Structure and function of insulinTh

Structure and function of insulin
The human insulin is comprised of 51 amino acids and has a molecular weight of 5808 Da. It is produced by beta cells of the pancreas and plays a key role in regulating carbohydrate and fat metabolism in the body. Insulin is synthesized as a single polypeptide known as preproinsulin in pancreatic beta cells. Preproinsulin harbours a 24-residue signal peptide, which directs the nascent polypeptide to the endoplasmic reticulum. The signal peptide is cleaved as the polypeptide is translocated into the human of the endoplasmic reticulum resulting in the formation of proinsulin. In the Endoplasmic reticulum, the proinsulin is folded in proper confirmation with the formation of 3 disulphide bonds. Folded proinsulin is then transported to the trans-Golgi network, where it is converted into active insulin by cellular endopeptidases called as prohormone convertases (PC1 and PC2) and exoprotease carboxypeptidase E. The endopeptidases cleaves at two positions, resulting in the release of a fragment termed as C-peptide. The mature insulin, thus formed consists of an A-chain with 21 aminoacids and a B-chain containing 30 aminoacids and both polypeptides linked together by two disulphide bonds. Besides, the A-chain has an intrachain disulphide bond
Yeast expression system for the production of insulin
Yeast is a preferred host for expression of various heterologous proteins that require post-translational modifications for its biological activity. Yeast cell has the ability to carry out numerous post-translational modifications such as phosphorylation, O-linked glycosylation, N-linked glycosylation, acetylation and acylation. Recombinant proteins are expressed in soluble form in yeast and properly folded in functionally active form. Production of biopharmaceuticals using yeast expression system is also very cost effective and is amenable to scale up using large bioreactors. However, one major concern for producing therapeutic glycoprotein for human application is that yeast N-glycosylation is of the high-mannose type, which confers a short half-life in vivo and hyper¿immunogenicity and thus render the therapeutic glycoprotein less effective. Various attempts have been made to humanize yeast N-glycosylation pathways in order to produce therapeutic glycoproteins with humanized N-glycosylation structure [65].
The therapeutic proteins produced in yeast are specifically from Saccharomyces cerevisiae and include hormones (insulin, insulin analogues, non-glycosylated human growth hormone somatotropin, glucagon), vaccines (hepatitis B virus surface antigen), uprate oxidase fromAspergillus flavus, granulocyte-macrophage colony stimulating factor, albumin, hirudin of Hirudo medicinalis and human platelets derived growth factor [34]. Like E. coli, yeast derived recombinant biopharmaceuticals majorly intended as therapeutics for infectious diseases or endocrine, metabolic disorders. Alternate yeast