抗体药物分离纯化中的层析技术及进展

抗体,特别是单克隆抗体是一类重要的生物技术药物,具有巨大的市场前景。目前抗体药物生产的瓶颈已由抗体表达转移到抗体的分离纯化中,其中层析是最关键的技术。典型的抗体纯化过程首先通过蛋白A亲和层析对抗体进行捕获,然后进一步精制,主要方法包括离子交换层析、疏水相互作用层析以及羟基磷灰石层析等,这些传统的层析方法不可避免存在一定的局限性。为此,研究者致力于开发合适的新方法,如疏水性电荷诱导层析和短肽仿生层析等,很好地弥补了传统层析方法的不足。本文根据近年来国内外在单抗药物分离纯化方面所取得的研究进展,着重介绍了在单抗分离纯化中的常用的层析技术及研究进展。     

抗体药物分离纯化中的层析技术及进展

抗体,特别是单克隆抗体是一类重要的生物技术药物,具有巨大的市场前景。目前抗体药物生产的瓶颈已由抗体表达转移到抗体的分离纯化中,其中层析是最关键的技术。典型的抗体纯化过程首先通过蛋白A亲和层析对抗体进行捕获,然后进一步精制,主要方法包括离子交换层析、疏水相互作用层析以及羟基磷灰石层析等,这些传统的层析方法不可避免存在一定的局限性。为此,研究者致力于开发合适的新方法,如疏水性电荷诱导层析和短肽仿生层析等,很好地弥补了传统层析方法的不足。本文根据近年来国内外在单抗药物分离纯化方面所取得的研究进展,着重介绍了在单抗分离纯化中的常用的层析技术及研究进展。     

疏水作用层析在重组大肠杆菌表达的rProEMAPⅡ/P43蛋白纯化中的作用

目的建立rProEMAPⅡ/P43蛋白的纯化工艺,明确疏水作用层析(HIC)在纯化中的作用。方法采用由疏水作用层析、离子交换层析、亲和肝素层析组成的工艺对rProEMAPⅡ/P43蛋白进行纯化,并与由离子交换层析和亲和肝素层析组成的工艺相比较,分别进行总蛋白含量测定、SDS-PAGE分析目的蛋白含量及纯度检测。结果在pH为7·4~7·5时,采用HIC方法纯化的蛋白较不采用HIC法回收率提高了28·4%,纯化后rProEMAPⅡ/P43蛋白纯度为92%。结论在rProEMAPⅡ/P43蛋白纯化过程中增加疏水作用层析,可以提高rProEMAPⅡ/P43蛋白收率。     

一种表达于大肠杆菌体内的重组蛋白质药物下游纯化过程的研究

叙述了一种表达于大肠杆菌中的重组蛋白质药物的下游纯化工艺研究过程。新工艺采用离子交换层析联合疏水层析进行纯化,与传统的工艺相比,降低了生产成本,缩短了批生产时间,更有利于对该重组蛋白质药物进行大规模生产。     

微生物酶分离纯化研究进展

在对常规的微生物酶分离纯化方法如沉淀法、疏水层析、凝胶过滤、离子交换层析及亲和层析等的特点、原理及应用进行介绍的基础上,概述了膜处理技术、免疫纯化技术、双水相体系萃取等新颖微生物酶分离纯化技术。指出常规方法和新颖方法的结合为微生物酶带来了高效的分离纯化效果,开发先进、灵活的蛋白质化学技术分离纯化天然酶、重组酶、人工模拟酶及杂合酶势在必行。     

液固层析辅助蛋白质从变性态恢复到活性态

层析是化工中分离纯化一些价格昂贵的精细化工产品的常用手段,而液固层析因其温和、快捷、高效等优点已经成为蛋白质纯化过程中必不可少的工具.近年来层析技术的一个拓展是用于辅助蛋白质从变性态恢复到活性态,即所谓的复性,取得了令人瞩目的进展.液固层析辅助蛋白质复性可在高蛋白浓度下操作,适用于大规模生产,同时还能使目标蛋白得到部分纯化.对近年来发展的利用液固层析辅助蛋白质复性的方法做了归纳,包括凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水相互作用层析、亲和层析和固定化的折叠催化剂及人工分子伴侣辅助蛋白质复性的方法,并对各自的优缺点和适用范围进行了比较分析.     

