CN101736062B - 一种重组猪α干扰素标准品的制备方法 - Google Patents

一种重组猪α干扰素标准品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重组猪α干扰素标准品的制备方法,将重组猪α型干扰素的重组菌进行发酵、诱导表达并提取总蛋白,用两步法纯化后得到标准品。本发明制备的重组猪α型干扰素生物学活性参考标准品可用于重组猪α型干扰素特性鉴别和效价测定,以此为标准可使不同批次及同一批次不同次测定的重组猪α型干扰素效价结果更为可信。

Description

一种重组猪α干扰素标准品的制备方法
技术领域
本发明涉及一种标准品的制备方法,具体是一种重组猪α干扰素标准品的制备方法。
背景技术
畜牧业是我国国民经济重要支柱产业之一,养殖方式从传统的粗放经营向高密度、集约化养殖高速发展。但是伴随高密度、集约化的养殖高速发展,病毒性疾病已经成为限制畜禽产业快速发展的第一大障碍。据不完全统计,我国每年因各种病毒性疾病引起畜禽死亡率高达15%-20%,经济损失达数十亿元。与此同时,我国加入WTO后,市场对畜禽产品的需求逐渐从数量型转向质量型,对畜禽产品的质量要求达到前所未有的程度,因畜禽病害、药物残留、以及不符合卫生标准的畜禽类食品不仅影响我国畜牧业发展、产品出口创汇,甚至威胁到人的身体健康。
猪病毒性疾病是当前严重制约猪养殖业健康发展的主要传染病。全年均有发生,如猪病毒性腹泻、流行性感冒等。这些动物一旦感染发病,则有起病急,临床症状严重,极易传播扩散,以及病死率和死亡率均较高的特点,给养殖业造成巨大经济损失;更为重要的是,猪与人类密切接触,某些人畜共患病还给人类健康带来潜在威胁。
干扰素(interferon,IFN)是病毒感染诱导机体产生的一种具有广谱抗病毒、抗肿瘤和具有免疫调节作用的蛋白质,于1957年Issacs和Lindeman首先发现,它是一类多功能的细胞因子,与细胞受体结合后,可诱导机体产生特异的蛋白质和酶类,主要通过抑制病毒基因转录和降解病毒RNA来抑制病毒的生长繁殖及发挥抗肿瘤的活性。按照干扰素的产生细胞、生化特征及在机体免疫方面所发挥的作用不同,分为α、β、γ三类,其中α型干扰素在机体内能发挥广谱、高效抗病毒作用机制是抑制病毒蛋白质的合成,并能选择性地作用于受感染细胞,而对正常宿主细胞无作用或作用微弱,在临床上得到广泛的应用。
由于干扰素具有良好的抗病毒、抗肿瘤及免疫调节功能,而对正常宿主细胞无影响,因此被认为是当今应用前景最为广阔的生物制剂之一。为了有效预防和控制人畜共患病,减少病毒性疾病对养猪业带来的损失,本实验室已经构建了可高效表达具有生物学活性的重组猪α干扰素(rpoIFN-α)的重组菌。
对于生物制品来说,其质量评价的有效性指标多采用生物学方法,如动物法和细胞法等进行检测。这些方法本身变异性较大,因此标准品是生产中必不可少的组成部分,在生物制品标准化、质量控制和效力评价中标准品是药品质量评价的标尺,起着非常重要的作用。然而目前国际国内均没有rpoIFN-α的标准品,这给实际研究工作带来很多不便。
发明内容
本发明提供了一种重组猪α干扰素标准品的制备方法,所制备的重组猪α干扰素标准品纯度高,对胰蛋白酶极为敏感,对酸稳定,可用于重组猪α型干扰素特性鉴别和效价测定。
本发明的技术方案为:
一种重组猪α干扰素标准品的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、重组猪α型干扰素工程菌的发酵及蛋白提取:
将重组猪α型干扰素工程菌接种于含有氨苄青霉素的固体LB培养基上,保持温度为35-38℃,培养过夜;
重组猪α型干扰素工程菌表达质粒为pET-32(a),装入猪α干扰素基因;基因工程宿主菌为大肠杆菌BL21(DE3);序列是:
