатын этанолды жаппай өндіру үшін қолданылады. АҚШ -та этанол өндіру үшін қолданылатын қанттың негізгі көзі қазіргі уақытта жүгері болып табылады, алайда қант қамысы немесе қант қызылшасы сияқты дақылдарды да қолдануға болады.

Жүзімдегі ашыту: Бұл шарап жасау процесінде ашытудан өтіп жатқан жүзімнің фотосы.

Рекомбинантты өнімдер

Ашыту әр түрлі рекомбинантты өнімдерді жаппай өндіруде де қолданылады. Бұл рекомбинантты өнімдерге инсулин және В гепатитіне қарсы вакцина сияқты көптеген фармацевтикалық препараттар кіреді. Ұйқы безі шығаратын инсулин көмірсулар мен майлар алмасуының орталық реттеушісі болып табылады және қандағы глюкоза деңгейін реттеуге жауап береді. Инсулин қант диабеті диагнозы бар адамдарды емдеу үшін медицинада қолданылады. Атап айтқанда, 1 типті қант диабетімен ауыратын адамдар инсулин шығара алмайды, ал 2 типті қант диабетімен ауыратындар инсулинге төзімділікті дамытады, бұл жерде гормон тиімсіз.

Қант диабеті диагнозы қойылған адамдардың көбеюі сыртқы инсулинге сұраныстың артуына әкелді. Инсулинді жаппай өндіру рекомбинантты ДНҚ технологиясын қолдану арқылы да, ферменттеу процестерімен де жүзеге асады. E. coli, wол проинсулин шығару үшін генетикалық түрде өзгертілген, ашыту сорпасында жеткілікті мөлшерде алу үшін үлкен мөлшерге дейін өсіріледі. Содан кейін проинсулин жасушаны бұзу арқылы оқшауланады және тазартылады. Проинсулинді шикі инсулинге айналдыру үшін одан әрі ферменттік реакциялар жүреді, оларды әрі қарай дәрілік қоспа ретінде қолдану үшін өзгертуге болады.

Ашыту процесін қолданатын рекомбинантты қосымша өнім - В гепатитіне қарсы вакцина. В гепатитіне қарсы вакцина В гепатитінің вирусын жұқтыруға бағытталған. Бұл вакцинаны жасау рекомбинантты ДНҚ технологиясын да, ашытуды да пайдаланады. Ағза ашытқысының геномына В гепатиті вирусына тән HBV гені енгізіледі. Ашытқы HBV генін көп мөлшерде өсіру үшін қолданылады, содан кейін жиналып тазартылады. Ашыту процесі ашытқыны өсіру үшін қолданылады, осылайша геномға генетикалық түрде қосылған HBV ақуызының көп мөлшерін өндіруге ықпал етеді.


Бейнені қараңыз: Қауіпті вирустың алдын алу қажет (Желтоқсан 2022).