重组人生长激素的分离纯化及其结构确证

目的对重组人生长激素(recombinant human growth hormone,rh GH)进行分离纯化,并进行结构确证。方法取rh GH工程菌菌体,进行初步纯化(低渗抽提法、盐析法)及层析纯化(Sephadex G-25分子排阻层析、DEAESephadex.F.F离子交换层析、Phenyl-Sepharose.F.F疏水层析、Phenyl S-100HR分子排阻层析),收集纯化产物,进行15%SDS-PAGE分析、相关蛋白含量检测、高分子蛋白含量检测,并进行分子量检测、氨基酸组成分析、N-末端氨基酸序列分析、C-末端氨基酸序列分析和等电聚焦电泳。结果纯化产物的相对分子质量22 125,纯度可达99.5%以上,rh GH蛋白总收率为13.36%,相关蛋白含量为1.55%,高分子蛋白含量低于0.1%;相对分子质量、氨基酸组成、N-末端氨基酸序列、C-末端氨基酸序列及等电点等均与rh GH国际标准品一致。结论纯化后获得了高纯度的rh GH蛋白,该纯化工艺简单、高效,为本产品的工业化生产奠定了基础。     

用盐析与疏水层析相偶合快速分离提纯猪胰激肽释放酶

将疏水层析技术用于从猪胰脏中分离纯化激肽释放酶,建立了一种简便、快速的分离提纯方法：将粗品溶解后经过硫酸铵沉淀处理,然后经过Butyl Sepharose FF疏水层析后得到目标蛋白,分析其纯度大于500U／mg,盐析和疏水两步纯化的收率大于85．0％,同时比较了Phenyl Sepharose FF,Octyl Sepharose FF和Butyl Sepharose FF三种疏水介质分离纯化胰K的效果,本实验工艺与传统工艺相比,具有操作简单、快速、回收率和纯化倍数高等优点,有望成为一种从动物组织中快速分离纯化药用蛋白质的有效技术平台。     

人血小板衍生生长因子-BB在酿酒酵母中的表达及纯化工艺的建立

目的建立重组人血小板衍生生长因子-BB(hPDGF-BB)在酿酒酵母中的表达及纯化工艺。方法在5L发酵罐中,探讨接种量、溶氧、诱导温度和诱导pH值对菌体密度及目的蛋白表达量的影响,并通过离子交换层析和凝胶过滤层析对目的蛋白进行纯化。结果重组hPDGF-BB工程菌在5L发酵罐分批补料培养中,经84h发酵,细胞A600值可达65.1,目的蛋白表达量占26%。纯化后的蛋白纯度可达95%,产量为15.4mg/L,收率为21.9%。结论已建立了周期短、产率高的hPDGF-BB发酵及纯化工艺,为其大规模生产奠定了基础。     

中空纤维超滤和疏水层析大规模纯化质粒DNA

目的建立适合大规模纯化质粒DNA的工艺。方法采用碱裂解、中空纤维超滤浓缩、疏水层析、分子筛等分离技术纯化质粒DNA。结果纯化后的质粒DNA纯度达95%以上,整个工艺流程总产率为58%,各项指标均符合药用质粒DNA质量标准。结论此纯化工艺简便,产率较高,为DNA疫苗大规模纯化奠定了基础。     

重组铜绿假单胞菌外毒素A工程菌发酵及表达产物的纯化

目的建立稳定、高效表达重组铜绿假单胞菌外毒素A(rEPA)的工程菌发酵及表达产物纯化工艺。方法规模化发酵表达rEPA的重组大肠杆菌rPE553D,离心收集菌体,渗透压调解使菌体周质间隙蛋白释放后,高速离心收集蛋白溶液。经DEAESepharoseFF、PhenylSepharose6FF疏水层析和SOURCE30Q强离子交换层析,超滤浓缩纯化rEPA。用HPLC、SDS-PAGE和Westernblot等方法检定生化和免疫学特性,并用小鼠和Vero细胞检定毒性。结果每55L培养基中rEPA产量超过4g,纯度在95%以上,细胞毒性降低了至少32000倍。其余各项指标均符合《中国生物制品规程》要求。结论已建立了收率高、纯度好、稳定、适合规模化生产rEPA的工艺。     