TGAAAGTGAAAAGAAGCATGACGGCAAGTGGACGATTGGAATTCATGTGTGACCTGCCTCAGACCCACAGCCTGGCTCACACCAGGGCCCTGAGGCTCCTGGCACAAATGAGGAGAATCTCTCCCTTCTCCTGCCTGGACCACAGAAGGGACTTTGGATCCCCTCATGAGGCTTTTGGGGGCAACCAGGTCCAGAAGGCTCAAGCCATGGCTCTGGTGCATGAGATGCTCCAGCAGACCTTCCAGCTCTTCAGCACAGAGGGCTCGGCTGCTGCCTGGGATGAGAGCCTCCTGCACCAGTTCTGCACTGGACTGGATCAGCAGCTCAGGGACCTGGAAGCCTGTGTCATGCAGGAGGCGGGGCTGGAAGGGACGCCCCTGCTGGAGGAGGACTCCATCCTGGCTGTGAGGAAATACTTCCACAGACTCACCCTCTATCTGCAAGAGAAGAGCTACAGCCCCTGTGCCTGGGAGATCGTCAGGGCAGAAGTCATGAGAGTCTTCTCTTCCTCCACAAGCCTGCAAGACAGACTCAGGAAGAAGGAGTGAAAGCTTAATCTCCAGAGGATCGCCGGGAACCGAGGACGAGTTCGTAATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACATACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCTGCATTAATGAAATCGGCCCAACGCGCGGGGGAGAGGGCGGTTTTGCGTATTTGAGCGCTCTTTCCCGCTTCCCTTCGCTTCACTGACTTCGGCTGCCGGCTT
然后将培养得到的阳性克隆菌接种至含有氨苄青霉素的固体LB培养基上,摇床振荡培养,培养温度为35-38℃,时间为17-20小时;
将摇床振荡培养得到的菌液接种至LB培养基中再次进行摇床振荡培养,菌种与LB培养基的体积比为1∶80-100,培养温度为35-38℃,时间为17-20小时;
将再次进行摇床振荡后得到菌种接种至含有LB培养基的发酵罐内进行发酵,发酵罐内的溶氧量为25-35%,温度为35-38℃,PH值为7-8;
对发酵后的菌种进行检测,当OD600达到0.6-0.8时,在菌种中加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷进行诱导,温度为30-35℃,时间为5小时;
将诱导后的菌种进行离心、缓冲液重悬、细胞破碎,再次离心取上清液,即重组猪α型干扰素;
(2)、重组猪α型干扰素的纯化:
亲和层析纯化:将重组猪α型干扰素经过层析柱上样、洗杂,梯度洗脱,收集洗脱后的蛋白吸收峰;
分子筛层析纯化:将洗脱后的蛋白吸收峰经分子筛层析柱上样,洗脱,收集洗脱后的蛋白吸收峰,即重组猪α干扰素标准品;
所述的重组猪α干扰素标准品的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
(1)、重组猪α型干扰素工程菌的发酵及蛋白提取:
将重组猪α型干扰素工程菌种于含有氨苄青霉素的固体LB培养基上,37℃培养过夜;
然后将培养得到的阳性克隆接种至3ml含有氨苄青霉素的LB培养基中,37℃摇床震荡培养18h,转速为220r/min;
非阳性克隆菌不能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长,只有阳性克隆菌能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长;
将摇床振荡培养得到的菌液接种至200ml LB培养基中置37℃摇床,转速为220r/min,震荡培养18h,作为发酵种子,菌液与LB培养基的体积比为1∶100。
将再次进行摇床振荡后得到菌种接种至含有LB培养基的发酵罐内进行发酵,设置温度为37℃、溶氧为30%、转速为270r/min、pH为7.4,菌种与LB培养基的体积比为1∶100;
当OD600达到0.6-0.8时,在菌种中加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷至终浓度为1mmol/L进行诱导,调温度至32℃,诱导表达5h;
