Рекомбинантный сывороточный альбумин человека

Сывороточный альбумин человека — самый обильный белок плазмы. Одна цепь из 585 остатков, свёрнутая в три гомологичных домена и сшитая семнадцатью дисульфидными связями, необычайно прочна, — и выполняет она две функции, не имеющие между собой ничего общего.

Удержание воды в сосудах#

Стенки капилляров проницаемы для воды и малых растворённых веществ и непроницаемы для белков. Белки плазмы поэтому заперты внутри сосуда и создают осмотическое притяжение, противостоящее гидростатическому давлению, выталкивающему жидкость наружу, — коллоидно-осмотическое, или онкотическое, давление.

Альбумин даёт его подавляющую часть — и потому, что он самый обильный белок плазмы, и потому, что он сравнительно мал, а значит, даёт больше частиц на грамм, чем более крупные белки. Его суммарный отрицательный заряд усиливает эффект, удерживая противоионы.

На этом основано его клиническое применение. При гипоальбуминемии жидкость уходит из кровотока в межтканевое пространство, давая отёки и асцит; введённый альбумин восстанавливает градиент. Поэтому же важна концентрация раствора: 4–5-процентный примерно изоонкотичен и увеличивает объём примерно на введённое количество, тогда как 20–25-процентный гиперонкотичен и дополнительно втягивает жидкость из тканей.

Перенос почти всего#

Вторая роль альбумина — транспорт, и он замечательно неизбирателен. Две хорошо охарактеризованные области, условно участки Садлоу I и II, представляют собой гибкие гидрофобные карманы, вмещающие широкий круг лигандов: жирные кислоты, билирубин, жёлчные кислоты, гормоны, ионы металлов и значительную долю применяемых в клинике лекарств.

У этой неразборчивости прямые следствия. Фармакологически активна и доступна для выведения только несвязанная доля препарата, поэтому падение альбумина повышает свободную долю сильно связываемого лекарства при неизменной общей концентрации. Препараты, конкурирующие за один участок, вытесняют друг друга. А связывание жирных кислот альбумином и есть то, что вообще удерживает нерастворимые липиды в кровотоке.

Та же неразборчивость объясняет применение альбумина далеко за пределами медицины: как стабилизатора вакцин и белковых препаратов, как блокирующего агента в анализах и как компонента сред для культур клеток, где рекомбинантный источник снимает вопрос о животном происхождении.

Почему рекомбинантный маршрут труден#

Трудным его делают две вещи, и ни одна не является уровнем экспрессии.

Фолдинг. Семнадцать дисульфидных связей обязаны образоваться в верных парах. Неверные пары дают неправильно свёрнутый или агрегированный белок, поэтому хозяин обязан располагать окислительным аппаратом фолдинга, способным с этим справиться, — отсюда применение секретирующих дрожжей вроде Komagataella, выводящих белок через компартмент, оснащённый для образования дисульфидов.

Масштаб дозы. Именно это ограничение отличает альбумин от большинства рекомбинантных белков. Терапевтическое антитело дозируется миллиграммами, альбумин — граммами: во флаконе 100 мл 20-процентного раствора содержится 20 г белка. Примесь на уровне одной миллионной поэтому вводится в количестве десятков микрограммов за дозу, и белки клетки-хозяина, её ДНК и эндотоксин приходится контролировать до уровней, ничем не примечательных в миллиграммовом масштабе и требовательных в этом.

Мотивом служат снабжение и безопасность: альбумин из плазмы зависит от донорства и несёт остаточные опасения о передаче вирусов, свойственные любому препарату крови, а рекомбинантный источник снимает и то и другое.