免疫毒素ScFv(anti HER2)-PE38的复性与纯化

目的建立免疫毒素ScFv(anti HER2)-PE38的分离纯化工艺。方法免疫毒素ScFv(anti HER2)-PE38变性后,进行金属螯合柱层析复性和纯化,再用分子筛层析进行精纯,SDS-PAGE分析纯化产物。结果包涵体形式存在的免疫毒素ScFv(anti HER2)-PE38以8 mol/L尿素溶解效果较好;当复性梯度为稀释液从0到100%,共用时150 min,流速为2 ml/min时,复性效果较好,复性后的目的蛋白纯度可达95%以上;以凝胶柱Superdex 200进行分子筛层析效果较好,纯化产物的纯度可达98%以上。结论已建立了免疫毒素ScFv(anti HER2)-PE38的分离纯化工艺,为进一步的研究奠定了基础。     

长岛刺参多糖的提取精制及基本性质

研究了长岛刺参多糖的提取纯化以及基本性质。100 g冻煮刺参酶解后,乙醇沉淀提取、凝胶分离纯化,可得纯化刺参多糖90 mg。研究表明,长岛刺参多糖含有硫酸基,为硫酸黏多糖;刺参多糖中多糖质量分数为69.99%。水解纸层析图谱显示,刺参多糖中含有岩藻糖、氨基半乳糖和葡萄糖醛酸等。     

9V型肺炎球菌多糖蛋白结合物中游离多糖去除方法的筛选及优化

目的 筛选一种有效去除9V型肺炎球菌(Pn9V)多糖蛋白结合物中游离多糖的方法,并进行工艺优化及稳定性验证,以期用于多价肺炎结合疫苗的制备。方法 制备Pn9V-CRM₁₉₇结合物,分别采用分子筛(Sepharose 4FF)、离子交换层析(DEAE Sepharose FF)、疏水层析(GP-Butyl)及硫酸铵(ammonium sulfate,AS)盐析法去除结合物中的游离多糖,通过比较游离多糖百分比、多糖回收率及蛋白回收率筛选最适方法,并对确定的方法进行工艺优化。连续制备3批结合物,验证工艺的稳定性。结果 疏水层析和离子交换层析均可将Pn9V-CRM197结合物的游离多糖降至5%以下,疏水层析多糖及蛋白回收率(34.7%和50.1%)高于离子交换层析(16.2%和25.7%),选择疏水层析去除结合物中的游离多糖。优化的工艺为1.1 mol/L AS上样,注射用水洗脱,层析载量为1.81 mg蛋白/mL填料。连续制备的3批结合物游离多糖去除率、多糖回收率及蛋白回收率良好,且批间一致性高;2～8℃放置6个月,结合物稳定性良好,(25±2)℃放置6个月,游离多糖百...     

HIV-1gp140蛋白不同聚合体的纯化

目的对HIV-1 CN54膜蛋白gp140的不同聚合体进行纯化。方法将在哺乳动物细胞Free Style 293F中表达的gp140蛋白经过糖基化亲和层析、阴离子交换层析和凝胶排阻层析3种纯化方法进行分离,并对该纯化方法进行优化。采用ELISA方法检测不同结构抗原与广谱中和抗体的特异性反应。结果选择lentil lectin填料进行糖基化亲和层析,纯化的gp140蛋白为4.56 mg/L,得率为89.9%;选择弱阴离子填料DEAE用于阴离子交换层析,纯化的gp140蛋白为3.87 mg/L,得率为84.8%;凝胶排阻层析纯化获得了gp140蛋白的多聚体、三聚体+二聚体以及单体3种结构。不同结构的gp140蛋白可与CD4结合位点的广谱中和抗体VRC01以及结构依赖性的V3区特异性广谱中和抗体反应,具有较好的特异性,且不同聚合体在V3区结构依赖性抗体2G12的结合抗体反应上会存在一定差异。结论成功建立了HIV-1 gp140蛋白不同聚合体纯化的方法,该方法对于其他相似蛋白的纯化具有参考作用;不同结构的gp140蛋白的分离为进一步研究其免疫原性奠定了基础。     

