Empirical and computational inquest into biosimilar and next-generation insulin analogs manufacturing : unveiling structural, analytical, and dynamic attributes through recombinant technological approaches

Abstract

The intricate molecular structure of insulin and its nuanced interactions within diverse tissues have carved out a domain within the scientific community dedicated to comprehending and harnessing the significance of this pivotal hormone. Investigative efforts on insulin encompass a broad spectrum of scientific disciplines, spanning cellular signaling, biochemical interactions, and genetic regulation. From this vantage point, insulin assumes a pivotal position at the nexus of modern biotechnology and fundamental science, constructing substantial contributions to the advancements in health and biological sciences. This thesis introduces a biotechnological product and method through the production and characterization of two new-generation domestic insulins but also offers the most comprehensive theoretical and analytical insights into the empirical and computational dynamics of these insulins and oligomeric commercial insulins. Introducing an atlas review encompassing all academic information about insulin, the thesis thoroughly explains the fundamental structural biology over this model protein. Subsequent chapters delve into the experimental and computational aspects of domestic new-generation rapid/ultra-rapid insulins. Furthermore, it presents revolutionary studies on the allosteric hierarchy of commercial long-acting oligomeric insulins. In this regard, this thesis can be regarded as a benchmark work in protein researchİnsülinin karmaşık moleküler yapısı ve çeşitli dokulardaki nüanslı etkileşimleri, bu kilit hormonun önemini anlama ve kullanma amacıyla bilimsel bir topluluk içinde özel bir alan oluşturmuştur. İnsülin üzerindeki araştırmalar, hücresel sinyalizasyon, biyokimyasal etkileşimler ve genetik düzenleme gibi geniş bir bilim disiplinleri yelpazesini kapsar. Bu bakış açısından, insülin, modern biyoteknoloji ve temel bilimlerin kesişim noktasında önemli bir konumda bulunarak sağlık ve biyoloji bilimlerindeki ilerlemelere önemli katkılarda bulunur. Bu tez, iki yeni nesil yerli-milli insülinin üretimi ve karakterizasyonu yoluyla bir biyoteknolojik ürün ve yöntem sunmanın yanı sıra, bu insülinlerin ve oligomerik ticari insülinlerin deneysel ve hesaplamalı dinamikleri üzerine en kapsamlı teorik ve analitik içgörüleri de sunar. İnsülin hakkında tüm akademik bilgileri kapsayan bir atlas incelemesi tanıtarak, tez bu model proteinin temel yapısal biyolojisini ayrıntılı bir şekilde açıklar. Dahası, tez, yerli yeni nesil hızlı/ultra hızlı insülinlerin deneysel ve hesaplamalı yönlerine dalış yapar. Ayrıca, ticari uzun etkili oligomerik insülinlerin allosterik hiyerarşisi üzerine devrim niteliğinde çalışmalar sunar. Bu bağlamda, bu tez, protein araştırmalarında bir referans çalışma olarak kabul edilebilir