诱导结束后收集发酵液,清洗罐体;
将发酵液4℃条件下4000r/min离心10min,收集菌体,用200ml磷酸缓冲液重悬;然后将重悬后菌液在1000bar压力下高压细胞破碎、4℃条件下12000r/min离心10min,收集上清。
(2)、重组猪α型干扰素的纯化:
亲和层析纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和层析柱;
平衡:用3-5个柱体积的Binding Buffer 1平衡层析柱;
上样:将用0.22μm孔径滤膜过滤处理过的样品过层析柱;
洗杂:用2个柱体积以上的Binding Buffer 1溶液过层析柱,该溶液组成为:20mM Na2HPO4,0.5M NaCl,调节pH至7.4,洗去未与层析柱结合的杂蛋白,直到检测不到蛋白吸收峰;
洗脱:用Elution Buffer,该溶液组成为:20mM Na2HPO4,0.5M NaCl 0.5M咪唑,pH7.4,梯度洗脱,之后继续100%梯度洗脱20ml;收集:洗脱过程中用自动收集器收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗层析柱;
保存:用20%乙醇过层析柱;
分子筛层析进一步纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和分子筛层析柱;
平衡:用2-3个柱体积的Binding Buffer 2,该溶液组成为:50mM Na2HPO4,0.15M NaCl,调节pH至7.0,平衡分子筛层析柱;上样:4℃条件下将上述亲和层析收集的样品12000r/min离心10min,按柱体积的1%上样通过层析柱;
洗脱:用Binding Buffer 2洗脱;
收集:洗脱过程中收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗柱子;
保存:用20%乙醇过柱。
重组猪α型干扰素标准品鉴定方案如下:
1)SDS-PAGE和HPLC鉴定在95%以上;
2)N端氨基酸测序使用Edman降解法,在测序之前先用肠激酶将重组干扰素酶切,再电泳并转到PVDF膜上,立春红染色后将干扰素部分的蛋白条带剪下进行测序,N-末端氨基酸序列从第十个氨基酸开始为CDLPQTHSLAHTRALR;
3)在Hep-2/VSV系统上以北京生物制品所制备的重组人α型干扰素(rhIFN-α)国家标准品对其效价经行标定,其效价为≥1.0×104~1.0×105IU/ml;4)Lowry法检测蛋白浓度,其蛋白含量为0.4mg/ml。
重组猪α型干扰素标准品其理化特征是:猪α干扰素单克隆抗体可中和重组猪α干扰素标准品的生物学活性,证明该重组蛋白确实为猪α干扰素;对胰蛋白酶极为敏感,但对酸和热较为稳定,在56℃保温1h,活性仍保留在50%。
本发明制备的制备的重组猪α型干扰素生物学活性标准品效价为≥1.0×104-1.0×105IU/ml;SDS-PAGE纯度≥95%;HPLC纯度为≥95%;相对分子量为35KD±5%;N-末端氨基酸序列从第十个氨基酸开始为CDLPQTHSLAHTRALR;猪α干扰素单克隆抗体可中和重组猪α干扰素标准品生物学活性,证明该重组蛋白确实为猪α干扰素;对胰蛋白酶极为敏感,但对酸(pH2.0)和56℃30min非常稳定,在56℃保温1h,活性仍保存在50%左右,主要理化性质与北京生物制品所研制的重组人干扰素α2b标准品类似。可用作重组猪α型干扰素效价测定的参考标准。
具体实施方式
重组猪α干扰素标准品的制备方法:
1、重组猪α型干扰素工程菌的发酵及蛋白提取:
将重组猪α型干扰素工程菌种于含有氨苄青霉素的固体LB培养基上,37℃培养过夜;
重组猪α型干扰素工程菌表达质粒为pET-32(a),装入猪α干扰素基因;基因工程宿主菌为大肠杆菌BL21(DE3);序列是:
