Staff Site Universitas Negeri Yogyakarta
TEKNOLOGI
DNA
REKOMBINAN
PRODUKSI
INSULIN
REKOMBINAN
Lili sugiyarto
Lili_sugiyarto@uny.ac.id
Insulin
merupakan
hormon
yang
diproduksi sel dalam pankreas yaitu sel
beta
Salah
satu
fungsinya
menstimulasi
pengambilan glukosa ke dalam sel tubuh,
ex: sel otot (pemecahan glukosa
menghslkan ATP)
Type 1 (insulint-dependent)
Terjadi
ketika sel2 beta tdk dp
memproduksi insulin
Kekurangan insulin mengakibatkan
konsentrasi gula darah tinggi
Akibatnya terjadi gangguan kesehatan
tek darah tinggi, katarak, gangguan
syaraf, peredaran darah terganggu
Org dg diabetes type 1
Harus
injeksi rutin utk mengontrol gula
darah
Sel beta tdk menghasilkan insulin
Dahulu
insulin dipurifikasi dari pankreas
babi dan sapi
Proses purifikasi mahal, sering juga
mengalami kesulitan dalam purifikasi, dan
sering menghasilkan insulin tdk murni
Tidak efektif, sering terjadi alergi pada
individu yang menggunakan insulin dari
sapi
1978
: insulin berhasil diklon ke dalam
vektor plasmid dan diekspresikan dalam
sel bakteri oleh scientist di Genentech
(perusahaan bioteknologi dkt San
Francisco, California)
1982 : ber hasil memproduksi
Recombinant Human Insulin yang disebut
HUMULIN, DNA rekombinan pertama
yang diaplikasikan pd manusia oleh U.S
Food and Drugs Administration (FDA)
Bakteri
secara normal tidak mampu
memproduksi insulin
Insulin berhasil diproduksi melalui bakteri
rekombinan (microbial biotechnology)
Insulin merupakan protein pertama yang
berhasil di ekspresikan dalam bakteri
rekombinan dan telah dibuktikan pada
manusia
Struktur insulin manusia
Insulin
terdiri dari 2 rantai protein (A: 21 AA
dan B: 30 AA), dg ik. disulfida
Insulin rekombinan dibuat dg mengklon
gen insulin ke dalam plasmid yg terdapt
gen lacZ (mengkode ß-galaktosidase)
Gen
setiap unit akan diklon ke dalam
plasmid yg berbeda yang terdapat gen
lacZ mengkode enz. ß-gal
Plasmid rekombinan kmd d
tranformasikan k dlm E.coli untuk
menghasilkan protein fusi ß-gal-insulin
Isolasi protein fusi tsb dg Kromatografi
Affinitas, pemisahan fusi protein insulin- ßgal protein
Kromatografi
affinitas untuk mengisolasi
protein fusi ß-gal-insulin
Dilanjutkan dg purifikasi insulin rantai A
dan B
Mixed keduanya pada kondisi keduanya
(2 sub unit) dapat menjadi 1 hormon yg
aktif (folded to join the two sub unit)
Struktur molekul insulin
Pemisahan ß-gal dan prot A
Effector
cleavage : CNBr (--Met-------Xaa--)
Active insulin by refold and oxidize cysteines (prot A
and prot B)
Pemisahan ß-gal dan prot A
Effector
cleavage : CNBr
Beberapa contoh therapeutic
protein dari bakteri
rekombinan
Erythropoietin ( utk produksi sel darah merah)
: utk treatment pasien anemia
Faktor VIII (faktor penggumpalan darah) : utk
pasien hemofilia
Interferon & interleukin (faktor yg menstimulasi
pertumbuhan dan prod sel darah) : utk
pasien leukimia
Vaksin (hepatitis B) : stimulasi sistem imun dlm
pencegahan infeksi bakteri & virus) : imunisasi
manusia/ hewan, treatment bbrp
tumor/kanker
Struktur protein
Ribosom
: pabrik penghasil protein
Molekul kompleks dibangun oleh rantai
asam amino
Mempunyai berat molekul spesifik
Mempunyai muatan listrik shg mampu
berinteraksi dg molekul lain
