Rekombinantais cilvēka proteīns ir cilvēka proteīns, kas iegūts no klonētas DNS. Tas ļauj zinātniekam izteikt lielus tā daudzumus. Šāda pārmērīga ekspresija ir bijusi ļoti noderīga mūsdienu medicīnā, ļaujot ražot uz cilvēka proteīniem balstītas zāles, kurām nav cita avota. Tas ir arī veicinājis lielu progresu cilvēka olbaltumvielu funkciju un bioloģijas izpratnē.
Rekombinantā cilvēka proteīna piemērs, kam nav cita avota, ir pretanēmijas zāles, ko sauc par eritropoetīnu. Šis hormons kontrolē sarkano asins šūnu veidošanos. To lieto dažādu avotu anēmijas ārstēšanai, tostarp hroniskas nieru slimības un vēža ārstēšanai. Eritropoetīnu sportisti ir izmantojuši arī kā līdzekli veiktspējas uzlabošanai.
Citas olbaltumvielas var izolēt dabiski, bet daudz vieglāk ir iegūt lielus daudzumus, ekspresējot proteīnu no klonētas DNS. Piemērs ir cilvēka augšanas hormons, ko pašlaik iegūst terapeitiskai lietošanai ar rekombinantām metodēm. Tradicionālā izolācijas metode no līķiem dažkārt izraisīja slimību pārnešanu. Insulīns ir vēl viena zāle, ko izmanto kā rekombinantu cilvēka proteīnu. Lielākā daļa pacientu lietotā insulīna tiek iegūta šādā veidā.
Proteīnu ražošana no klonētiem gēniem ir iespējama, jo gēnus var klonēt ekspresijas vektoros. Tās ir specializētas DNS vienības, kas paredzētas liela daudzuma olbaltumvielu ražošanai, izmantojot specializētus promotorus. Šie promotori vada klonētā gēna sekvences veidošanos. Ir pieejami pielāgoti komplekti olbaltumvielu klonēšanai un ekspresijai.
Rekombinanta cilvēka proteīna ražošanai ir nepieciešamas specializētas saimniekšūnas. Tās var būt baktēriju vai rauga šūnas. Dažām olbaltumvielām ir nepieciešamas īpašas modifikācijas, piemēram, cukuru ievadīšana, un tās tiek ekspresētas progresīvākās šūnu līnijās, piemēram, zīdītāju vai kukaiņu šūnu līnijās.
Baktēriju šūnām olbaltumvielas atradīsies šūnās, un ir nepieciešama ekstrakcija un olbaltumvielu attīrīšana, lai tās atdalītu no baktēriju proteīniem. To veicina īpaši paņēmieni, kas ir daļa no klonēšanas procesa. Piemēram, var klonēt specializētas saistīšanās vietas, kas ļauj proteīnam saistīties ar matricu un viegli eluēt. Tas var ietaupīt gadiem ilgi, izstrādājot proteīna attīrīšanas metodes. Rekombinantās cilvēka olbaltumvielas, kas ekspresētas zīdītāju šūnu līnijās, bieži tiek izdalītas barotnē, atvieglojot to izolāciju un attīrīšanu.
Ja proteīnu gēni ir pieejami kā kloni, zinātnieks var izgatavot pielāgotus proteīnus, mainot tos, lai tiem būtu vēlamās īpašības. Piemēram, daži rekombinantie insulīni ir ģenētiski pārveidoti tā, ka tam būs atšķirīga ietekme uz ķermeni. Spēja mainīt šos proteīnus ir ļoti noderīga bioloģiskajos pētījumos.
Spēja ekspresēt rekombinanto cilvēka proteīnu ir mainījusi biomedicīnas pētījumus. Kad zinātnieks ir klonējis gēnu, viņš vai viņa var to salīdzināt ar milzīgu zināmu gēnu sekvenču datu bāzi. Ja gēnam ir secība, kas ir ļoti līdzīga zināmas funkcijas gēna secībai, viņš vai viņa var paredzēt šī gēna darbību. Šīs zināšanas liecina, kādus eksperimentus veikt ar gēna produktu, kas bieži vien ir proteīns. Dažreiz nav homoloģijas ar citām gēnu sekvencēm, un zinātniekam nav ne jausmas par gēna funkciju.
Gēnu produkta ekspresija ļauj zinātniekam pārbaudīt gēna darbību, izmantojot bioķīmiskas metodes. Tas var ļaut viņam vai viņai noteikt gēna funkciju. Tāpat viņš vai viņa var veikt eksperimentus ar ziņojuma RNS (mRNS), kas ražots tieši no gēna, un noteikt, kādos apstākļos un kādos audos gēns tiek ekspresēts. Šīs zināšanas palīdz sašaurināt gēna funkcijas atrašanu un noskaidrot, vai tas kodē proteīnu.
Ja zinātnieks zina proteīna funkciju, pārmērīga ekspresija var nodrošināt lielu daudzumu proteīna, lai izpētītu tā bioķīmiskās īpašības. Viņš vai viņa var veikt mērķtiecīgas mutācijas un redzēt, kā tās ietekmē proteīna īpašības. Vēl viens iemesls, lai iegūtu lielu daudzumu olbaltumvielu, ir proteīna kristalizācija un tā trīsdimensiju struktūras izpēte. Olbaltumvielu bioķīmiju var būt grūti veikt jebkurā sistēmā, taču to bija īpaši grūti izdarīt ar cilvēka proteīniem pirms rekombinanto cilvēka proteīnu parādīšanās.