毕赤酵母表达基因工程抗体高效发酵及纯化工艺研究

来源 :第四军医大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:wusuowei282736
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
抗体药物已成为当今生物技术药物的支柱产业,截至2006年,FDA已批准26个体内用抗体药物,其中治疗剂21个。抗体药物在全球的年销售额从1997年的3.10亿美元上升到2005年的150亿美元;其在生物制药产业中所占份额也从2000年的1/5上升到2005年的1/3。目前,抗体药物已进入基因工程抗体时代,在全球已报道的10万多种抗体中,基因工程抗体有1000多种。基因工程抗体的快速发展,对于人类重大疾病的诊断、预防与治疗提供了新方法、新途径。但是阻碍基因工程抗体产业化发展的瓶颈是其表达和纯化。目前用于制备基因工程抗体的表达系统主要有原核表达系统(包括分泌表达系统和包涵体表达复性系统)和真核表达系统。其中毕赤酵母表达系统不但具有许多真核表达系统的优点(如翻译后修饰等),而且比其他真核表达系统具有操作简便成本低廉的优点,因此广泛应用于基因工程抗体的表达。本文以毕赤酵母表达的抗人角蛋白Fab抗体片段为目标产品,旨在建立毕赤酵母表达基因工程抗体高效发酵及纯化工艺。相应研究分为三部分:1).酵母表达条件优化。在摇瓶中,采用正交试验研究甘油添加量、温度、pH三因素三水平对培养阶段酵母生长的影响;研究诱导时机、甲醇添加量、温度、pH四因素四水平对诱导表达阶段蛋白表达的影响。在摇瓶阶段取得较高的细胞密度和蛋白表达量。2).分批-补料发酵工艺优化。在5L发酵罐规模,分别研究不同甘油补加速率对培养阶段酵母生长的影响;研究不同甲醇补加速率对诱导表达阶段蛋白表达的影响;研究不同硫酸铵补加浓度对酵母生长和蛋白表达的影响。通过5L发酵罐放大培养获取较高的细胞密度和蛋白表达量。3).建立和优化分离纯化工艺。采用生物信息学预测蛋白性质,利用蛋白之间的性质差别,选择合适的层析方法,优化层析过程参数,获取高纯度、高回收率、生物功能良好的基因工程抗体。本课题确定了以下发酵和纯化工艺:1).酵母表达条件:确定1%甘油添加量,29℃,pH6.5为最佳的培养条件,培养结束后4小时开始诱导表达,以1%甲醇添加量,29℃,pH6.25为最佳的诱导表达条件,在摇瓶中细胞密度达OD600=15.3,活性95%,抗体表达量达9mg/L,为发酵罐放大培养奠定了基础。2).分批-补料工艺:确定溶解氧含量(dissolved oxygen, DO)的拐点上升作为最佳的补料时机。以9ml/(L/h)流速补加甘油同时补加硫酸铵至终浓度0.5g/L;以6ml/(L/h)流速补加甲醇同时补加硫酸铵至终浓度1g/L蛋白表达量可以达到较高的,发酵结束时OD600≥250,活性90%,Fab表达量达150mg/L。与摇瓶相比细胞密度提高17倍,Fab表达量提高16倍。3).分离纯化工艺:首先,根据本中心实际以及生物信息学分析确定的蛋白质间疏水性差别确立疏水层析分离。在四种疏水介质中选择疏水性差别最大的介质PPG-600M。其次,确定纯化分离参数:平衡缓冲液为20mM PB+1M(NH4)2SO4,pH7.2;洗脱缓冲液为20mM PB+1M(NH4)2SO4,pH7.2;洗脱方法为30%(2CVs)洗脱液梯度洗脱-60%(2CVs)洗脱液梯度洗脱-100%(2CVs)洗脱液梯度洗脱;再生溶液为6M尿素;柱床高度12.5cm;平衡和再生流速为10ml/min,洗脱流速为5ml/min。经上述分离纯化工艺获得的抗人角蛋白Fab抗体片段纯度≥90%、回收率≥85%,生物功能良好。同时在5L规模证明该工艺具有进一步放大的潜能。根据以上结果,我们确定了毕赤酵母表达抗人角蛋白Fab抗体片段的最佳培养与诱导表达条件,确定了甘油、甲醇、硫酸铵的补加策略,优化了酵母分批-补料发酵工艺。5L罐发酵结束后,细胞密度和蛋白表达量较摇瓶阶段提高17倍和16倍。成功分离纯化抗人角蛋白Fab抗体片段,解决了该基因工程抗体药物研发的关键问题。初步建立了毕赤酵母表达基因工程抗体高效发酵及纯化工艺。
其他文献
紫山药属山药的紫红肉品种群,因其块茎呈紫红色且具有丰富的营养成分和滋补保健作用,受到越来越多消费者的关注和青睐,目前全国多地都积极开展了紫山药的种植和研究工作,但仍
战斗文化建设是军事活动的重要内容、军事理论的精髓核心和军事实践的生存土壤。通过深入理解外军战斗文化的理论内涵,全面辨析其内容体系以及充分借鉴其有益做法,可以使我军
儒学作为中国传统文化的主流,对于传统体育观念的影响形成了三个重要里程碑:先秦儒学奠基了传统体育观念丰富人文内涵的基本框架;汉武帝独尊儒术开启了儒学从国家管理角度影
介绍了MAX274有源滤波器的特性及计算电路参数的原理和数学推导过程.说明了MAXIM公司专用滤波器设计芯片配套开发软件的使用方法.给出了简洁、有效的滤波器设计方法,设计了通
当前,随着市场经济的腾飞和人们生活水平的提高,建筑业的得到了突飞猛进的发展,建筑工程造价受到了社会各界的高度重视。建筑工程造价贯穿于整个建设工程的始终,不论是工程项
总结近12年来中药治疗强直性脊柱炎的内服、外治方法及其治疗效果,以期随着中药有效成分的提取及中药剂型等方面的改革,为中医药治疗强直性脊柱炎提供更广阔的前景。
我国很多中小企业在自身信息化进程中都面临着内部控制的完善问题。本文首先论述了国内理论研究和实践发展的现状。针对中小企业信息化建设的现状展开研究,分析了中小企业在
目前中国银行系统存在大量的不良资产,对中国的金融安全构成了严重的威胁,制约了中国经济的发展。这些不良资产的产生有体制上和技术上原因。如何有效的解决这一难题是关系到
维特根斯坦的文化观的贡献,除了在对世界图景的基础性的论述中包含着文化的基础性的思想、在对生活形式的一致性的论述中包含着文化的普遍性的思想以及在对原始人与现代人区
随着市场经济的不断发展与完善,作为“无声推销员”的包装在产品品牌塑造中正扮演着更为重要的角色。经过三十余年的发展,我国包装逐渐走出了昔日“二流产品、三流包装”的阴