strains, besides S. cerevisiae, are being explored for large-scale production of biopharmaceuticals. Specifically, Pichia pastoris has the ability to attain high cell densities by its robust methanol-inducible alcohol oxidase 1 (AOX1) promoter and simple developmental approaches contribute to high quality and quantity of recombinant proteins production. In comparison to Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris provides a major advantage in the glycosylation of secreted proteins because it does not hyperglycosylate the heterologous proteins. Both yeast strains have a majority of N-linked glycosylation of the high-mannose type, but the length of the oligosaccharides chain added to proteins in Pichia (around 8¿14 mannose residues per side chain) is much shorter than those expressed in Saccharomyces cerevisiae (approximately 50¿150 mannose residues per side chain), suggesting that glycoproteins produced in Pichia pastoris may be more suitable for therapeutic use in humans [66],[67]. Moreover, very high level of expression of heterologous proteins can be attained in Pichia pastoris, that might constitute about 30% of total cellular protein which is very high as compared to S. cerevisiae[68],[69]. Therefore, Pichia pastoris can be an attractive alternate for large-scale production of recombinant insulin and insulin analogues. Comparing the different insulin production systems where the bacterial expression systems show higher average specific productivity and maximum biomass concentrations are higher in yeast, the overall production space-time yield remains similar as shown in Table

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โครงสร้างและหน้าที่ของอินซูลินมนุษย์อินซูลินประกอบด้วยกรดอะมิโน 51 และมีน้ำหนักโมเลกุล 5808 Da ของ เบต้าเซลล์ของตับอ่อนที่ผลิต และมีบทบาทสำคัญในการควบคุมคาร์โบไฮเดรตและเผาผลาญไขมันในร่างกาย เป็นสังเคราะห์อินซูลินเป็น polypeptide เดียวที่เรียกว่า preproinsulin ในเบต้าเซลล์ที่ตับอ่อน Preproinsulin harbours เพปไทด์สัญญาณตกค้าง 24 ซึ่งนำ polypeptide ก่อการลัม endoplasmic เพปไทด์สัญญาณจะแหวกเป็น polypeptide มี translocated เป็นบุคคลของลัม endoplasmic เกิดการก่อตัวของ proinsulin ลัม Endoplasmic พับ proinsulin ในใบรับรองที่เหมาะสมกับการก่อตัวของพันธบัตร disulphide 3 Proinsulin พับแล้วได้ขนส่งไปยังเครือข่ายธุรกรรม Golgi ซึ่งมันจะถูกแปลงเป็นอินซูลินที่เปิดใช้งาน โดยเรียกว่า convertases prohormone (PC1 และ PC2) และ exoprotease carboxypeptidase E. endopeptidases โทรศัพท์มือถือ Endopeptidases แยกออกที่ตำแหน่งที่สอง เป็นผลของส่วนที่เรียกว่าเป็นเพปไทด์ C อินซูลินเป็นผู้ใหญ่ จึง เกิดขึ้นประกอบด้วยตัว A-โซ่กับ 21 aminoacids และบีห่วงโซ่ประกอบด้วย 30 aminoacids และเปปไทด์ทั้งสองเชื่อมโยงกัน โดยสอง disulphide พันธบัตร สำรอง สาย A มีการ intrachain disulphide bondระบบนิพจน์ยีสต์ในการผลิตอินซูลินโฮสต์ที่ต้องการสำหรับนิพจน์ heterologous โปรตีนต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยน post-translational สำหรับกิจกรรมชีวภาพของยีสต์ได้ เซลล์ยีสต์มีความสามารถในการดำเนินการปรับเปลี่ยน post-translational มากมายเช่น