TGAAAGTGAAAAGAAGCATGACGGCAAGTGGACGATTGGAATTCATGTGTGACCTGCCTCAGACCCACAGCCTGGCTCACACCAGGGCCCTGAGGCTCCTGGCACAAATGAGGAGAATCTCTCCCTTCTCCTGCCTGGACCACAGAAGGGACTTTGGATCCCCTCATGAGGCTTTTGGGGGCAACCAGGTCCAGAAGGCTCAAGCCATGGCTCTGGTGCATGAGATGCTCCAGCAGACCTTCCAGCTCTTCAGCACAGAGGGCTCGGCTGCTGCCTGGGATGAGAGCCTCCTGCACCAGTTCTGCACTGGACTGGATCAGCAGCTCAGGGACCTGGAAGCCTGTGTCATGCAGGAGGCGGGGCTGGAAGGGACGCCCCTGCTGGAGGAGGACTCCATCCTGGCTGTGAGGAAATACTTCCACAGACTCACCCTCTATCTGCAAGAGAAGAGCTACAGCCCCTGTGCCTGGGAGATCGTCAGGGCAGAAGTCATGAGAGTCTTCTCTTCCTCCACAAGCCTGCAAGACAGACTCAGGAAGAAGGAGTGAAAGCTTAATCTCCAGAGGATCGCCGGGAACCGAGGACGAGTTCGTAATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACATACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCTGCATTAATGAAATCGGCCCAACGCGCGGGGGAGAGGGCGGTTTTGCGTATTTGAGCGCTCTTTCCCGCTTCCCTTCGCTTCACTGACTTCGGCTGCCGGCTT
然后将培养得到的阳性克隆接种至3ml含有氨苄青霉素的LB培养基中,37℃摇床震荡培养18h,转速为220r/min;
非阳性克隆菌不能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长,只有阳性克隆菌能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长。LB培养基是一种用于培养基因工程受体菌(大肠杆菌)的常用培养基。LB解释为Luria-Bertani培养基,应用最广泛和最普通的细菌基础培养基,有时又称为普通培养基。它含有酵母提取物、蛋白胨和NaCl。
将摇床振荡培养得到的菌液接种至200ml LB培养基中置37℃摇床,转速为220r/min,震荡培养18h,作为发酵种子,菌液与LB培养基的体积比为1∶100。
将再次进行摇床振荡后得到菌种接种至含有LB培养基的发酵罐内进行发酵,设置温度为37℃、溶氧为30%、转速为270r/min、pH为7.4,菌种与LB培养基的体积比为1∶100;
当OD600达到0.6-0.8时,在菌种中加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷至终浓度为1mmol/L进行诱导,调温度至32℃,诱导表达5h;
诱导结束后收集发酵液,清洗罐体;
将发酵液4℃条件下4000r/min离心10min,收集菌体,用200ml磷酸缓冲液重悬;然后将重悬后菌液在1000bar压力下高压细胞破碎、4℃条件下12000r/min离心10min,收集上清。
2、重组猪α型干扰素的纯化:
(1)、亲和层析纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和层析柱,流速为5ml/min;
平衡:用3-5个柱体积的Binding Buffer 1平衡层析柱,流速为2ml/min;
上样:将用0.22μm孔径滤膜过滤处理过的样品过层析柱,流速为1ml/min;
洗杂:用2个柱体积以上的Binding Buffer 1(20mM Na2HPO4(3.5814),0.5M NaCl(14.61),pH7.4)过层析柱,洗去未与层析柱结合的杂蛋白,直到检测不到蛋白吸收峰,流速1ml/min;
