Cong nghệ sx insulin

Chia sẻ bởi Đào Ngọc Huỳnh | Ngày 23/10/2018 | 40

Chia sẻ tài liệu: cong nghệ sx insulin thuộc Bài giảng khác

Nội dung tài liệu:

GVHD : Ts.Trần Thanh Thủy
SVTH : Nguyễn Thị Thanh Tâm
Đào ngọc Huỳnh
Lớp : Sinh 3A
Năm học : 2009-2010
CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT INSULIN
Lời mở đầu
Bệnh tiểu đường là một trong những căn bệnh đe dọa nghiêm trọng tới sức khoẻ con người. Nguồn cung cấp insulin cho trị bệnh tiểu đường đang thiếu hụt. Điều đó đòi hỏi phải tìm ra những hướng mới trong việc sản xuất insulin đảm bảo cả về số lượng và chất lượng.
Ngày nay, với sự ra đời của kỹ thuật tái tổ hợp DNA, sự bùng nổ của công nghệ sinh học, nhiều phương pháp sản xuất insulin tái tổ hợp đã được phát triển thì vấn đề trên không còn là nan giải nữa
Nội dung chính
I. Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất nsulin
1. Cấu trúc phân tử insulin
2. Tổng hợp insulin trong cơ thể
3. Vai trò sinh học của insulin
4. Vài nét về bệnh tiểu đường
II. Công nghệ sản xuất insulin
1.Sản xuất insulin tách chiết từ động vật
2. Sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp sản xuất insulin
III. Một số phương hướng mới trong sản xuất insulin
IV. Một số loại insulin trên thị trường
Insulin
1. Cấu trúc phân tử insulin
Insulin người là một polypeptide
Bao gồm:
Chuỗi A 21 acid amin
Chuỗi B 30 acid amin
Có một cầu nối disulfur trong chuỗi A và 2 cầu nối disufur nối giữa hai chuỗi A và B.
Công thức hóa học:
C257H383N65O77S6
Trọng lượng phân tử: 5808
Cấu trúc hóa học của insulin
2. Tổng hợp insulin trong cơ thể
Preproinsulin: tổng hợp trong đảo Langerhans của tuyến tụy.

Proinsulin: Khi vận chuyển qua lưới nội chất, peptide tín hiệu bị phân cắt tạo ra proinsulin. Proinsulin hình thành cầu nối disulfur trong lưới nội chất, hình thành cấu trúc bậc ba.

Insulin: Hình thành qua quá trình phân cắt nhờ enzyme PC1/3 tại liên kết giữa chuỗi B và C và enzyme PC2 ngay vị trí liên kết giữa chuỗi A và C.

3. Vai trò sinh học của insulin
3.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon
3.2. Insulin và trao đổi lipit
3.3. Những tác động khác của insulin


3.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon

-Insulin tuần hoàn trong máu, khi gắn với thụ thể trên màng tế bào tạo ra phức hợp thụ thể - insulin làm phát tín hiệu truyền thông tin chuyển glucoz ra khỏi huyết tương.

3.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon
- Insulin thúc đẩy gan dự trữ glucoz ở dạng glycogen. Glucoz bị photphoryl hoá nhờ enzym hexokinase nhờ đó glucoz được đưa vào trong tế bào.
- Insulin ức chế hoạt động của glucoz - 6 photphatase. Khi không có mặt insulin, quá trình tổng hợp glycogen bị dừng lại và các enzym phân huỷ glycogen hoạt động.

3.1. Insulin và trao đổi hydratcacbon
Insulin ngăn cản lượng đường quá cao trong máu nên không được có quá nhiều insulin, do đó enzym insulinase kiểm soát mức độ insulin.
Khi lượng insulin quá cao enzym insulinase sẽ phân huỷ hoocmon này với thời gian 6 phút.
hàm lượng insulin được ổn định trong máu và lượng glucoz không bị giảm xuống mức nguy hiểm.

sơ đồ biểu hiện sự điều hòa hàm lượng glucose máu
3.2. Insulin và trao đổi lipit

Insulin thúc đẩy sinh tổng hợp các axit béo trong gan.
Khi lượng glycogen trong gan quá cao (> 5% lượng thô của gan) thì quá trình tổng hợp bị ức chế. Lượng glucoz hấp thụ vào tế bào gan chuyển sang tổng hợp axit béo và chuyển khỏi gan ở dạng lipoprotein.
Insulin ức chế phân huỷ chất béo trong mô mỡ: bằng cách ức chế quá trình thuỷ phân triglyxerit thành glixerol và axit béo tự do.
3.3. Những tác động khác của insulin

