重组人源抗狂犬病病毒单克隆抗体的质控方法及质量标准的建立

目的建立重组人源抗狂犬病病毒单克隆抗体(rhRMcAb)的质控方法和质量标准。方法采用小鼠中和试验(MNT)和快速荧光灶抑制试验(RFFIT)分别测定6批rhRMcAb样品的中和活性;还原、非还原SDS-PAGE检测rhRMcAb样品的纯度;还原烷基化胰蛋白酶酶切和反相高效液相色谱法分析rhRMcAb的肽图;焦谷氨酸肽酶去除N-端焦谷氨酸封闭后,氨基酸序列分析仪测定rhRMcAb的N-端氨基酸序列;表面等离子共振法(Surface plasmon resonance,SPR)测定rhRMcAb与狂犬病病毒糖蛋白的亲和常数;按《中国药典》三部(2005版)要求检测rhRMcAb的各项其他指标,并建立其质量标准。结果采用MNT和RFFIT2种方法检测6批rhRMcAb的中和活性,批间活性基本一致;3批rhRMcAb原液的还原SDS-PAGE纯度大于99.0%,非还原SDS-PAGE除抗体主带外,在高、低相对分子质量处分别存在一些次带;3批原液样品的肽图图谱与理化测定对照品一致;N-端氨基酸序列与理论序列一致;结合狂犬病病毒糖蛋白抗原的亲和常数为1.86×108/M;其他各项指标均符合《中国药典》三部(2005版)要求;建立的质量标准中,中和活性应不低于500IU/mg,SDS-PAGE及HPLC纯度应不低于98.0%。结论已建立了rhRMcAb的质控方法和质量标准,可用于rhRMcAb产品的检定。     

重组单抗药物的非还原电泳纯度分析

目的对重组单抗药物的非还原电泳纯度进行分析,排除样品制备过程中形成的一些假象。方法结合重组单抗的分子结构特征,改变常规SDS-PAGE条件,将抗体样品在不同的缓冲液及电泳条件下进行比较。结果抗体在非还原SDS-PAGE纯度检测中出现的次带,可通过在供试品缓冲液中加入烷基化试剂封闭自由巯基而几乎全部消除;通过降低电泳过程的环境温度,可有效降低主带上方高相对分子质量带的出现。结论单抗药物中由于含有多对二硫键引起的一些因电泳样品制备而形成的假象带,可以通过试验方法的修正而去除。     

N-末端氨基酸测序数据估计N-末端不均一的单链重组蛋白制品主肽链比例方法的建立

目的建立应用N-末端氨基酸测序数据估计N-末端不均一的单链重组蛋白制品主肽链比例的方法。方法利用氨基酸测序仪的摩尔归一化数据,经信号和噪音分离、信号的筛选等数据处理过程,将主肽链N-末端序列数据与其他次要序列数据分开,进而估计主肽链所占比例。将本方法计算结果与质谱结果进行比较,另用混合样品数据进行验证分析。结果本方法所计算结果基本符合实际情况,可较准确地估计主肽链比例。结论初步建立了应用N-末端氨基酸测序数据估计N-末端不均一的单链重组蛋白制品主肽链比例的方法,为相关蛋白的分析和研究提供了辅助。     

重组人睫状神经营养因子纯化工艺的建立

目的建立适于生产应用的重组人睫状神经营养因子(recombinant human ciliary neurotrophic factor,rh CNTF)纯化工艺,并对纯化产物进行鉴定。方法将CNTFnew CC22突变体工程菌BL21(DE3)菌体破碎上清经25%饱和度硫酸铵沉淀后,沉淀上清先后经Butyl HP疏水层析和Q HP阴离子交换层析进行纯化。通过非还原SDS-PAGE和反相高效液相色谱分析(RP-HPLC)检测样品纯度;质谱法测定rh CNTF的相对分子质量;Edman化学降解法测定rh CNTF的N-端氨基酸序列;TF-1细胞/CCK-8比色法和对饮食诱导性肥胖(diet-induced obesity,DDIO)大鼠的减肥作用分别测定rh CNTF的体外和体内生物学活性。结果纯化后rh CNTF的纯度可达99.6%,纯化回收率为34.5%;相对分子质量为21 153;N-端15个氨基酸序列为Ala-Phe-Thr-Glu-His-Ser-Pro-Leu-Thr-Pro-His-Arg-Arg-Asp-Leu;生物学比活性高于2×106 IU/mg,并能有效降低DIO大鼠体重。结论经3步纯化成功获得了高纯度的rh CNTF,为进一步对其性质、功能和生产应用研究奠定了基础。     

