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动物反应器的多种类型

点击次数:70 发布时间:2020-07-29
  用微生物、植物、动物或人细胞,或者用利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
  动物生物反应器的类型
  动物血液生物反应器
  近年来,动物血液生物反应器取得了很大进展。血液生物反应器比较适合生产人血红蛋白、抗体和生产非生物学活性状态的融合蛋白,而有活性的蛋白或多肽(如激素、细胞分裂素、组织血纤维溶酶因子等)由于进入了动物血液循环系统而影响动物的健康。到目前为止,已有多种通过转基因动物生产的具有生物学功能的人血红蛋白问世。
  动物的乳腺生物反应器
  乳腺生物反应器的原理是外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区,即引导泌乳蛋白基因表达的序列,将外源基因置于乳腺特异性调节序列之下,使之在乳腺中表达,通过回收乳汁获得重要价值的生物活性蛋白。从目前的研究成果看,与传统的原核系统及细胞发酵系统相比,动物乳腺生产的重组蛋白产品具有以下特点:生物活性高,无污染,纯化简单,产量高,成本低。目前,已克隆并用作构建载体的乳蛋白基因主要有-乳球蛋白(BLG)基因、s1-酪蛋白基因、-酪蛋白基因、乳清酸蛋白(WAP)以及乳清蛋白基因。大多数的乳蛋白基因的启动子已用于外源基因在转基因动物乳腺中的表达。s1-酪蛋白基因和-乳球蛋白的启动子尚有未知因素的作用,它们在转基因动物中表达水平低或表达不稳定。-酪蛋白的启动子在转基因动物中表达水平也很低。绵羊-乳球蛋白、山羊酪蛋白和牛s1-酪蛋白启动子在转基因动物乳腺中维持异种蛋白的表达水平较高。如果得用目的基因的DNA序列而不是cDNA,表达效果可能会更好。
  值得一提的是,利用乳腺生物反应器生产的“新奇牛奶”已经问世。2003 年,Brophy 等通过共转染和嘌呤霉素筛选向牛胎儿成纤维细胞引入-s蛋白基因和-酪蛋白基因的多量拷贝,而后进行核移植生产出了8 头转基因奶牛,其产奶中酪蛋白总量较普通奶高30%。这种奶的蛋白和钙含量提高,热稳定性增强而乳糜颗粒变小,其营养价值更高,也更适于奶酪生产。
  动物生物反应器的优越性
  转基因动物的问世,为利用基因工程手段获得低成本、高活性和高表达的产物开辟了一条重要途径。作为生物反应器的转基因动物,主要是利用其乳腺组织和血液组织进行定位表达,特别是用乳腺组织生产具有生物活性的多肽药物和具有特殊营养意义的蛋白质,已成为一个新兴的转基因制药业,它的优越性有如下几点。
  表达产物能充分修饰且具有稳定的生物活性
  利用DNA重组技术的微生物发酵工程来生产的药用蛋白,由于细菌等微生物不能进行蛋白质合成后的加工, 因而生物活性低, 并且具有免疫原性,而利用转基因动物生产药用蛋白却免除这些问题。
  产品成本低,可以大规模生产
  作为生物反应器的转基因动物可无限扩繁,且饲养成本低,可进行大规模的药物生产。而动物细胞生物反应器,虽然能生产具有完全生物活性的产品,但以商业生产为目的的大规模的动物细胞培养,成本会极高且培养条件要求苛刻。
   产品质量高,易提纯
  由动物生物反应器生产的药品为纯的生物制品,避免了化学试剂及生物毒素的污染。目前,某些药用蛋白生产已达每千克乳汁含几十克,生物活性与天然蛋白几乎完全一样,极易提纯。总之,动物生物反应器弥补了其它各类基因表达系统的缺陷。
  动物反应器特点多样,在转基因动物和动物反应器之间,动物反应器具有十足的优越性,因此,在实验中,动物反应器成为用利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统的专用仪器。
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