- Insulin làm tăng tính hấp thụ của các axitamin.
- Insulin làm tăng tính thấm các ion kali, magie và photphat vô cơ tạo điều kiện cho quá trình photphoryl hoá và sử dụng glucoz.
Insulin làm tăng tính thấm các ion kali,
magie và photphat vô cơ
Best và Banting- những người đầu tiên đã chiết suất được insulin năm 1921
Collip và MacLeod- những người đầu tiên dùng insulin chiết suất đó để điều trị bệnh tiểu đường type 1 cho Leonard Thomson
Vậy bạn biết gì về bệnh tiểu đường ?
4. Vài nét về bệnh tiểu đường
4.1. Khái niệm
4.2. Phân loại
4.3. Tình hình thực tế về bệnh tiểu đường hiện nay
4.1. Khái niệm
Bệnh đái tháo đường, còn gọi là Bệnh tiểu đường, là một bệnh do rối loạn chuyển hóa cacbohydrat khi hoóc môn insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao
Bệnh tiểu đường là một trong những nguyên nhân chính của nhiều bệnh hiểm nghèo, điển hình là bệnh tim mạch vành, tai biến mạch máu não, mù mắt, suy thận, liệt dương, hoại thư, v.v.

4.2 Phân loại
Tiểu đường loại 1: (tiểu đường phụ thuộc insulin hay tiểu đường ở người trẻ ) chiếm khoảng 5-10% tổng số bệnh nhân
Nguyên nhân bệnh: cơ chế tự miễn (tuyến tuỵ bị tấn công và phá hủy bởi chính cơ thể, làm cho tuyến tuỵ không còn khả năng sản xuất insulin nữa)
Những triệu chứng điển hình: tiểu nhiều, uống nhiều, đôi khi ăn nhiều, mờ mắt, dị cảm và sụt cân, trẻ em chậm phát triển và dễ bị nhiễm trùng.
4.2. Phân loại
Tiểu đường loại 2: ( tiểu đường không phụ thuộc insulin hay tiểu đường ở người trưởng thành) chiếm khoảng 90-95% trong tổng số bệnh nhân bệnh tiểu đường, thường gặp ở lứa tuổi trên 40, nhưng gần đây xuất hiện ngày càng nhiều ở lứa tuổi 30, thậm chí cả lứa tuổi thanh thiếu niên.
Tụy người bệnh vẫn còn khả năng sản xuất insulin, nhưng không đủ.
Ít có triệu chứng và thường chỉ được phát hiện bởi các triệu chứng của biến chứng(nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não), hoặc chỉ được phát hiện tình cờ khi đi xét nghiệm máu trước khi mổ.
Tỷ lệ tiểu đường tăng theo tuổi, yếu tố di truyền cũng đóng vai trò quan trọng. Có mối liên quan trực tiếp giữa béo phì và tiểu đường loại 2.

4.3. Tình hình thực tế về bệnh tiểu đường hiện nay

Theo ước tính, số người tử vong trên thế giới do bệnh tiểu đường trong năm 2000 là 2,9 triệu và con số này sẽ còn tiếp tục gia tăng.
Ước tính đến năm 2010, trên thế giới có 221 triệu người mắc bệnh tiểu đường, năm 2025 sẽ lên tới 330 triệu người (gần 6% dân số toàn cầu), năm 2030 sẽ lên đến 366 triệu người.
Ở Anh khoảng 1,6 triệu người bị bệnh tiểu đường. Tại Hoa Kỳ, số người bị bệnh tiểu đường tăng từ 5,3% (1997)lên 6,5% (2003) và tiếp tục tăng rất nhanh.
Tại Việt Nam, trong 4 thành phố lớn Hà Nội, Huế, Thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, tỷ lệ bệnh tiểu đường là 4%, riêng quận Hoàn Kiếm (Hà Nội) lên tới 7%.



4.3. Tình hình thực tế về bệnh tiểu đường hiện nay

Tỷ lệ bệnh tăng lên ở các nước phát triển là 42%, nhưng ở các nước đang phát triển (như Việt Nam) sẽ là 170%.
Phần lớn người bệnh phát hiện và điều trị muộn, hệ thống dự phòng, phát hiện bệnh sớm nhưng chưa hoàn thiện
 mỗi năm có trên 70% bệnh nhân không được phát hiện và điều trị.
Tỷ lệ mang bệnh tiểu đường ở lứa tuổi 30-64 là 2,7% vùng đồng bằng, ven biển 2,2%, miền núi 2,1%. Người tuổi trên 65 bị BTĐ gấp hai lần người tuổi 45–54
Nếu không được phòng chống và cứu chữa kịp thời, bệnh dễ biến chứng, 44% người bệnh đái tháo đường bị biến chứng thần kinh, 71% biến chứng về thận, 8% bị biến chứng mắt.

