Rekombinantni človeški protein je človeški protein, ki je proizveden iz klonirane DNK. To omogoča znanstveniku, da izrazi velike količine tega. Takšna prekomerna ekspresija je bila zelo uporabna za sodobno medicino, saj je omogočila proizvodnjo zdravil na osnovi človeških beljakovin, ki nimajo drugega vira. Pripeljala je tudi do velikega napredka pri razumevanju delovanja in biologije človeških beljakovin.
Primer rekombinantnega človeškega proteina, ki nima drugega vira, je zdravilo proti anemiji, imenovano eritropoetin. Ta hormon nadzoruje proizvodnjo rdečih krvnih celic. Uporablja se za zdravljenje anemije iz različnih virov, vključno s kronično ledvično boleznijo in rakom. Eritropoetin so športniki uporabljali tudi kot zdravilo za izboljšanje zmogljivosti.
Druge beljakovine je mogoče izolirati naravno, vendar je veliko lažje pridobiti velike količine z izražanjem beljakovin iz klonirane DNK. Primer je človeški rastni hormon, ki se trenutno pridobiva za terapevtsko uporabo z rekombinantnimi tehnikami. Tradicionalna metoda izolacije od trupel je včasih povzročila prenos bolezni. Insulin je drugo zdravilo, ki se uporablja kot rekombinantna človeška beljakovina. Večina insulina, ki ga uporabljajo bolniki, se pridobi na ta način.
Proizvodnja beljakovin iz kloniranih genov je izvedljiva, ker je gene mogoče klonirati v ekspresijske vektorje. To so specializirane enote DNK, ki so zasnovane za proizvodnjo velikih količin beljakovin z uporabo specializiranih promotorjev. Ti promotorji usmerjajo proizvodnjo kloniranega genskega zaporedja. Na voljo so kompleti po meri za kloniranje in izražanje beljakovin.
Za proizvodnjo rekombinantnega človeškega proteina so potrebne specializirane gostiteljske celice. To so lahko celice bakterij ali kvasovk. Nekatere beljakovine zahtevajo posebne modifikacije, kot je uvedba sladkorjev, in so izražene v naprednejših celičnih linijah, kot so celične linije sesalcev ali žuželk.
Za bakterijske celice bodo beljakovine znotraj celic, kar bo zahtevalo ekstrakcijo in čiščenje beljakovin, da jih ločimo od bakterijskih beljakovin. To olajšajo posebne tehnike, ki so del procesa kloniranja. Na primer, lahko klonirate specializirana vezavna mesta, ki omogočajo, da se beljakovina veže na matriks in se zlahka eluira. To lahko prihrani leta razvoja metod čiščenja beljakovin. Rekombinantni humani proteini, izraženi v celičnih linijah sesalcev, se pogosto izločajo v medij, kar olajša njihovo izolacijo in čiščenje.
Če so geni za beljakovine na voljo kot kloni, znanstvenik lahko izdela beljakovine po meri in jih spremeni tako, da imajo želene lastnosti. Nekaj rekombinantnega insulina je na primer gensko spremenjeno, tako da bo imel različne učinke na telo. Sposobnost spreminjanja teh beljakovin je zelo uporabna pri bioloških raziskavah.
Sposobnost izražanja rekombinantnega človeškega proteina je revolucionirala biomedicinske raziskave. Ko znanstvenik klonira gen, ga lahko primerja z ogromno bazo podatkov znanih genskih sekvenc. Če ima gen zaporedje, ki je zelo podobno zaporedju gena z znano funkcijo, lahko napove delovanje tega gena. To znanje nakazuje, katere poskuse je treba izvesti s produktom gena, ki je pogosto beljakovina. Včasih ni homologije z drugimi genskimi sekvencami in znanstvenik nima pojma o funkciji gena.
Izražanje produkta gena omogoča znanstveniku, da preizkuša delovanje gena z uporabo biokemičnih tehnik. To mu lahko omogoči, da prepozna funkcijo gena. Prav tako lahko izvaja poskuse s sporočilno RNA (mRNA), proizvedeno neposredno iz gena, in ugotavlja, pod kakšnimi pogoji in v katerih tkivih se gen izraža. To znanje pomaga zožiti iskanje funkcije gena in ugotoviti, ali kodira beljakovino.
Če znanstvenik pozna funkcijo beljakovin, lahko prekomerna ekspresija zagotovi velike količine beljakovin za preučevanje njegovih biokemičnih lastnosti. On ali ona lahko naredi ciljne mutacije in vidi, kakšne učinke imajo na lastnosti beljakovin. Drug razlog za pridobivanje velikih količin beljakovin je kristalizacija beljakovin in preučevanje njegove tridimenzionalne strukture. Biokemijo beljakovin je težko izvesti v katerem koli sistemu, vendar je bilo to še posebej težko izvesti s človeškimi beljakovinami pred pojavom rekombinantnih človeških beljakovin.