洗脱:用Elution Buffer(20mM Na2HPO4(3.5814),0.5M NaCl(14.61)0.5M咪唑(17.02),pH7.4)梯度洗脱,0%-100%40ml,之后继续100%梯度洗脱20ml,流速1ml/min;
收集:洗脱过程中用自动收集器收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗层析柱,流速为5ml/min;
保存:用20%乙醇过层析柱,流速为5ml/min;
(2)、分子筛层析进一步纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和分子筛层析柱,流速为0.5ml/min;
平衡:用2-3个柱体积的Binding Buffer 2(50mM Na2HPO4(8.908),0.15M NaCl(4.383),pH7.0)平衡分子筛层析柱,流速为0.5ml/min;
上样:4℃条件下将上述亲和层析收集的样品12000r/min离心10min,按柱体积的1%上样通过层析柱,流速为0.5ml/min;
洗脱:用Binding Buffer 2以0.5ml/min的流速洗脱;
收集:洗脱过程中收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗柱子,流速0.5ml/min;
保存:用20%乙醇过柱,流速为0.5ml/min。
3、蛋白质含量测定:
对上述纯化前后的猪α干扰素样品用Lowry法检测蛋白浓度,其蛋白含量为0.4mg/ml。
4、SDS-PAGE进行纯度鉴定:
对蛋白表达条件优化及工程菌发酵得到的蛋白样品进行SDS-PAGE鉴定纯度及分子量:
按照分子克隆试验指南进行制备5%的浓缩胶和的12%分离胶;
灌胶:按照仪器使用说明安装好垂直板SDS聚丙烯酞胺凝胶电泳装置,迅速在两层玻璃板间灌入分离胶,并在胶面上用少量蒸馏水覆盖;待分离胶完全聚合后,倒出表面的蒸馏水,以少量1×SDS-PAGE缓冲液(25mmol Tris-Cl pH8.0,250mmol甘氨酸,0.1%SDS)冲洗表面。以滤纸吸去凝胶表面液体,迅速加入适量浓缩胶并插入梳齿,室温静置,待浓缩胶聚合完全后拔出梳齿;
上样:以10μl低分子量蛋白标准作为电泳分子量指示,取样品10μl与等体积上样缓冲液混合(4%SDS,20%甘油,10%β-琉基乙醇,125mmol/L Tris-HClpH6.8,0.1溴酚蓝),100℃煮沸5分钟,短暂离心后以微量加样器依次上样;
电泳:将适量1×SDS-PAGE缓冲液(25mmol Tris-Cl pH8.0,250mmol甘氨酸,0.1%SDS)倒入电泳槽,连接好电源。电泳条件为恒压方式,电压调为8V/cm,待样品进入分离胶后,升至15V/cm,当指示剂抵达分离胶底部时关闭电源;
固定、染色及脱色:取下凝胶,以5倍体积的考马斯亮蓝R-250染色液(0.25g考马斯亮蓝溶解于100ml甲醇/冰醋酸溶液中,甲醇∶水∶冰醋酸=45∶45∶10)浸泡凝胶,室温下缓慢摇动4小时。回收染色液,以脱色液(45%甲醇,10%冰醋酸)浸泡凝胶,缓慢摇动脱色,其间更换脱色液3次,待凝胶背景清晰后,观察结果;
SDS-PAGE鉴定其纯度≥95%。
5、HPLC纯度鉴定
纯化后的rpoIFN-α做HPLC纯度鉴定:
清洗:用双蒸水洗去纯化系统管道中的保存液,再用2-3个柱体积的双蒸水清洗分子筛层析柱,流速为0.5ml/min;
平衡:用2-3个柱体积的0.1%TFA水溶液平衡分子筛层析柱,流速为1ml/min;
上样:将样品脱盐处理后上样50μl;
洗脱:线性梯度洗脱:0-70min 0~70%0.1%TFA乙腈溶液;
洗柱:用双蒸水清洗柱子,流速1ml/min;
保存:用20%乙醇过柱,流速为1ml/min;
结果:经HPLC鉴定纯化后的rpoIFN-α其纯度≥95%。
6、N-端氨基酸序列测定:
N-端氨基酸序列测定的作用是确证纯化的目的蛋白就是重组猪α型干扰素;
酶切:取纯化后的rpoIFN-α200μg,加4单位重组肠激酶,与酶切缓冲液中4℃条件下酶切16小时;
SDS-PAGE电泳:取酶切产物进行SDS-PAGE电泳,上样前先将配置好的聚丙烯酰胺凝胶装到垂直电泳仪上,用50V恒压空跑30min;