应用复合纯化介质Capto Core700纯化狂犬病疫苗

目的应用复合凝胶Capto Core700作为纯化介质去除狂犬病疫苗中的Vero细胞宿主蛋白和宿主细胞DNA等杂质。方法将Vero细胞接种至微载体,在celligen plus生物反应器中培养,按MOI=0.002接种狂犬病病毒,连续制备10批狂犬病疫苗原液。经过滤及浓缩后加入β-丙内酯,于2~8℃灭活24 h,获得病毒灭活液。上样至装载复合凝胶Capto Core700的纯化柱进行层析纯化,并按《中国药典》三部(2015版)的方法检测宿主细胞蛋白去除率、宿主细胞DNA去除率、狂犬病病毒糖蛋白回收率及总蛋白去除率。同时与传统Sepharose系列凝胶纯化方法进行比较。结果 10批疫苗纯化液的宿主细胞蛋白去除率为58.3%~63.2%,宿主细胞DNA去除率均90%,糖蛋白回收率范围为52.3%~74.5%,蛋白去除率范围为7.22%~11.76%。与传统Sepharose系列凝胶纯化方法比较,差异较小,且Capto Core700的上样量为3倍柱体积,高于Sepharose凝胶(15%)。结论 Capto Core700凝胶可有效去除狂犬病疫苗中的杂质,缩短了纯化工艺时间。     

无细胞百日咳疫苗纯化新工艺的建立

目的建立适合大规模生产的无细胞百日咳疫苗(Acellular pertussis vaccine,APV)纯化新工艺,使疫苗主要成分的比例稳定可控。方法复苏百日咳菌种并传代培养,在大罐发酵培养收获前,调整菌液的pH值至弱酸性,再通过离心获得上清液,经超滤浓缩和脱盐处理,使用阳离子交换层析进行目的组分的分离纯化,纯化产物经SDS-PAGE分离并经Western blot鉴定,确定最佳纯化条件。用建立的层析纯化新工艺连续纯化3批APV,检测各项指标,验证该工艺的重复性。结果收获前菌液pH值调至5.8～6.0,可使疫苗主要保护抗原在上清液中的含量明显提高;采用强阳离子交换层析的方法,从目的蛋白的捕获到多组分的分离提纯可一步完成,各目的蛋白组分的纯度均可达85%以上,回收率可达90%以上;建立的纯化新工艺具有良好的重复性。结论初步建立了可线性放大、适合APV大规模生产的层析纯化新工艺,为疫苗质量标准的提高奠定了基础。     

低浓度单顾隆抗体的分离纯化

目的 从杂交瘤细胞的培养上肖中纯化低浓度单克隆抗体。方法 采用离子交换层析与凝胶过滤相结合进行分离纯化。结果 纯化IgG抗体纯度＞90％,总回收率为34％。结论 除了杂蛋白的等电点与目的蛋白相近的情况外,这种方法可应用于低浓度蛋白的分离纯化。     

减少重组蛋白TP25在Protein L层析中形成多聚体方法的建立

目的建立减少重组蛋白TP25在Protein L层析中形成多聚体的方法。方法通过在Protein L层析纯化重组蛋白TP25使用的洗脱缓冲液中添加半胱氨酸(L-cysteine,Cys)等保护剂,并采用碱性溶液中和洗脱液的方法优化多聚体去除条件,经非还原SDS-PAGE检测纯化过程中目的蛋白多聚体的变化情况,葡聚糖凝胶Sephadex G25层析去除洗脱液中Cys。结果去除Protein L层析形成多聚体的最适条件为:用含Cys终浓度为100 mmol/L的20 mmol/L柠檬酸溶液进行直接洗脱,并经0. 5 mmol/L的NaOH溶液中和。该条件下纯化的目的蛋白纯度可达95%以上,且多聚体含量大幅减少。葡聚糖凝胶Sephadex G25可有效去除半胱氨酸。结论在洗脱液中添加Cys可有效减少重组蛋白TP25在Protein L层析纯化过程中多聚体的形成。     

重组人睫状神经营养因子的纯化

目的纯化重组人睫状神经营养因子(rhCNTF)。方法破菌液上清经硫酸铵分级沉淀和G-25脱盐后,用QSepharose FF阴离子交换层析初纯,再经Superdex 75 prepgrade凝胶过滤精制,并对纯化产物进行各项检测。结果纯化的rhC-NTF纯度达95%以上,蛋白浓度约为2mg/ml,收率约30%,相对分子质量21600,等电点为6.15,与理论值相符合。Western blot检测证明纯化蛋白能够与特异性抗体结合,并能够明显刺激鸡胚背根神经节突触生长。结论采用盐析、离子交换、凝胶过滤等方法有机组合,成功分离纯化了rhCNTF蛋白。