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目的:本研究采用sTNFR1基因的胞外截短区蛋白开发新型TNF抑制剂,该重组蛋白通过大肠杆菌原核系统进行高效表达,其产物以传统包涵体(不溶的、无生物活性)形式存在,因而需要经过变复性的过程以恢复其生物活性。本论文意在通过对重组sTNFR1包涵体蛋白的破碎、洗涤、变性、复性各条件的深入研究,建立可规模放大的变复性工艺路线,并希望为其它重组包涵体蛋白的变复性研究提供新思路。方法:(1)破碎:表达菌体采用工业上可行的高压均质机进行破碎,取破碎前后菌液进行美兰染色,计算破碎率和湿重收率,确定该破碎条件是否有效。(2)洗涤:取常规发酵产量样品作为研究对象,通过两因素五水平析因设计实验研究包涵体重复洗涤的脱氧胆酸钠和尿素使用浓度,选出较优的重复洗涤组合;并在此基础上提出分步洗涤方法,通过两次实验设计推导出较优的分步洗涤组合;对不同规模(3g、50g)样品进行重复洗涤和分步洗涤比较。由于实际生产过程中,每次的发酵产量会有所波动,故对低发酵产量、高发酵产量样品的重复洗涤和分步洗涤进行比较。通过上述研究确定包涵体的洗涤条件。(3)变性:对变性液的尿素浓度和pH进行两因素方差分析,再对半胱氨酸浓度进行单因素研究,确定包涵体的变性条件。(4)复性:在可规模放大、成本相对低廉的稀释复性方法上,从三方面展开重组sTNFR1包涵体蛋白复性条件的研究:蛋白纯度和复性方式,带电荷树脂,MgSO4。通过研究选出四条复性技术路线进行小规模(100ml)复性比较,根据复性收率、细胞活性、操作难度、成本等多方面进行综合评价,选出较优的复性条件,并放大复性体积至1L,确定最终的复性技术路线和复性条件。结果:(1)破碎:菌体经高压均质机破碎(第一次300bar,第二次700bar)后,破碎率达95%以上,湿重收率约50%,说明该破碎条件能有效地对表达重组sTNFR1蛋白的BL21(DE3)pLysS细菌进行破碎。(2)洗涤:重复洗涤最优组合为“不加脱氧胆酸钠,1mol/L尿素,洗涤3次”,分步洗涤最优组合为“第一步2%脱氧胆酸钠洗涤,第二步2%脱氧胆酸钠+2mol/L尿素洗涤”;不同洗涤规模、不同发酵产量样品的重复洗涤和分步洗涤比较结果证实分步洗涤优于重复洗涤,它不但可以节约洗涤时间,还可提高洗涤后样品纯度。常规发酵产量样品经分步洗涤后,目的蛋白纯度从21%提高到31%,湿重收率约55%。(3)变性:包涵体变性(50mM Tris、8mol/L Urea、80mM Cys、pH9.7,25℃,磁力搅拌4h)溶解后,获得的蛋白质量约为湿重质量的15%。(4)复性:变性的重组sTNFR1蛋白纯度越高越有利于复性,一步复性优于梯度复性;带负电荷的SPFF树脂辅助该蛋白复性,并且适合高浓度复性;MgSO4辅助该蛋白复性,不但可以缩短复性时间,还能提高复性收率,然而MgSO4中除了Mg2+辅助复性外,还存在其他机制。从100ml小规模复性实验中选出较优复性条件:复性液50mM Tris、0.78mol/L Urea、10mM MgSO4、pH9.7,1:10一步稀释复性,0.7mg/ml复性浓度,4℃,磁力搅拌。此条件放大至1L体积复性,复性时间约40h,活性蛋白收率约15%,纯度约90%。结论:本论文主要从重组sTNFR1包涵体蛋白的洗涤、变性、复性三方面展开研究,为PEG修饰肿瘤坏死因子I型受体新药的研发建立了可规模放大的变复性工艺路线,为该新药研发奠定了理论和实践基础;此外,论文的研究结果亦为其他包涵体蛋白的变复性研究提供了有价值的参考信息。