II. Công nghệ
sản xuất insulin
1.Sản xuất insulin tách chiết từ động vật
Từ những thập niên 1920 cho đến những năm đầu của thập niên 1980, insulin được tạo ra bằng cách cô lập từ tuyến tụy của động vật như heo và bò và được tinh sạch
Ngày nay loại insulin này được tinh chế bằng phương pháp sắc ký đạt độ tinh khiết hóa rất cao.
   Sự thay đổi chuỗi cấu trúc amino acid của các loài động vật so với con người
  (Source W.F ganong, 2004) 
Nhược điểm
Insulin ĐV có cấu trúc không hoàn toàn giống insulin người
Hoạt động chức năng trong cơ thể kém hơn insulin người
Khả năng hấp thụ kém
Có thể gây ra các phản ứng miễn dịch trong cơ thể
Trong quá trình tách chiết không thể loại bỏ được hết các tác nhân gây bệnh ở ĐV
Qui trình tách chiết đòi hỏi kỹ thuật cao
Chi phí đắt (cần lượng lớn tụy để SX) giá thành cao
Khó SX lượng lớn với quy mô công nghiệp
2. Sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp sản xuất insulin
III. Một số phương hướng mới
trong sản xuất insulin
Sản xuất Insulin trị bệnh tiểu đường từ hoa rum
Các nhà khoa học ĐH Calgary đã cấy một gen Insulin nhân tạo vào cây hoa rum. Khi gien này đi vào hoạt động, hoa rum sẽ bắt đầu sản sinh ra Insulin nhanh hơn các phương pháp truyền thống được tiến hành trên lợn, bò, men hay vi khuẩn.
Khoảng 4.000m2 hoa  sẽ có sản lượng lên tới gần 1kg Insulin  6.475 ha hoa rum là có thể chiết xuất đủ Insulin cho toàn bộ những người mắc bệnh tiểu đường trên thế giới.



Cây hoa rum dùng để chiết suất insulin
Trị bệnh tiểu đường bằng insulin từ rau diếp hoặc cây thuốc lá
Nghiên cứu này được thực hiện bởi giáo sư Henry Daniell, thuộc Trường Đại học Central Florida, và các cộng sự.
Nhóm nghiên cứu đưa các tế bào thực vật đông khô có chứa insulin dưới dạng bột vào cơ thể chuột mắc bệnh tiểu đường. Khi các tế bào này tiến vào ruột chuột, vi khuẩn đang sống ở đó sẽ phân hủy các thành tế bào và insulin thoát ra sẽ được đưa dần dần vào máu.
Sau 8 tuần lễ thử nghiệm, các chuyên gia nhận thấy [glucose] trong máu và nước tiểu chuột đã trở lại mức an toàn, và các tế bào beta trong tuyến tụy của chuột đã sản xuất được insulin ở mức độ cần thiết cho cơ thể.
Giáo sư Henry Daniell (ĐH Central Florida)
Sản xuất insulin từ tế bào gốc để trị bệnh tiểu đường
Những tế bào gốc từ dây rốn có khả năng sản xuất một hợp chất có tên là C-peptide (một chất protein tiền thân của insulin và chỉ hiện diện khi tế bào sản xuất ra insulin).
Sự hiện diện C-pep  đã có một lượng insulin nhất định được sản xuất bởi tế bào gốc được dùng thay thế cho tế bào tụy tạng đã hư hại hoặc bị phá hủy.
Các nhà khoa học Anh và Mỹ cho biết họ đã SX được insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh để điều trị bệnh tiểu đường. (Ảnh: www.neonet.ch)
IV. Một số loại insulin trên thị trường
Tài liệu tham khảo
www.khamchuabenh.com/index.php%3...mode%3D1
[email protected]
www.yduocngaynay.com
www.fda.org

Cơ sở VSV học công nghiệp tập 1, TS. Nguyễn Đức Lương, Trường ĐH Bách Khoa TPHCM, 2000
Công nghệ sinh học tập 5: Công nghệ vi sinh và mội trường, GS.TS. Phạm Văn Ty, TS. Vũ Nguyên Thành, NXB GD VN, 2009
Một số trang web :
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...

Người chia sẻ: Đào Ngọc Huỳnh
Dung lượng: | Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)