phosphorylation, glycosylation O เชื่อมโยง เชื่อมโยง N glycosylation, acetylation และอย่างไร acylation Recombinant โปรตีนจะแสดงในฟอร์มละลายในยีสต์ และพับได้อย่างถูกต้องในแบบฟอร์มที่เปิดใช้งานฟังก์ชัน Biopharmaceuticals ใช้ระบบนิพจน์ยีสต์ผลิตเป็นต้นทุนมีประสิทธิภาพมาก และคล้อยตามการปรับใช้ bioreactors ขนาดใหญ่ตกเป็น อย่างไรก็ตาม กังวลหนึ่งสำคัญสำหรับการผลิตไกลโคโปรตีนบำบัดสำหรับมนุษย์เป็นยีสต์ที่ N glycosylation เป็นชนิดสูง mannose, confers half-life สั้นในสัตว์ทดลองและ hyper¿immunogenicity และจึง ทำให้ไกลโคโปรตีนรักษาไม่มีประสิทธิภาพ ได้ทำความพยายามต่าง ๆ เพื่อ humanize ยีสต์ N glycosylation มนต์เพื่อผลิต glycoproteins รักษา humanized N glycosylation โครงสร้าง [65]The therapeutic proteins produced in yeast are specifically from Saccharomyces cerevisiae and include hormones (insulin, insulin analogues, non-glycosylated human growth hormone somatotropin, glucagon), vaccines (hepatitis B virus surface antigen), uprate oxidase fromAspergillus flavus, granulocyte-macrophage colony stimulating factor, albumin, hirudin of Hirudo medicinalis and human platelets derived growth factor [34]. Like E. coli, yeast derived recombinant biopharmaceuticals majorly intended as therapeutics for infectious diseases or endocrine, metabolic disorders. Alternate yeast strains, besides S. cerevisiae, are being explored for large-scale production of biopharmaceuticals. Specifically, Pichia pastoris has the ability to attain high cell densities by its robust methanol-inducible alcohol oxidase 1 (AOX1) promoter and simple developmental approaches contribute to high quality and quantity of recombinant proteins production. In comparison to Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris provides a major advantage in the glycosylation of secreted proteins because it does not hyperglycosylate the heterologous proteins. Both yeast strains have a majority of N-linked glycosylation of the high-mannose type, but the length of the oligosaccharides chain added to proteins in Pichia (around 8¿14 mannose residues per side chain) is much shorter than those expressed in Saccharomyces cerevisiae (approximately 50¿150 mannose residues per side chain), suggesting that glycoproteins produced in Pichia pastoris may be more suitable for therapeutic use in humans [66],[67]. Moreover, very high level of expression of heterologous proteins can be attained in Pichia pastoris, that might constitute about 30% of total cellular protein which is very high as compared to S. cerevisiae[68],[69]. Therefore, Pichia pastoris can be an attractive alternate for large-scale production of recombinant insulin and insulin analogues. Comparing the different insulin production systems where the bacterial expression systems show higher average specific productivity and maximum biomass concentrations are higher in yeast, the overall production space-time yield remains similar as shown in Table

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โครงสร้างและหน้าที่ของอินซูลินอินซูลินของมนุษย์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 51 และมีน้ำหนักโมเลกุล 5808 ดา