BPAC-UF组合工艺对微污染原水处理效果及膜污染控制

采用生物粉末活性炭-超滤(BPAC-UF)分体式工艺的中试装置,探究该工艺对西氿微污染原水的处理效果,在此基础上对比研究聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氯乙烯(PVC)两种材质超滤膜的膜污染情况。PVDF膜和PVC膜两种不同材质的膜组合工艺对浊度去除率均超过95%,超滤膜可保证出水浊度要求。PVDF膜对尺寸不超过2μm的颗粒物去除效果要略优于PVC膜。初期PAC未转化为BPAC时,工艺对氨氮和CODMn的去除主要靠活性炭吸附。当PAC转化为BPAC,BPAC-UF对氨氮的去除主要是通过生物作用,后期去除率稳定在80%以上,BPAC-UF对CODMn去除率不高,稳定在25%左右。在膜污染控制方面,PVDF膜和PVC膜的跨膜压差增长趋势相似,但PVC膜的跨膜压差增速要略高于PVDF膜。经过强化物理反冲洗和化学反冲洗后,PVDF膜和PVC膜的产水性能均能恢复至较优状态,且PVDF膜恢复程度略优于PVC膜。     

同源比较法克隆单抗CAb-1重链可变区基因

目的获得抗人大肠癌单抗CAb-1重链可变区VH的准确基因。方法结合生物信息学同源比较分析,利用高兼并的FR15′端处引物扩增的单抗CAb-1的VH基因,并与数据库中序列比对,在同源性最高的抗体序列的信号肽处二次设计引物,用RT-PCR法获得抗体基因VH的准确序列。结果选定了与已知抗体VH高度同源的序列进行引物设计。凝胶电泳可见预期大小DNA条带。经测序表明,配对于信号肽处的扩增产物不仅与配对于抗体可变区FR1的结果一致,而且也纠正了配对于CAb-1的VH的FR1的兼并引物所引入的氨基酸突变。结论所优化设计的引物能够扩增完整的抗人大肠癌单抗CAb-1重链可变区基因,为小分子工程抗体改造奠定了基础。     

重组人骨形成蛋白-2的质量控制

目的建立重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)质控方法和质量标准。方法以小鼠体内异位成骨试验测定rhBMP-2的生物学活性,HPLC-SEC法测定纯度,蛋白N-末端测序仪测定N-末端15个氨基酸残基序列,其余检测项目按《中国药典》三部(2005版)规定进行。结果1批rhBMP-2原液鉴定结果显示,样品比活性为5.9×104BU/mg,纯度为97.6%,N-末端序列为(MKR)LKSSCKRHPLYV,其余项目检测结果均符合《中国药典》三部(2005版)的要求。结论该质控标准可用于rhBMP-2产品的常规检定。     

重组人粒细胞集落刺激因子的氨基酸组成分析

目的分析重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)的氨基酸组成。方法应用氨基酸分析仪,采用离子交换色谱茚三酮柱后衍生法对rhG-CSF进行氨基酸组成分析。样品采用常规酸水解处理后,以氨基酸标准溶液外标法进行测定。结果系统对标准溶液各个氨基酸组分均有良好的分离。3支rhG-CSF样品的9次测定结果除Met外,均较接近,变异系数较小,与理论值基本一致。结论采用氨基酸自动分析仪柱后衍生法分析氨基酸组成重复性好,误差较小,可用于rhG-CSF的质量控制。     

