Rekombinantne inimese valk on inimese valk, mida toodetakse kloonitud DNA-st. See võimaldab teadlasel väljendada seda suurtes kogustes. Selline üleekspressioon on olnud kaasaegse meditsiini jaoks väga kasulik, võimaldades toota inimese valgupõhiseid ravimeid, millel pole muud allikat. See on toonud kaasa ka suuri edusamme inimese valkude funktsiooni ja bioloogia mõistmisel.
Rekombinantse inimese valgu näide, millel pole muud allikat, on aneemiavastane ravim, mida nimetatakse erütropoetiiniks. See hormoon kontrollib punaste vereliblede tootmist. Seda kasutatakse erinevatest allikatest põhjustatud aneemia, sealhulgas kroonilise neeruhaiguse ja vähi raviks. Erütropoetiini on sportlased kasutanud ka jõudlust suurendava ravimina.
Teisi valke saab isoleerida loomulikult, kuid kloonitud DNA-st valgu ekspressiooni teel on palju lihtsam saada suuri koguseid. Näiteks on inimese kasvuhormoon, mida praegu saadakse terapeutiliseks kasutamiseks rekombinantsete meetoditega. Traditsiooniline surnukehadest eraldamise meetod viis mõnikord haiguste edasikandumiseni. Insuliin on veel üks ravim, mida kasutatakse rekombinantse inimese valguna. Enamik patsientide kasutatavast insuliinist saadakse sel viisil.
Kloonitud geenidest valgu tootmine on teostatav, kuna geene saab kloonida ekspressioonivektoritesse. Need on spetsiifilised DNA ühikud, mis on loodud spetsiaalsete promootorite abil suures koguses valku tootma. Need promootorid juhivad kloonitud geenijärjestuse tootmist. Valkude kloonimiseks ja ekspresseerimiseks on saadaval kohandatud komplektid.
Inimese rekombinantse valgu tootmiseks on vaja spetsiaalseid peremeesrakke. Need võivad olla bakteri- või pärmirakud. Mõned valgud nõuavad spetsiaalseid modifikatsioone, näiteks suhkrute sisseviimist, ja neid ekspresseeritakse arenenumates rakuliinides, nagu imetajate või putukate rakuliinid.
Bakterirakkude puhul asuvad valgud rakkude sees ning nende eraldamiseks bakteriaalsetest valkudest on vaja ekstraheerimist ja valkude puhastamist. Seda soodustavad spetsiaalsed tehnikad, mis on osa kloonimisprotsessist. Näiteks saab kloonida spetsiaalseid sidumissaite, mis võimaldavad valgul maatriksiga seonduda ja kergesti elueerida. See võib säästa aastaid valgu puhastamise meetodite väljatöötamist. Imetajate rakuliinides ekspresseeritud rekombinantsed inimese valgud sekreteeritakse sageli söötmesse, hõlbustades nende eraldamist ja puhastamist.
Valkude geenide olemasolu kloonidena võimaldab teadlasel valmistada kohandatud valke, muutes need soovitud omadusteks. Näiteks mõnda rekombinantset insuliini on geneetiliselt muudetud nii, et sellel on kehale erinev mõju. Võimalus neid valke muuta on bioloogilistes uuringutes väga kasulik.
Võimalus ekspresseerida inimese rekombinantset valku on muutnud biomeditsiiniliste uuringute pöörde. Kui teadlane on geeni klooninud, saab ta seda võrrelda tohutu hulga teadaolevate geenijärjestuste andmebaasiga. Kui geenil on järjestus, mis on väga sarnane teadaoleva funktsiooniga geeni järjestusega, saab ta ennustada selle geeni funktsiooni. Need teadmised näitavad, milliseid katseid teha geeniproduktiga, mis on sageli valk. Mõnikord puudub homoloogia teiste geenijärjestustega ja teadlasel pole aimugi geeni funktsioonist.
Geeni produkti ekspresseerimine võimaldab teadlasel biokeemilisi meetodeid kasutades analüüsida geeni funktsiooni. See võimaldab tal tuvastada geeni funktsiooni. Samuti saab ta teha katseid otse geenist toodetud messenger RNA-ga (mRNA) ja määrata, millistel tingimustel ja millistes kudedes geen ekspresseerub. Need teadmised aitavad kitsendada geeni funktsiooni leidmist ja teada saada, kas see kodeerib valku.
Kui teadlane teab valgu funktsiooni, võib üleekspressioon anda suures koguses valku, et uurida selle biokeemilisi omadusi. Ta saab teha sihipäraseid mutatsioone ja näha, milline on nende mõju valgu omadustele. Teine põhjus suurte valgukoguste saamiseks on valgu kristalliseerimine ja selle kolmemõõtmelise struktuuri uurimine. Valgu biokeemiat võib olla raske teha igas süsteemis, kuid seda oli eriti raske teha inimvalkudega enne rekombinantsete inimvalkude tulekut.