มันเกิดจากเบต้าเซลล์ของตับอ่อนและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและไขมันในร่างกาย อินซูลินถูกสังเคราะห์เป็น polypeptide เดียวที่รู้จักกันเป็น preproinsulin ในเบต้าเซลล์ของตับอ่อน Preproinsulin สถิตเปปไทด์ 24 สัญญาณที่เหลือซึ่งชี้นำ polypeptide ตั้งไข่กับร่างแหเอนโดพลาซึม เปปไทด์สัญญาณแยกเป็น polypeptide จะ translocated เข้าไปในมนุษย์ของร่างแหเอนโดพลาซึมผลในการก่อตัวของ proinsulin ที่ ในร่างแหเอนโดพลาซึม, proinsulin พับอยู่ในเอกสารยืนยันที่เหมาะสมกับการก่อตัวของ 3 พันธบัตร disulphide พับ proinsulin จะถูกส่งไปยังเครือข่ายทรานส์กอลไจที่มันจะถูกแปลงเป็นอินซูลินที่ใช้งานโทรศัพท์มือถือโดย endopeptidases เรียกว่าเป็น convertases prohormone (PC1 และ PC2) และ exoprotease carboxypeptidase อี endopeptidases แข็งกระด้างที่สองตำแหน่งส่งผลให้การเปิดตัวของชิ้นส่วนที่ เรียกว่าเป็น C-เปปไทด์ อินซูลินเป็นผู้ใหญ่ที่เกิดขึ้นจึงประกอบด้วย A-21 ที่มีห่วงโซ่ aminoacids และ B-30 ที่มีห่วงโซ่ aminoacids polypeptides และเชื่อมโยงกันทั้งสอง disulphide พันธบัตร นอกจากนี้ A-ห่วงโซ่มีพันธะ disulphide intrachain
ระบบการแสดงออกยีสต์ในการผลิตอินซูลินยีสต์เป็นเจ้าภาพที่ต้องการสำหรับการแสดงออกของโปรตีน heterologous ต่างๆที่ต้องปรับเปลี่ยนการโพสต์แปลว่าเป็นกิจกรรมที่ทางชีวภาพ
เซลล์ยีสต์มีความสามารถที่จะดำเนินการปรับเปลี่ยนการโพสต์แปลมากมายเช่น phosphorylation, glycosylation O-เชื่อมโยง glycosylation N-เชื่อมโยง acetylation และ acylation โปรตีนจะถูกแสดงในรูปแบบละลายในยีสต์และพับเก็บอย่างถูกต้องในรูปแบบที่ใช้งานตามหน้าที่ การผลิตชีวเวชภัณฑ์ที่ใช้ระบบการแสดงออกยีสต์นี้ยังมีค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพมากและเป็นหน้าที่ที่จะไต่ขึ้นโดยใช้ถังหมักขนาดใหญ่ แต่หนึ่งในความกังวลหลักสำหรับการผลิตไกลโคโปรตีนสำหรับการประยุกต์ใช้ในการรักษามนุษย์เป็นยีสต์ N-glycosylation ที่ประเภทสูง mannose ซึ่งฟาโรห์ครึ่งชีวิตสั้น ๆ ในร่างกายและhyper¿immunogenicityจึงทำให้ไกลโคโปรตีนในการรักษาที่มีประสิทธิภาพน้อย ความพยายามต่างๆที่จะทำให้มีเมตตากรุณายีสต์ทุลักทุเล N-glycosylation เพื่อผลิตไกลโคโปรตีนที่มีการรักษา humanized โครงสร้าง N-glycosylation [65].
โปรตีนในการรักษาที่ผลิตในยีสต์เป็นพิเศษจาก Saccharomyces cerevisiae และรวมถึงฮอร์โมน (อินซูลิน analogues อินซูลินไม่ ฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์ glycosylated somatotropin, glucagon) วัคซีน (ตับอักเสบผิวแอนติเจนของไวรัส B), uprate oxidase fromAspergillus flavus อาณานิคม granulocyte macrophage-ปัจจัยกระตุ้นโปรตีนชนิดหนึ่ง, hirudin ของ medicinalis Hirudo และเกล็ดเลือดของมนุษย์ที่ได้รับปัจจัยการเจริญเติบโต [34] เช่นเดียวกับเชื้อ E. coli ยีสต์มาชีวเวชภัณฑ์ recombinant ตั้งใจ majorly เป็นการรักษาโรคติดเชื้อหรือต่อมไร้ท่อผิดปกติของการเผาผลาญอาหาร ยีสต์สายพันธุ์อื่นนอกจากเอส cerevisiae, มีการสำรวจสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ของชีวเวชภัณฑ์ โดยเฉพาะ Pichia pastoris มีความสามารถที่จะบรรลุความหนาแน่นของเซลล์สูงโดยการดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เมทานอล-inducible ประสิทธิภาพ oxidase ที่ 1 (AOX1) โปรโมเตอร์และวิธีการที่เรียบง่ายการพัฒนานำไปสู่การมีคุณภาพสูงและปริมาณการผลิตโปรตีน