重组戊型肝炎疫苗抗原P179表征分析

目的对重组戊型肝炎疫苗(recombinant hepatitis E virus,rHEV)抗原P179表征进行分析。方法取3批HPLC及电泳纯度均为100%的rHEV抗原P179原液,采用SDS-PAGE法检测相对分子质量及二聚体含量;OPA-FMOC全自动柱前衍生-Amino Quant氨基酸分析法测定氨基酸组分;电喷雾-四极杆-飞行时间串联质谱(electrospray ionizationquadrupole time-of-flight-mass spectrometry,ESI-Q-TOF2-MS)法分析C-末端、Edman降解法测定N-末端氨基酸序列;HPLC法进行肽图分析;毛细管等电聚焦电泳法测定等电点;圆二色光谱仪分析其二级结构;透射电镜负染法观察蛋白颗粒状态;双抗体夹心ELISA法检测抗原活性。结果 3批rHEV抗原P179相对分子质量在17 500~21 300之间;二聚体占总蛋白的85%以上;氨基酸组分、C-末端氨基酸序列、N-末端氨基酸序列、肽图、等电点等均与预期相符;3批rHEV抗原P179二级结构中,α螺旋4.8%~5.6%,β折叠34.8%~36.4%,β转角20.8%~22.2%及无规卷曲37.7%~38.0%;透射电镜观察可见大小均一,粒径约20 nm的蛋白颗粒;抗原活性比值在5.0×105~2.0×10~6CCU/mg范围内。结论 3批r HEV抗原P179结构特征均一,与设计相符,为该疫苗的产业化奠定了基础。     

B型肉毒神经毒素重链C-端片段的修饰及表达

目的修饰、克隆B型肉毒神经毒素重链C-端(BoNT/b HC)片段,并在大肠杆菌中进行表达。方法以B型肉毒梭状杆菌8806株基因组DNA为模板,PCR扩增B型肉毒神经毒素重链的转膜区和结合区,并以高频密码子替换BoNT/bHC基因N-端的5个低频密码子。将目的片段克隆入表达载体pET-42b,转化E.coli BL21(DE3)PlysS,IPTG诱导表达后,进行Western blot鉴定及可溶性分析。结果重组表达质粒经PCR及酶切鉴定证明构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约为80000,表达量占菌体总蛋白的32.6%,主要以包涵体形式存在;重组蛋白可被相应的抗BoNT/b全毒素的多克隆抗体所识别。结论已成功修饰并表达了B型肉毒神经毒素重链C-端片段,为进一步研制重组疫苗及高特异性的诊断试剂奠定了基础。     

人源抗狂犬病病毒scFv噬菌体抗体库的构建及筛选

目的构建人源抗狂犬病病毒单链抗体(Single-chain fragment variable,scFv)噬菌体抗体库,并进行筛选。方法以接种过狂犬病疫苗的21份高效价的健康人外周血为原料,提取淋巴细胞总RNA,PCR扩增VH、Vκ、Vλ基因,重叠延伸PCR扩增获得scFv基因,克隆入噬菌粒pS100,电转化E.coli TG1,建立scFv初级抗体库,并进行基因序列分析及鉴定。以灭活的狂犬病病毒为抗原,进行3轮scFv噬菌体抗体库的富集筛选,随机挑取单克隆,制备噬菌体抗体颗粒,并进行ELISA分析,阳性克隆进行序列分析,采用快速荧光灶抑制试验(Rapid fluorescent facus inhibition test,RFFIT)检测噬菌体抗体颗粒的中和活性。结果获得了库容为1.7×108的人源抗狂犬病病毒scFv噬菌体抗体库,该抗体库具有较好的序列正确率和多样性,经3轮筛选后,ELISA分析显示,共获得24个序列各不相同的针对狂犬病病毒的阳性克隆,对其中7个克隆的噬菌体抗体颗粒进行RFFIT检测,均具有中和活性。结论已成功构建了人源抗狂犬病病毒scFv噬菌体抗体库,并建立了筛选方法。     

PTD-SARA融合蛋白的表达、纯化及鉴定

目的在大肠杆菌中表达PTD-SARA融合蛋白,并对其进行纯化和鉴定。方法使用大肠杆菌偏爱密码子合成PTD-SARA全长基因,将其克隆入载体pQE-30中,构建重组表达质粒pQE-30-PTD-SARA,转化感受态大肠杆菌M15,IPTG诱导表达。表达产物经Ni2+-NTA亲和层析纯化后,进行Western blot鉴定及N-端测序。结果重组表达质粒pQE-30-PTD-SARA经双酶切及测序鉴定证明构建正确。1.0mmol/LIPTG诱导4h,目的蛋白的表达量最高,约占菌体总蛋白的25%,主要以包涵体形式存在。纯化的融合蛋白纯度为94%,浓度为0.2mg/ml,且具有良好的反应原性,N-端有14个氨基酸。结论已成功表达并纯化了PTD-SARA融合蛋白,为其功能的研究奠定了基础,也为临床防治肾脏纤维化提供了一个新的策略。     

