[논문] Biolab은 중요한 효소 생산을 위해 고추냉이 뿌리를 대체합니다.

이는 의료 진단에서 가장 중요한 효소 중 하나입니다. 양고추냉이 과산화효소는 많은 의료 제품에 사용됩니다. 테스트 스트립의 색상 변화가 항체 또는 기타 단백질의 존재를 감지할 때 자주 사용됩니다.

그러나 최근에는 물량이 부족하다. 고추냉이 과산화효소는 서양고추냉이 뿌리에서 얻어지기 때문에 큰 단점이 있습니다. 농업 생산량이 항상 같지 않고 뿌리에서 한 가지 버전의 효소뿐만 아니라 유사한 효소의 전체 계열을 다양한 양으로 생산합니다.

이러한 이유로 TU Wien의 과학자들은 실험실에서 신뢰할 수 있고 정확한 합성 방법을 개발하기로 결정했습니다. 수년간의 연구 끝에 그들은 이제 성공했습니다. 양 고추 냉이 과산화 효소의 생산은 이제 대장균 박테리아의 도움으로 가능합니다. 정확히 재현 가능한 방식으로 하나의 특정 효소만 생산되며 공정을 대규모로 확장할 수 있습니다. 산업 생산품. 이미 두 개의 특허를 신청한 TU Wien은 이제 산업 파트너를 찾고 있습니다.

예측할 수 없는 야채

“식물에서 양고추냉이 과산화효소를 추출할 때 화학적으로 잘 정의된 물질을 얻을 수 없습니다”라고 TU Wien의 화학, 환경 및 생명 과학 공학 연구소의 Oliver Spadiut 교수는 말합니다. “환경 조건에 따라 식물은 다양한 효소를 다른 양으로 생산합니다.” 확실히 의료 응용그러한 물질은 전혀 사용할 수 없습니다. 예를 들어, 다른 효소의 혼합물을 인간에게 주입하는 것은 절대적으로 무책임합니다.

의료 진단에서는 규칙이 덜 엄격하며 양고추냉이 과산화효소는 웨스턴 블롯 또는 ELISA에 사용됩니다. 이러한 기술에서는 특정 항체가 효소에 결합됩니다. 항체가 특정 분자에 도킹하면 효소가 반응을 시작합니다. 색상 변경. 이러한 방식으로 특정 분자의 존재를 가시화할 수 있습니다.

“우리는 현재 전 세계적으로 이 효소의 부족을 경험하고 있습니다.”라고 Spadiut는 말합니다. “그 이유 중 하나는 기후 변화와 흉작입니다. 언제 환경 조건 변화, 식물은 또한 예측하기 어려운 방식으로 생산된 효소의 구성을 변화시킵니다.” 그러나 동시에 전 세계 수요가 증가하고 있습니다. 앞으로 몇 년 안에.

구조에 박테리아

따라서 Oliver Spadiut와 그의 팀은 귀중한 효소를 위한 재조합 생산 공정을 개발하기 시작했습니다. 양고추냉이 과산화효소 생산을 위한 유전자가 실험실에서 효모 세포, 포유류 세포 및 대장균 세포. 세 숙주 모두 실제로 원하는 효소를 생산했지만, 최고의 기술 솔루션은 이전에 여러 번 생명 공학에서 큰 성공을 거둔 잘 알려진 박테리아인 대장균을 사용하는 것으로 판명되었습니다.

그러나 이것은 기능성 효소를 직접 생산하는 것이 아니라 소위 “봉입체“—원하는 단백질과 생화학적으로 동일한 단백질 효소, 그러나 기하학적으로 다르게 접혀 있습니다. 따라서 추가 단계에서 양모 공을 풀고 잘 정돈된 공으로 말아 올리는 것과 유사하게 봉입체를 풀고 올바른 모양으로 접어야 합니다.

특히 이 연구 분야인 봉입체 처리 분야에서 Spadiut 팀은 많은 경험을 가지고 있으므로 TU Wien은 양고추냉이 과산화효소 생산을 위한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 공정을 처음으로 개발하는 데 성공했습니다. 특허는 이미 출원되었으며 프로세스가 준비되었습니다. Spadiut는 “우리는 내일부터 이 방법을 산업 규모에 적용하기 시작할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “여기에는 이론적인 개념만 있는 것이 아니라 산업 응용 분야에 사용할 준비가 된 입증된 방법이 있습니다.”

다음 단계: 암 치료?

양고추냉이 과산화효소를 정확하게 정의된 고순도 방식으로 생산할 수 있게 되었기 때문에 이제 진단을 넘어선 완전히 새로운 응용이 가능해졌습니다. “예를 들어, 이제는 서양고추냉이 과산화효소를 다음과 같은 목적으로 사용할 수도 있습니다. 암 치료 항체에 결합하여 암 세포에 매우 특이적으로 도킹합니다.”라고 Spadiut는 말합니다.

“따라서 우리는 고추냉이의 시장 규모가 과산화효소 많은 새로운 응용 프로그램을 통해 극적으로 증가할 수 있습니다.” 그는 이제 가능한 한 빨리 새로운 발명의 기술적 응용 프로그램을 시작하기 위해 관심 있는 제약 회사와 대화를 원합니다.