ในการเปรียบเทียบกับ Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris ให้ประโยชน์ที่สำคัญใน glycosylation ของโปรตีนที่หลั่งเพราะมันไม่ได้ hyperglycosylate โปรตีน heterologous ทั้งสองสายพันธุ์ยีสต์ที่มีส่วนใหญ่ของ glycosylation N-เชื่อมโยงชนิดสูง mannose แต่ความยาวของห่วงโซ่ oligosaccharides เพิ่มโปรตีนใน Pichia (ประมาณ8¿14ตกค้าง mannose ต่อห่วงโซ่ด้านข้าง) เป็นมากน้อยกว่าที่แสดงใน Saccharomyces cerevisiae (ประมาณ50¿150ตกค้าง mannose ต่อห่วงโซ่ข้าง) บอกว่าไกลโคโปรตีนที่ผลิตใน Pichia pastoris อาจจะเหมาะสำหรับใช้รักษาโรคในมนุษย์ [66] [67] นอกจากนี้ยังมีระดับที่สูงมากในการแสดงออกของโปรตีน heterologous สามารถบรรลุใน Pichia pastoris ที่อาจเป็นประมาณ 30% ของโปรตีนรวมโทรศัพท์มือถือซึ่งเป็นที่สูงมากเมื่อเทียบกับเอส cerevisiae [68] [69] ดังนั้น Pichia pastoris อาจจะเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ของอินซูลิน recombinant และ analogues อินซูลิน การเปรียบเทียบระบบการผลิตอินซูลินที่แตกต่างกันที่ระบบการแสดงออกของแบคทีเรียแสดงเฉพาะผลผลิตเฉลี่ยที่สูงขึ้นและความเข้มข้นของชีวมวลสูงสุดที่สูงขึ้นในยีสต์ผลผลิตเวลาพื้นที่ผลิตโดยรวมยังคงคล้ายกันดังแสดงในตาราง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โครงสร้างและการทำงานของอินซูลิน
มนุษย์อินซูลินประกอบด้วยกรดอะมิโน 51 และมีน้ำหนักโมเลกุล 5808 Da . มันถูกผลิตโดยเบต้าเซลล์ของตับอ่อน และมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและไขมันในร่างกาย อินซูลินสังเคราะห์เป็น polypeptide เดี่ยวเรียกว่า preproinsulin ในตับอ่อนเบต้าเซลล์ preproinsulin ท่าเรือ 24 กากสัญญาณเปปไทด์ที่ช่วยนำทาง polypeptide ตั้งไข่กับ endoplasmic reticulum . สัญญาณเปปไทด์จะแหวกเป็นพอลีเพปไทด์เป็น translocated ในมนุษย์ของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมเป็นผลให้การสร้างของโพรอินซูลิน . ใน endoplasmic reticulum , โพรอินซูลินจะพับในยืนยันที่เหมาะสมกับการก่อตัวของ 3 = พันธบัตรโพรอินซูลินพับแล้วส่งไปยังกอลจิ trans เครือข่าย ซึ่งจะแปลงเป็นอินซูลินออกฤทธิ์โดยโทรศัพท์มือถือ endopeptidases เรียกว่าโปรฮอร์โมน convertases ( PC และ pc2 ) และ exoprotease คาร์บอกซีเปปติเดส e endopeptidases คลีฟส์อยู่สองตำแหน่ง เป็นผลในการปล่อยส่วน termed เป็นซี เปปไทด . ผู้ใหญ่ อินซูลินจึงเกิดประกอบด้วย a-chain 21 ว่า และ b-chain ที่มี 30 ว่าทั้งสองชนิดที่ถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน โดยสองไดซัลไฟด์พันธบัตร นอกจากนี้ a-chain มี intrachain พันธะไดซัลไฟด์
ยีสต์การแสดงออกระบบสำหรับการผลิตอินซูลิน
ยีสต์เป็นโฮสต์ที่ต้องการสำหรับการแสดงออกของโปรตีนชนิดต่าง ๆที่ต้องมีการปรับเปลี่ยนไปรษณีย์ - แปลสำหรับกิจกรรมทางชีวภาพของ เซลล์ยีสต์ที่มีความสามารถในการดำเนินการแก้ไข เช่น ฟอสโฟริเลชันมากมายไปรษณีย์ - แปล , n-linked o-linked glycosylation glycosylation ทิเลชัน , และ , สำคัญ .โปรตีนโปรตีนที่ถูกแสดงในรูปแบบละลายยีสต์และถูกพับเก็บในรูปแบบตามหน้าที่งาน ผลผลิตของโครงการ โดยใช้ระบบการแสดงออกในยีสต์ยังมีมากต้นทุนที่มีประสิทธิภาพและให้ความร่วมมือขนาดขึ้นโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามหนึ่งในความกังวลหลักสำหรับการผลิตโปรตีนของมนุษย์คือการรักษายีสต์ n-glycosylation เป็นประเภทแมนสูงซึ่งเกี่ยวข้องเป็นครึ่งชีวิตสั้นชนิดไฮเปอร์¿จึงทำให้สามารถรักษาโปรตีนมีประสิทธิภาพน้อย