Hidrofilik/hidrofobik
DNA
REKOMBINAN
PRODUKSI
INSULIN
REKOMBINAN
Lili sugiyarto
Lili_sugiyarto@uny.ac.id
Insulin
merupakan
hormon
yang
diproduksi sel dalam pankreas yaitu sel
beta
Salah
satu
fungsinya
menstimulasi
pengambilan glukosa ke dalam sel tubuh,
ex: sel otot (pemecahan glukosa
menghslkan ATP)
Type 1 (insulint-dependent)
Terjadi
ketika sel2 beta tdk dp
memproduksi insulin
Kekurangan insulin mengakibatkan
konsentrasi gula darah tinggi
Akibatnya terjadi gangguan kesehatan
tek darah tinggi, katarak, gangguan
syaraf, peredaran darah terganggu
Org dg diabetes type 1
Harus
injeksi rutin utk mengontrol gula
darah
Sel beta tdk menghasilkan insulin
Dahulu
insulin dipurifikasi dari pankreas
babi dan sapi
Proses purifikasi mahal, sering juga
mengalami kesulitan dalam purifikasi, dan
sering menghasilkan insulin tdk murni
Tidak efektif, sering terjadi alergi pada
individu yang menggunakan insulin dari
sapi
1978
: insulin berhasil diklon ke dalam
vektor plasmid dan diekspresikan dalam
sel bakteri oleh scientist di Genentech
(perusahaan bioteknologi dkt San
Francisco, California)
1982 : ber hasil memproduksi
Recombinant Human Insulin yang disebut
HUMULIN, DNA rekombinan pertama
yang diaplikasikan pd manusia oleh U.S
Food and Drugs Administration (FDA)
Bakteri
secara normal tidak mampu
memproduksi insulin
Insulin berhasil diproduksi melalui bakteri
rekombinan (microbial biotechnology)
Insulin merupakan protein pertama yang
berhasil di ekspresikan dalam bakteri
rekombinan dan telah dibuktikan pada
manusia
Struktur insulin manusia
Insulin
terdiri dari 2 rantai protein (A: 21 AA
dan B: 30 AA), dg ik. disulfida
Insulin rekombinan dibuat dg mengklon
gen insulin ke dalam plasmid yg terdapt
gen lacZ (mengkode ß-galaktosidase)
Gen
setiap unit akan diklon ke dalam
plasmid yg berbeda yang terdapat gen
lacZ mengkode enz. ß-gal
Plasmid rekombinan kmd d
tranformasikan k dlm E.coli untuk
menghasilkan protein fusi ß-gal-insulin
Isolasi protein fusi tsb dg Kromatografi
Affinitas, pemisahan fusi protein insulin- ßgal protein
Kromatografi
affinitas untuk mengisolasi
protein fusi ß-gal-insulin
Dilanjutkan dg purifikasi insulin rantai A
dan B
Mixed keduanya pada kondisi keduanya
(2 sub unit) dapat menjadi 1 hormon yg
aktif (folded to join the two sub unit)
Struktur molekul insulin
Pemisahan ß-gal dan prot A
Effector
cleavage : CNBr (--Met-------Xaa--)
Active insulin by refold and oxidize cysteines (prot A
and prot B)
Pemisahan ß-gal dan prot A
Effector
cleavage : CNBr
Beberapa contoh therapeutic
protein dari bakteri
rekombinan
Erythropoietin ( utk produksi sel darah merah)
: utk treatment pasien anemia
Faktor VIII (faktor penggumpalan darah) : utk
pasien hemofilia
Interferon & interleukin (faktor yg menstimulasi
pertumbuhan dan prod sel darah) : utk
pasien leukimia
Vaksin (hepatitis B) : stimulasi sistem imun dlm
pencegahan infeksi bakteri & virus) : imunisasi
manusia/ hewan, treatment bbrp
tumor/kanker
Struktur protein
Ribosom
: pabrik penghasil protein
Molekul kompleks dibangun oleh rantai
asam amino
Mempunyai berat molekul spesifik
Mempunyai muatan listrik shg mampu
berinteraksi dg molekul lain
Hidrofilik/hidrofobik