Rekombinowana ludzka insulina jest komercyjnym hormonem stosowanym w leczeniu pacjentów cierpiących na cukrzycę. Insulina, która normalnie jest wytwarzana w trzustce, służy do regulacji poziomu cukru we krwi. Funkcjonuje, umożliwiając cukrowi we krwi przenikanie do komórek organizmu, dzięki czemu komórki mogą wykorzystać go jako energię. Jeśli pacjent ma cukrzycę i nie może wytwarzać insuliny, poziom cukru we krwi będzie podwyższony, co może spowodować poważne problemy zdrowotne. Insulina musi być następnie wstrzykiwana codziennie, aby utrzymać stały poziom cukru we krwi.
Insulinę można ekstrahować ze świń lub krów i oczyszczać do stosowania u ludzi. Insulina krowa różni się od insuliny ludzkiej trzema aminokwasami, podczas gdy insulina świńska różni się od insuliny ludzkiej tylko jednym aminokwasem. U niektórych pacjentów z cukrzycą może wystąpić reakcja alergiczna na insulinę pochodzącą od zwierząt, jeśli organizm rozpozna ją jako obcą. Rekombinowana ludzka insulina wytwarzana w laboratorium jest identyczna z hormonem wytwarzanym naturalnie i zazwyczaj nie powoduje reakcji alergicznej.
Technologia rekombinowanego kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) umożliwiła naukowcom odejście od insuliny ekstrahowanej ze zwierząt i opracowanie techniki wytwarzania rekombinowanej insuliny ludzkiej. Insulina składa się z dwóch łańcuchów aminokwasów, które są połączone ze sobą, tworząc małą cząsteczkę białka. Rekombinowana insulina ludzka jest syntetyzowana przez wprowadzenie DNA z każdego łańcucha insuliny oddzielnie do DNA osłabionych, niezakaźnych szczepów bakterii Escherichia coli — bardziej znanej jako E. coli.
Bakterie przechodzą następnie wiele cykli podziału komórek i mogą wytwarzać wiele kopii każdego z łańcuchów insuliny. Poszczególne łańcuchy cząsteczki insuliny są ekstrahowane z bakterii i oczyszczane. Dwa łańcuchy tworzące kompletną cząsteczkę insuliny są następnie mieszane i wiązane ze sobą.
Rekombinowaną ludzką insulinę można również hodować w komórkach drożdży. Komórki drożdży mogą wydzielać kompletną cząsteczkę insuliny zawierającą oba łańcuchy już połączone. Jest to ulepszenie w stosunku do produkcji E.coli, ponieważ eliminuje dodatkowy etap mieszania dwóch łańcuchów razem.
Po oczyszczeniu całej rekombinowanej cząsteczki ludzkiej insuliny można wprowadzić inne zmiany strukturalne w celu wzmocnienia funkcji cząsteczki. Zastąpienie jednego aminokwasu w określonej pozycji w cząsteczce może skutkować preparatem insuliny, który działa szybko lub długo. Są one określane jako analogi insuliny i mogą pozostawać aktywne w organizmie przez różne okresy czasu. Daje to lekarzowi i pacjentowi elastyczność w projektowaniu protokołu leczenia insuliną w oparciu o styl życia.