转膜:将蛋白电转到PVDF膜上,电转缓冲液用CAPS缓冲液;
立春红染色:将PVDF(聚偏氟乙烯)膜放到立春红染液中染色,待看到蛋白条带后拿出,用水洗去背景颜色;
将目的条带剪下放于Eppendorf管中,-20℃保存,用Edman降解法进行N端氨基酸测序;
N-末端氨基酸序列从第十个氨基酸开始为CDLPQTHSLAHTRALR,确证纯化的目的蛋白就是重组猪α型干扰素。
7、效价滴定
rhIFN-α标准参考品:购自北京中国药品生物制品研究所,干扰素α国家标准品,批号:97/04,下称标化干扰素;
细胞:人喉癌传代细胞(Hep-2)株;
病毒:攻击病毒为水疱性口炎病毒(VSV);
方法:采用微量细胞病变抑制法;
测定干扰素抗病毒活性,以实际测得的效价即干扰素的工作单位表示。工作单位经修正后以国际单位表示,必须有标化国际单位的IFN同时滴定,测定的标化干扰素国际单位除以标化单位即可得到一系数,将此系数乘以工作单位;
Figure G2009101856564D00091
二倍递增系列稀释待检重组猪α干扰素:根据需要横排做:10个稀释度(1∶2.......1∶1024);第11孔为病毒对照;第12孔为细胞对照,若竖排做:为6个稀释度(1∶2......1∶64);第7孔病毒对照,第8孔细胞对照,亦可用四倍递增系列稀释IFN;每个批号IFN需作复孔;标化干扰素以同上方法稀释10孔或6孔。10%牛血清RPMI 1640液作为IFN稀释液,每个稀释度每孔100μl可在96孔板上用100μl加样器直接稀释,最终每孔100μl。病毒对照和细胞对照不加干扰素;
制备Hep-2细胞悬液:Hep-2为处于对数生长期,即传代后18~24h已形成单层,镜下观察时,细胞透亮,立体感强;
用pH7.4PBS洗涤细胞二次,倒去PBS加入3~5mlVTP消化液室温作用3min后→倒去VTP→静透5min→待细胞从玻璃瓶表面滑下,加入10%小牛血清RPMI1640培养液,调整细胞数为1-3×105/ml,每孔100μl与不同稀释度rIFN混合。病毒对照,细胞对照孔均加100μl细胞悬液。混匀后将该96孔板置5%CO237℃孵箱培养16-18h,(IFN在细胞上诱导抗病毒蛋白的时间控制在16-18h若要快速亦不能少于6h);
VSV攻击:IFN与细胞共孵育16-18h后,倒去96孔板的液体加入配制合适浓度的VSV 100μl/孔(预先滴定VSV TCID50,以24h可使Hep-2细胞完全破碎的TCID50为合适浓度);
结果观察与分析:
通常VSV攻击后24h,镜检病毒对照孔细胞破碎达100%而细胞对照正常时,即可用结晶紫染色,水洗后肉眼观察记录,细胞完整良好呈紫色如细胞对照孔,干扰素保护孔均呈紫色(一)100%病变细胞为细胞全脱落故无色,如病毒对照孔和无干扰素保护的孔均无色(100%CPE++++)举例如下:
表1.某批重组猪α干扰素标准品结果以“+”“-”记号记
录形式
表2.50%保护细胞的干扰素稀释度计算(Reed Muench计算)
Figure G2009101856564D00111
50%保护为27,即1∶128,即本rIFN的工作单位(U)为128U;
工作单位修正以国际单位(IU)表示:
每次设立有标化国际单位的IFN同时测定,若标化的IFN为7500IU,而本次实验滴定标化干扰素的工作单位为2000U,以下面公式算出系数,乘以实际滴定的每个样本工作单位,即为该rIFN国际单位。
Figure G2009101856564D00112
所以每次滴定干扰素必需加上标化干扰素,使所测干扰素的工作单位加以修正,并以国际单位(IU)表示;
经过测试,制备的重组猪α干扰素标准品效价达到≥1.0×104~1.0×105IU/ml。
8、重组猪α干扰素蛋白理化性状检测:
材料与方法:
对照参比品为rhIFN-α标准参考品:购自北京中国药品生物制品研究所,干扰素α国家标准品,批号:97/04,下称标化干扰素;
猪α干扰素单克隆抗体:购自ABcam公司;
细胞:用于抗病毒活性测定的细胞:人喉癌传代细胞(Hep-2)株;