人源化抗表皮生长因子受体单克隆抗体质控方法的建立

目的建立人源化抗表皮生长因子受体(Epithelial growth factor receptor,EGFR)单克隆抗体的质控方法。方法采用体外细胞生长抑制试验测定人源化抗EGFR单抗的生物学活性;质谱法和还原型SDS-PAGE法测定其准确相对分子质量;去封闭后用Edman降解法测定其N-末端氨基酸序列;SDS-PAGE和分子排阻高效液相色谱(SEC-HPLC)法测定其纯度;反向液相色谱(RP-HPLC)法测定其肽图;定量PCR法和狭缝杂交法测定其外源性DNA残留量;其余项目按《中国药典》三部(2010版)要求进行。结果人源化抗EGFR单抗原液和成品的相对生物学活性分别为(100±20)%和(94±14)%;质谱法测得该单抗参考品轻、重链的相对分子质量分别为23 370.75和50 341.00,相对误差分别为0.005%和0.006%;还原型SDS-PAGE测得该单抗轻、重链的相对分子质量为27 000和53 400;轻、重链N-末端氨基酸序列均与理论一致;单抗原液的还原型SDS-PAGE纯度为98.5%;SEC-HPLC原液纯度为(98.39±0.05)%和成品SEC-HPLC纯度为(98.17±0.04)%;肽图图谱与理化参考品一致;定量PCR测得其外源DNA残留量小于100 pg/剂量;其他各项指标均符合《中国药典》三部(2010版)要求及其他相关要求。结论初步建立了人源化抗表皮生长因子受体单克隆抗体的质控方法,可用于该制品的常规质量控制。     

pH值对重组人源抗狂犬病病毒单克隆抗体稳定性的影响

目的研究pH值对重组人源抗狂犬病病毒单克隆抗体NM57稳定性的影响。方法将NM57原液的pH值分别调节为4.0、5.0、6.0、7.0和8.0,分别置于4和40℃保存,于0、2、4、6周取样,观察其外观的变化,并检测其SDS-PAGE及SEC-HPLC纯度。中试规模制备NM57制剂(200IU/ml,pH6.0),4℃放置3、6、9、12、18和24个月,取样观察其外观的变化,SEC-HPLC检测样品纯度,快速荧光灶抑制试验(RFFIT)检测样品中和活性。结果在观察期内,所有样品的外观均保持澄清透明。不同pH值的NM57原液4℃放置6周,纯度无明显变化;40℃放置的不同pH值的NM57原液样品纯度变化有明显差异,NM57(5.0)和NM57(6.0)样品相对稳定。中试规模制备的6批NM57制剂4℃放置24个月,其纯度及中和活性均保持稳定。结论NM57原液在甘氨酸-组氨酸缓冲系统中,pH6.0条件下比较稳定,NM57(pH6.0)制剂长期稳定性良好。     

Processing of N-terminal unnatural amino acids in recombinant human interferon-beta in Escherichia coli

Incorporation of unnatural amino acids into recombinant proteins represents a powerful tool for protein engineering and protein therapeutic development. While the processing of the N-terminal methionine (Met) residues in proteins is well studied, the processing of unnatural amino acids used for replacing the N-terminal Met remains largely unknown. Here we report the effects of the penultimate residue (the residue after the initiator Met) on the processing of two unnatural amino acids, L-azidohomoalanine (AHA) and L-homopropargylglycine (HPG), at the N terminus of recombinant human interferon-beta in E. coli. We have identified specific amino acids at the penultimate position that can be used to efficiently retain or remove N-terminal AHA or HPG. Retention of N-terminal AHA or HPG can be achieved by choosing amino acids with large side chains (such as Gln, Glu, and His) at the penultimate position, while Ala can be selected for the removal of N-terminal AHA or HPG. Incomplete processing of N-terminal AHA and HPG (in terms of both deformylation and cleavage) was observed with Gly or Ser at the penultimate position.     

