بررسی کلون و بیان هورمون نوترکیب انسانی پاراتیروئید در مقیاس آزمایشگاهی

حفظ سطح غلظت کلسیم خون یک فرایند پویا است که با بر هم کنش چند عضو مانند روده، کلیه و غده های پاراتیروئید صورت می گیرد. هورمون انسانی پاراتیروئید (hpth)با افزایش جذب روده ای کلسیم و کاهش دفع کلیوی موجب افزایش سطح کلسیم خون می شود. از آنجایی که در صورت ناکافی بودن مقدار کلسیم در خون، به طور معمول این عنصر از استخوان ها برداشته می شود بنابراین کمبود این هورمون باعث پوکی استخوان و بیماری های ناشی از اختلال های غده های پاراتیروئید می شود. در این پژوهش از پلاسمید puc 57  و سویه escherichia coli dh5α برای کلون کردن و از پلاسمید pet 32a(+) و سویه escherichia coli bl21  برای بیان پروتئین استفاده شدند. در این پژوهش تولیدپروتئین به صورت ناپیوسته در ارلن های یک لیتری و همچنین به صورت ناپیوسته به همراه خوراک دهی در یک فرمانتور 10 لیتری همزن دار بررسی شد. طبق نتیجه های این پژوهش، کشت ناپیوسته در ارلن ها نشان داد که پس از 16 ساعتمقدار زیست توده و پروتئین نو ترکیب به ترتیب به  g/l 6.5 و  g/l 1.7  می رسد. همچنین در حالت ناپیوسته به همراه خوراک دهی، بیش ترین مقدار زیست توده و پروتئین نو ترکیب درون فرمانتور پس از 12 ساعت به ترتیب به g/l 81 و g/l22 به دست آمد. سرانجام تولید پروتئین نوترکیب با دو آزمایش sdspage   و western blot  مورد تایید قرار گرفت.در این پژوهش وجود باند پروتئینی در  ناحیه 37 کیلو دالتون نشان دهنده درستی بیان هورمون پاراتیروئید می باشد. با توجه به تولید موفقیت آمیز هورمون انسانی پاراتیروئید در این پژوهش و همچنین مزیت های باکتری اشریشاکولی به عنوان میزبان، به نظر می رسد این روش می تواند جایگزین مناسبی برای تولید این ماده ارزشمند دارویی باشد.

Investigation on Cloning and Expression of Recombinant Human Parathyroid Hormone in LabScale

Preserving the level of calcium concentration in the blood is a dynamic process that is carried out through the interaction of several organs such as the intestine, kidney, and parathyroid glands. Human parathyroid hormone (hPTH) increases blood calcium level by increasing intestinal absorption of calcium and decreasing renal excretion. Therefore, this hormone is used for the treatment of osteoporosis and diseases of the disorders in parathyroid gland function. In this research, the plasmid pUC 57 and strain of E.coli DH5α are used for cloning and the plasmid pET 32a (+) and strain of E.coli BL21 are used for protein expression. In this study, protein production was carried out in a 1 L batch Erlenmeyer and in a 10 L fedbatch mixed bioreactor. The results of this research showed that the amounts of biomass and recombinant human parathyroid hormone were about 6.5 g/l and 1.7 g/l in shake flasks after 16 h. Also, our results showed the amounts of biomass and recombinant human parathyroid hormone were about 81 g/l and 22 g/l in the fedbatch bioreactor after 12 h, respectively. Finally, the production of recombinant human parathyroid hormone was confirmed by SDSPAGE and western blot analyses. However, in this research, the presence of a protein band in the 37 kDa region indicates the correct expression of the parathyroid hormone. According to the successful production of human parathyroid hormone in this study, as well as the advantages of Escherichia coli as a host, it seems that this method can be a good alternative to producing this valuable drug.