BIOTECNOLOGIA DE PROTEINAS LA VIABILIDAD COMERCIAL ES ESENCIAL PARA EL EXITO DE CUALQUIER EMPRESA BIOTECNOLOGICA.

Transcripción

1 BIOTECNOLOGIA DE PROTEINAS Es el aislamiento y la producción comerciales de proteínas específicas, de fuentes animales, vegetales o microbianas, y/o su utilización ulterior para producir un evento biológico pre-definido. LA VIABILIDAD COMERCIAL ES ESENCIAL PARA EL EXITO DE CUALQUIER EMPRESA BIOTECNOLOGICA. Biotecnología clásica: Procesos fermentativos (cerveza, vino, quesos) (al menos 4000 años). Biotecnología moderna: Tecnologías de DNA recombinante y anticuerpos monoclonales (desde mediados de la década del 1970). Muchas proteínas tienen aplicación industrial: enzimas, anticuerpos, hormonas, factores de coagulación sanguinea, factores de crecimiento. Se emplean como agentes diagnósticos y terapéuticos, y en la fabricación de una gran variedad de productos biológicos. Se las puede obtener de sus fuentes naturales, pero actualmente es muy frecuente su obtención a partir de otros organismos, por técnicas de DNA recombinante.

2 PROTEINAS DE USO FARMACEUTICO: Factores de coagulación (hemofilias); eritropoietinas (anemias); Factor de crecimiento de fibroblastos (ciertas úlceras); Insulina (diabetes); Interferones, interleukinas (cancer, SIDA); anticuerpos monoclonales (diagnóstico); vacunas (hepatitis B). Se producen en cantidades moderadas (gramos o kilos) y requieren la máxima pureza. La mayoría se produce por técnicas de DNA recombinante.

3 La producción de proteínas recombinantes para uso clínico es un emprendimiento de alto riesgo y alta recompensa. La American Pharmaceutical Manufacturers Association ha estimado el costo del desarrollo de una nueva droga de aplicación farmacéutica en millones de US$, y el tiempo requerido puede ser de unos 12 años, desde su concepciòn en el laboratorio hasta su llegada a los anaqueles de una farmacia. La primera proteína recombinante empleada en clínica fué la insulina humana, producida en Escherichia coli y aprobada por USA, UK, Alemania Occidental y Holanda en La primera vacuna recombinante administrada a seres humanos fué la vacuna contra hepatitis B, producida en levadura (Saccharomyces cerevisiae). Se producen actualmente proteínas recombinantes para uso clínico en hongos filamentosos, plantas y animales transgénicos.

4 Muchas proteínas con APLICACION INDUSTRIAL, en general enzimas de origen microbiano, se producen en grandes cantidades, a menudo cientos de toneladas y con mucha menor pureza. Es una industria que moviliza cientos de millones de US$ por año. EJEMPLOS DE ENZIMAS CON APLICACIÓN INDUSTRIAL: PROTEINASAS (preparados detergentes, fabricación de quesos, industrias de la cerveza y el pan, de la carne y del cuero; digestivos de uso humano y veterinario). AMILASAS (procesado de almidones, industrias fermentativas). PECTINASAS (industrias de jugos frutales y procesado de frutas). LIPASAS (industria lechera, industria de aceites vegetales). LACTASA (hidrólisis de lactosa en leche). GLUCOSA ISOMERASA (producción de jarabes con alta concentración de fructosa). PENICILIN ACILASA (producción de penicilinas semisintéticas). La mayoría de estas enzimas se obtiene de fuentes naturales, pero algunas son recombinantes (quimosina, para la hidrólisis parcial de la caseína en la fabricación de quesos).

5 LOS AMINOACIDOS Un aminoácido, como su nombre lo indica, es una molécula orgánica pequeña que contiene un grupo amino y un grupo carboxilo. Todos los aminoácidos presentes en las proteínas tienen ambos grupos unidos al mismo átomo de C y, con una excepción, todos presentan isomería óptica y pertenecen a la serie L. Son L-a-aminoácidos.

6 Aminoácidos con cadenas laterales alifáticas

7 Prolina

8 Aminoácidos aromáticos

9 Aminoácidos con oxhidrilos alcohólicos y la cisteína con -SH

10 Aminoácidos básicos

11 Aminoácidos ácidos y sus amidas en el carboxilo distal

12 Formas ionicas de la L- alanina. Los aminoacidos se encuentran realmente en la forma de zwitterion (Bjerrum, 1923)

13 Formas iónicas y curva de titulación de la glicina.

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15 Formas iónicas y curva de titulación del acido L- glutámico.

16 Grupos ionizables de las proteínas y sus valores de pk a