重组人干扰素βSer~(17)的结构及活性分析

目的分析大肠杆菌表达的重组人干扰素βSer17(rhIFN-Ser17)的分子结构及其生物学活性。方法通过West-ernblot、氨基酸末端测序、质谱及生物学活性分析等,对大肠杆菌表达的rhIFN-Ser17分子进行鉴定。结果大肠杆菌表达的rhIFN-βSer17的N末端20个氨基酸及C端2个氨基酸序列与文献报道一致,产物的相对分子质量为19877·9,比活性超过2×107IU/mg蛋白。结论大肠杆菌表达的rhIFN-βSer17分子结构与理论推测值完全一致。     

应用pCYB1载体表达胰高血糖素

目的 研制基因工程胰高血糖素。方法 利用pCYB1表达载体,亚克隆胰高血糖素基因后转化于BL21（DE3）菌种,并对阳性克隆的质粒进行DNA测序。检测不同条件下,IPTG诱导胰高血糖素-intein-几丁质结合结构域（CBD）组成的融合蛋白表达量,确定工程菌表达最适条件。利用几丁质结合柱进行亲和层析,在DTT作用下由intein在柱上进行自我切割,纯化胰高血糖素。SDS-PAGE检测融合蛋白表达量,SDS-PAGE在Tris-Tricine缓冲系统中电泳检测纯度,Lowry法检测蛋白质含量,Western blot检测免疫原性,升血糖实验检测活性并进行 N-末端测序。结果DNA测序显示表达产物基因序列正确,纯化胰高血糖素具有免疫原性和生物学活性,N-端15个氨基酸与天然产品相同,电泳呈单一谱带,产率为1.25mg/L。结论 获得分泌胰高血糖素基因工程菌,适于快速大规模生产。     

HCV核心抗原N-端片段生物素化表达质粒的构建及表达

目的构建HCV核心(C)抗原N-端1～130aa片段的生物素化表达质粒,并在大肠杆菌中进行表达。方法PCR扩增HCV C抗原N-端1～130aa片段的编码基因,拼接上生物素-蛋白连接酶底物肽序列(BSP),构建重组原核表达质粒pGEX4T-1-CN130BSP,转化大肠杆菌Rosetta,IPTG诱导表达。表达产物经SDS-PAGE后,电转至硝酸纤维素膜上,以抗HCVC抗原的单克隆抗体和辣根过氧化物酶标记的亲和素对表达产物进行分析。结果PCR扩增出约466bp的目的基因片段;质粒pGEX4T-1-CN130BSP经PCR及双酶切鉴定,与预期结果一致,测序鉴定基因无突变;SDS-PAGE显示表达产物相对分子质量约为42000,22℃诱导16h可溶性表达产物含量较高;表达的重组蛋白可被抗HCV C抗原的单克隆抗体所识别,并能特异性结合辣根过氧化物酶标记的亲和素。结论已成功构建了HCV C抗原N-端1～130aa片段生物素化表达质粒,并表达出带生物素标签的GST融合蛋白,为进一步研制HCV双抗原夹心检测试剂奠定了基础。     

Fouling behavior of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) ultrafiltration membrane by polyvinyl alcohol (PVA) and chemical cleaning method

Severe fouling to poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane is usually caused as filtrating the papermaking wastewater in the ultrafiltration (UF) process. In the paper, fouling behavior and mechanism were investigated, and the low-concentration polyvinyl alcohol (PVA) contained in the sedimentation tank wastewater was found as the main foulant. Consequently, the corresponding cleaning approach was proposed. The experiment and modeling results elaborated that the fouling mode developed from pore blockage to cake layer along with filtration time. Chemical cleaning conditions including the composition and concentration of reagents, cleaning duration and trans-membrane pressure were investigated for their effect on cleaning efficiency. Pure water flux was recovered by over 95% after cleaning the PVDF membrane using the optimal conditions 0.5 wt% NaClO (as oxidant) and 0.1 wt% sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS, as surfactant) at 0.04 MPa for 100 min. In the chemical cleaning method, hypochlorite (ClO^-) could first chain-scissor PVA macromolecules to small molecules and SDBS could wrap the fragments in micelles, so that the foulants were removed from the pores and surface of membrane. After eight cycling tests, pure water flux recovery maintained above 95% and the reused membrane was found intact without defects.