Rekombinantti ihmisen proteiini on ihmisen proteiini, joka tuotetaan kloonatusta DNA: sta. Tämän avulla tiedemies voi ilmaista suuria määriä sitä. Tällaisesta yliekspressiosta on ollut suurta hyötyä nykyaikaiselle lääketieteelle, mikä on mahdollistanut ihmisen proteiinipohjaisten lääkkeiden tuottamisen, joilla ei ole muuta lähdettä. Se on myös johtanut suureen edistymiseen ihmisen proteiinien toiminnan ja biologian ymmärtämisessä.
Esimerkki yhdistelmä-DNA-proteiinista, jolla ei ole muuta lähdettä, on anemialääke, erytropoietiini. Tämä hormoni ohjaa punasolujen tuotantoa. Sitä käytetään anemian hoitoon eri lähteistä, mukaan lukien krooninen munuaissairaus ja syöpä. Urheilijat ovat myös käyttäneet erytropoietiinia suorituskykyä parantavana lääkkeenä.
Muita proteiineja voidaan eristää luonnollisesti, mutta on paljon helpompaa saada suuria määriä proteiiniekspressiolla kloonatusta DNA: sta. Esimerkki on ihmisen kasvuhormoni, jota tällä hetkellä saadaan terapeuttiseen käyttöön yhdistelmätekniikoilla. Perinteinen tapa eristää ruumiista toisinaan johti tautien leviämiseen. Insuliini on toinen lääke, jota käytetään ihmisen yhdistelmäproteiinina. Suurin osa potilaiden käyttämästä insuliinista saadaan tällä tavalla.
Proteiinien tuotanto kloonatuista geeneistä on mahdollista, koska geenit voidaan kloonata ekspressiovektoreiksi. Nämä ovat erikoistuneita DNA -yksiköitä, jotka on suunniteltu tuottamaan suuria määriä proteiineja käyttämällä erikoistuneita promoottoreita. Nämä promoottorit ohjaavat kloonatun geenisekvenssin tuotantoa. Mukautettuja sarjoja on saatavana proteiinikloonaukseen ja ilmentämiseen.
Erillisiä isäntäsoluja tarvitaan yhdistelmä -ihmisen proteiinin tuottamiseen. Nämä voivat olla bakteeri- tai hiivasoluja. Jotkut proteiinit vaativat erityisiä muutoksia, kuten sokereiden lisäämistä, ja ne ilmentyvät kehittyneemmissä solulinjoissa, kuten nisäkkäiden tai hyönteisten solulinjoissa.
Bakteerisoluissa proteiinit ovat solujen sisällä, mikä vaatii uuttoa ja proteiinin puhdistusta erottaakseen ne bakteeriproteiineista. Tätä helpottavat erityiset tekniikat, jotka ovat osa kloonausprosessia. Esimerkiksi voidaan kloonata erikoistuneita sitoutumiskohtia, joiden avulla proteiini voi sitoutua matriisiin ja eluoitua helposti. Tämä voi säästää vuosia proteiinipuhdistusmenetelmien kehittämisessä. Nisäkkään solulinjoissa ilmenneitä rekombinantteja ihmisen proteiineja erittyy usein väliaineeseen, mikä helpottaa niiden eristämistä ja puhdistamista.
Kun proteiinien geenit ovat saatavilla klooneina, tiedemies voi valmistaa mukautettuja proteiineja ja muuttaa niitä siten, että niillä on halutut ominaisuudet. Esimerkiksi jotakin yhdistelmä -insuliinia on muutettu geneettisesti siten, että sillä on erilaisia vaikutuksia kehoon. Kyky muuttaa näitä proteiineja on erittäin hyödyllinen biologisessa tutkimuksessa.
Mahdollisuus ilmentää yhdistelmä -DNA -proteiinia on mullistanut biolääketieteellisen tutkimuksen. Kun tiedemies on kloonannut geenin, hän voi verrata sitä valtavaan tietokantaan tunnettuista geenisekvensseistä. Jos geenillä on sekvenssi, joka on hyvin samanlainen kuin tunnetun toiminnon geenin sekvenssi, hän voi ennustaa kyseisen geenin toiminnan. Tämä tieto viittaa siihen, mitkä kokeet suoritetaan geenituotteella, joka on usein proteiini. Joskus ei ole homologiaa muiden geenisekvenssien kanssa, eikä tutkijalla ole aavistustakaan geenin toiminnasta.
Geenituotteen ilmaiseminen antaa tiedemiehelle mahdollisuuden arvioida geenin toimintaa käyttämällä biokemiallisia tekniikoita. Tämä voi auttaa häntä tunnistamaan geenin toiminnan. Lisäksi hän voi tehdä kokeita suoraan geenistä tuotetulla lähetti -RNA: lla (mRNA) ja määrittää, missä olosuhteissa ja missä kudoksissa geeni ilmentyy. Tämä tieto auttaa kaventamaan geenin toiminnan löytämistä ja sen selvittämistä, koodaako se proteiinia.
Jos tiedemies tietää proteiinin tehtävän, yliekspressio voi tuottaa suuria määriä proteiinia sen biokemiallisten ominaisuuksien tutkimiseksi. Hän voi tehdä kohdennettuja mutaatioita ja nähdä, mitä vaikutuksia niillä on proteiinin ominaisuuksiin. Toinen syy saada suuria määriä proteiinia on kiteyttää proteiini ja tutkia sen kolmiulotteista rakennetta. Proteiinibiokemiaa voi olla vaikea suorittaa missä tahansa järjestelmässä, mutta se oli erityisen vaikeaa tehdä ihmisproteiineilla ennen yhdistelmä -ihmisproteiinien tuloa.