干扰素效价测定:采用微量板染色法进行。攻击病毒为水疱性口炎病毒(VSV);
结果:
抗胰蛋白酶水解实验:用胰蛋白酶溶液重新溶解重组猪α干扰素标准品(猪α干扰素效价稀释为10000IU/ml,胰蛋白酶的终浓度2.5μg/ml)。37℃作用1h,加入含10%小牛血清的DMEM营养液,稀释并中止胰蛋白酶的作用,而后依照微量板测定方法测定其干扰素活性,对照为未经胰蛋白酶处理的同批标准品。结果经胰蛋白酶作用1h的干扰素样品的活性损失在95%以上,表明重组猪α干扰标准品素对胰蛋白酶不耐受(表3),符合蛋白质的生物学特性;
表3重组猪α干扰素标准品对胰蛋白酶耐受性测定结果*
Figure G2009101856564D00121
*0.25%胰蛋白酶,37℃作用1h
热稳定性实验:取三批重组猪α干扰素标准品2ml(浓度为0.4mg/ml),分别于0.5h、1h和2h取样,4℃保存,统一测其生物学活性。以同批未经加热处理的样品为对照测定其干扰素活性。结果,经上述3种时间在56℃加热处理后的干扰素仍分别保留58.68%、51.55%和24.15%的活性,说明重组猪α干扰素标准品具有较好的热稳定性(详见表2);
表4重组猪α干扰素标准品的热稳定性测定结果*
Figure G2009101856564D00131
*测定样品原效价5×104单位/ml,水浴温度56℃。
酸稳定性实验:用2.5mol/L HCL分别将重组猪α干扰素标准品以及标准参比品(北京生物制品所产品)调至pH2.0,而后置4℃。分别于24h、48h和96h取样,以同批未经酸灭活的干扰素样品为对照,测定其IFN活性;结果见表3。三种样品在pH2.0作用24h时,用NaOH将pH值调回后,测定效价,干扰素活性几乎未受破坏;
表5pH2.0处理重组猪α干扰素标准品的测定结果*
Figure G2009101856564D00132
*用2.5mol/L HCl调IFN样品pH至2.0,4℃处理不同时间后测定3份平行标本测定的平均结果
与抗猪干扰素抗体的中和实验:将从ABcam公司购买的抗猪α干扰素单克隆抗体,与重组猪α干扰素混合后,37℃水浴作用1h后测定效价,结果被检的活性损失在95%以上,表明抗猪α干扰素单克隆抗体可中和重组猪α干扰素标准品的生物学活性(表4);
表6重组猪α干扰素标准品对抗猪干扰素抗体的中和实验测定结果*
Figure G2009101856564D00133
Figure G2009101856564D00141
*抗猪α干扰素单克隆抗体,37℃作用1h
结果判断:
我们用ABcam公司购买的猪α干扰素单克隆抗体对重组猪α干扰素标准品进行了中和试验,结果证明,该重组蛋白确实为猪α干扰素;并证实该IFN对胰蛋白酶极为敏感,但对酸和热较为稳定。在56℃保温1h,活性仍保留在50%,主要理化性质与北京生物制品所研制的重组人干扰素α2b标准品类似。

Claims (1)

1.一种重组猪α干扰素标准品的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
(1)、重组猪α型干扰素工程菌的发酵及蛋白提取:
将重组猪α型干扰素工程菌种于含有氨苄青霉素的固体LB培养基上,37℃培养过夜;
重组猪α型干扰素工程菌表达质粒为pET-32a,装入猪α干扰素基因;基因工程宿主菌为大肠杆菌BL21(DE3);序列是:
TGAAAGTGAAAAGAAGCATGACGGCAAGTGGACGATTGGAATTCATGTGTGACCTGCCTCAGACCCACAGCCTGGCTCACACCAGGGCCCTGAGGCTCCTGGCACAAATGAGGAGAATCTCTCCCTTCTCCTGCCTGGACCACAGAAGGGACTTTGGATCCCCTCATGAGGCTTTTGGGGGCAACCAGGTCCAGAAGGCTCAAGCCATGGCTCTGGTGCATGAGATGCTCCAGCAGACCTTCCAGCTCTTCAGCACAGAGGGCTCGGCTGCTGCCTGGGATGAGAGCCTCCTGCACCAGTTCTGCACTGGACTGGATCAGCAGCTCAGGGACCTGGAAGCCTGTGTCATGCAGGAGGCGGGGCTGGAAGGGACGCCCCTGCTGGAGGAGGACTCCATCCTGGCTGTGAGGAAATACTTCCACAGACTCACCCTCTATCTGCAAGAGAAGAGCTACAGCCCCTGTGCCTGGGAGATCGTCAGGGCAGAAGTCATGAGAGTCTTCTCTTCCTCCACAAGCCTGCAAGACAGACTCAGGAAGAAGGAGTGAAAGCTTAATCTCCAGAGGATCGCCGGGAACCGAGGACGAGTTCGTAATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACATACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCTGCATTAATGAAATCGGCCCAACGCGCGGGGGAGAGGGCGGTTTTGCGTATTTGAGCGCTCTTTCCCGCTTCCCTTCGCTTCACTGACTTCGGCTGCCGGCTT
然后将培养得到的阳性克隆接种至3ml含有氨苄青霉素的LB培养基中,37℃摇床震荡培养18h,转速为220r/min;
非阳性克隆菌不能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长,只有阳性克隆菌能在含有氨苄青霉素的LB培养基上生长;
将摇床振荡培养得到的菌液接种至200ml LB培养基中置37℃摇床,转速为220r/min,震荡培养18h,作为发酵种子,菌液与LB培养基的体积比为1∶100;
将再次进行摇床振荡后得到菌种接种至含有LB培养基的发酵罐内进行发酵,设置温度为37℃、溶氧为30%、转速为270r/min、pH为7.4,菌种与LB培养基的体积比为1∶100;
当OD600达到0.6-0.8时,在菌种中加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷至终浓度为1mmol/L进行诱导,调温度至32℃,诱导表达5h;
诱导结束后收集发酵液,清洗罐体;
将发酵液4℃条件下4000r/min离心10min,收集菌体,用200ml磷酸缓冲液重悬;然后将重悬后菌液在1000bar压力下高压细胞破碎、4℃条件下12000r/min离心10min,收集上清;
(2)、重组猪α型干扰素的纯化:
亲和层析纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和层析柱;
平衡:用3-5个柱体积的Binding Buffer 1平衡层析柱,该溶液组成为:20mM Na2HPO4,0.5M NaCl,调节pH至7.4;
上样:将用0.22μm孔径滤膜过滤处理过的样品过层析柱;
洗杂:用2个柱体积以上的Binding Buffer 1溶液过层析柱,洗去未与层析柱结合的杂蛋白,直到检测不到蛋白吸收峰;
洗脱:用Elution Buffer,该溶液组成为:20mM Na2HPO4,0.5M NaCl  0.5M咪唑,pH7.4,梯度洗脱,之后继续100%梯度洗脱20ml;
收集:洗脱过程中用自动收集器收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗层析柱;
保存:用20%乙醇过层析柱;
分子筛层析进一步纯化重组猪α型干扰素:
清洗:用双蒸水清洗系统管道和分子筛层析柱;
平衡:用2-3个柱体积的Binding Buffer 2,该溶液组成为:50mM Na2HPO4,0.15M NaCl,调节pH至7.0,平衡分子筛层析柱;
上样:4℃条件下将上述亲和层析收集的样品12000r/min离心10min,按柱体积的1%上样通过层析柱;
洗脱:用Binding Buffer 2洗脱;
收集:洗脱过程中收集洗脱下来蛋白吸收峰;
洗柱:用双蒸水清洗柱子;
保存:用20%乙醇过柱。
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