Rekombinowane białko ludzkie jest białkiem ludzkim wytwarzanym ze sklonowanego DNA. Dzięki temu naukowiec może wyrazić duże ilości tego. Taka nadekspresja była bardzo użyteczna dla współczesnej medycyny, umożliwiając produkcję leków na bazie białek ludzkich, które nie mają innego źródła. Doprowadziło to również do wielkich postępów w zrozumieniu funkcji i biologii białek ludzkich.
Przykładem rekombinowanego białka ludzkiego, które nie ma innego źródła, jest lek przeciw anemii zwany erytropoetyną. Ten hormon kontroluje produkcję czerwonych krwinek. Jest stosowany w leczeniu anemii z różnych źródeł, w tym przewlekłej choroby nerek i raka. Erytropoetyna była również stosowana przez sportowców jako lek zwiększający wydajność.
Inne białka można izolować w sposób naturalny, ale znacznie łatwiej jest uzyskać ich duże ilości przez ekspresję białka ze sklonowanego DNA. Przykładem jest ludzki hormon wzrostu, który jest obecnie otrzymywany do użytku terapeutycznego technikami rekombinacji. Tradycyjna metoda izolacji od zwłok czasami powodowała przenoszenie chorób. Insulina to kolejny lek stosowany jako rekombinowane białko ludzkie. W ten sposób uzyskuje się większość insuliny stosowanej przez pacjentów.
Produkcja białek ze sklonowanych genów jest możliwa, ponieważ geny można sklonować do wektorów ekspresyjnych. Są to wyspecjalizowane jednostki DNA, które są zaprojektowane do wytwarzania dużych ilości białka przy użyciu wyspecjalizowanych promotorów. Te promotory kierują produkcją sklonowanej sekwencji genu. Dostępne są niestandardowe zestawy do klonowania i ekspresji białek.
Do produkcji rekombinowanego białka ludzkiego wymagane są wyspecjalizowane komórki gospodarza. Mogą to być komórki bakterii lub drożdży. Niektóre białka wymagają specjalnych modyfikacji, takich jak wprowadzenie cukrów, i ulegają ekspresji w bardziej zaawansowanych liniach komórkowych, takich jak linie komórkowe ssaków lub owadów.
W przypadku komórek bakteryjnych białka będą znajdować się wewnątrz komórek, wymagając ekstrakcji i oczyszczania białka w celu oddzielenia ich od białek bakteryjnych. Jest to ułatwione dzięki specjalnym technikom, które są częścią procesu klonowania. Na przykład można sklonować wyspecjalizowane miejsca wiązania, które umożliwiają białku wiązanie się z matrycą i łatwą elucję. Może to zaoszczędzić lata opracowywania metod oczyszczania białek. Rekombinowane ludzkie białka eksprymowane w liniach komórek ssaków są często wydzielane do pożywki, co ułatwia ich izolację i oczyszczanie.
Posiadanie genów dla białek dostępnych jako klony umożliwia naukowcom tworzenie niestandardowych białek, zmieniając je tak, aby miały pożądane właściwości. Na przykład, niektóre rekombinowane insuliny zostały genetycznie zmienione tak, że będą miały inny wpływ na organizm. Możliwość zmiany tych białek jest bardzo przydatna w badaniach biologicznych.
Możliwość ekspresji rekombinowanego ludzkiego białka zrewolucjonizowała badania biomedyczne. Kiedy naukowiec sklonuje gen, może porównać go z ogromną bazą danych znanych sekwencji genów. Jeśli gen ma sekwencję bardzo podobną do sekwencji genu o znanej funkcji, może przewidzieć funkcję tego genu. Ta wiedza sugeruje, jakie eksperymenty przeprowadzić z produktem genu, którym często jest białko. Czasami nie ma homologii z innymi sekwencjami genów, a naukowiec nie ma pojęcia o funkcji genu.
Ekspresja produktu genu pozwala naukowcowi zbadać funkcję genu za pomocą technik biochemicznych. To może umożliwić mu zidentyfikowanie funkcji genu. Może również przeprowadzać eksperymenty z informacyjnym RNA (mRNA) wytwarzanym bezpośrednio z genu i określać, w jakich warunkach iw jakich tkankach gen ulega ekspresji. Ta wiedza pomaga zawęzić wyniki wyszukiwania funkcji genu i dowiedzieć się, czy koduje on białko.
Jeśli naukowiec zna funkcję białka, nadekspresja może dostarczyć dużych ilości białka do badania jego właściwości biochemicznych. Może dokonać celowanych mutacji i zobaczyć, jaki mają one wpływ na właściwości białka. Innym powodem uzyskania dużych ilości białka jest jego krystalizacja i badanie jego trójwymiarowej struktury. Biochemia białek może być trudna do wykonania w każdym systemie, ale szczególnie trudno było to zrobić z ludzkimi białkami przed pojawieniem się rekombinowanych białek ludzkich.