CN104736560A - 用于从乳纯化生长因子的改进方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,所述方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中在过滤之前和/或过滤期间对所述乳或乳铁蛋白进行盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入渗透物中。本发明还提供了由本发明的方法获得的RNA酶和生长因子。
Description
技术领域
本发明一般涉及用于从乳纯化目标蛋白质的方法。
发明背景
多年来来自家畜的乳已被用作蛋白质和其他用于食品和制药行业的产品的来源,并且已知各种技术用于分离这些产品。乳是主要由脂肪、乳糖和水中的蛋白质组成的胶体悬浮液。在反刍动物和实验室动物中,乳包含平均30至140克蛋白质/升,或按重量计约4-17%,这取决于该物种。这些蛋白质的本体(bulk)是酪蛋白,它们与钙及磷酸盐复合成被称为胶束的超分子结构。乳蛋白的其他主要种类是主要由β-乳球蛋白和α-乳清蛋白组成的乳清蛋白,而且还包括乳铁蛋白、免疫球蛋白和血清白蛋白。
通常通过包括膜过滤技术以及离子交换吸附方法在内的方法的组合分离乳蛋白。
乳铁蛋白是被天然发现于生物液体中的80kD的铁结合糖蛋白,该生物液体如唾液、胆汁、支气管粘液、胃肠液、宫颈-阴道粘液、精液和乳。乳铁蛋白的最丰富的来源是哺乳动物乳和初乳。乳铁蛋白在脱脂牛乳中的浓度通常较低,典型地在80-200mg/ml之间,这取决于各种因素,其包括脱脂乳的巴氏杀菌和其他预处理经历。在存在于乳中的酪蛋白沉淀后,牛乳清中的乳铁蛋白的浓度典型地为10-100mg/ml,这取决于该乳清的物理和化学预处理。
生长因子以不同程度存在于乳中,特别是在含有乳铁蛋白的级分中。牛乳含有诸如RNA酶5的RNA酶和包括IGF-1、IGF-2、PDGF、FGF-碱性、EGF、FGF-酸性和VEGF在内的生长因子。这样的生长因子各自具有30kD或更低的分子量(RNA酶5具有17kD的分子量)。在本领域中,采用离子交换色谱法(例如,如在国际专利申请PCT/AU91/00303和PCT/AU2007/001719中描述的)制备富集生长因子和RNA酶的乳级分。
富集RNA酶5和生长因子的乳级分具有多重假定生物学作用,包括促进肌肉生长、神经保护,促进骨生成和治疗神经系统疾病或病症、脊髓损伤或疾病、骨骼疾病或病症、涉及葡萄糖动态平衡的疾病、伤口愈合,或者用于提供神经系统功能的支持和控制代谢性疾病。
本发明的优选实施方案的目的是提供用于从乳、特别是牛乳纯化生长因子和RNA酶的改进方法,以提高纯度。
本说明书中引用的所有参考文献(包括任何专利或专利申请)通过引用并入本文。将要清楚地理解,虽然在本文中引述了许多现有技术出版物,此引用并非承认这些文献中的任一个构成本领域公知常识的一部分。
概述
第一方面提供了用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,该方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对所述乳进行盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入渗透物中。
当使用具有30kD或50kD的截断值的膜过滤从乳纯化乳铁蛋白时,本发明人发现乳铁蛋白残余物被生长因子和RNA酶污染。由于这些生长因子和RNA酶具有小于30kD的分子量,因此它们应已通过膜并进入渗透物中,而且不应作为残余的乳铁蛋白级分中的杂质存在。因此,在残余物中发现生长因子和RNA酶是令人惊讶的。本发明人发现,在过滤之前将大量的盐加入至乳从残余物中除去了生长因子和RNA酶并进一步浓缩了渗透物中的生长因子和RNA酶。
不希望受理论的束缚,本发明人提出在正常条件下,乳中的RNA酶和生长因子聚集或以其他方式形成比它们各自的分子量都大的质量。提出了盐处理导致RNA酶和生长因子解聚或解离。
在可选形式中,第一方面的方法提供了用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,所述方法包括对乳或乳铁蛋白进行过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对所述乳或乳铁蛋白进行能够解聚或解离任何质量的RNA酶或生长因子的盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入渗透物中。
不希望受理论的束缚,本发明人可选地提出了在低离子强度的条件下,蛋白质聚集体可能变得与膜相关联,从而形成表观孔尺寸小于该膜的表观孔尺寸的层,该层防止了乳中的RNA酶和生长因子穿过该膜。提出了盐处理防止蛋白质层的形成或去除,允许任何RNA酶和生长因子通过该膜进入该渗透物中。
因此,在可选形式中,第一方面的方法提供了一种用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,该方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行膜过滤以将乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对乳或乳铁蛋白进行能够使任何RNA酶或生长因子与膜分离的盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入渗透物中。
第二方面提供了由第一方面的方法获得的RNA酶和生长因子。
在一个实施方案中,对第二方面的RNA酶和生长因子进行进一步纯化。
第三方面提供了第二方面的RNA酶和生长因子的用途,该用途用于治疗由病毒、细菌或真菌及其毒素引起的疾病,用于靶向引起人体粘膜表面的感染的病原体,用于促进血管生成,用于治疗特征为上升的肌抑素的病症,用于治疗其中卵泡抑素和血管生成素之间的相互作用可用于改善组织功能的病症,用于促进肌肉生长,用于改善肌肉从损伤或使用中的恢复,用于改善肌肉力量,用于改善运动耐受性,用于增加肌肉比例,用于减少脂肪,用于降低个体的脂肪对肌肉的比例,用于治疗神经系统疾病或病症,用于治疗脊髓损伤或疾病,用于治疗骨骼疾病或病症,用于治疗涉及葡萄糖动态平衡的疾病,用于伤口愈合,或用于提供神经保护、神经系统功能的支持、控制代谢性疾病和/或增加个体骨密度,用于治疗炎症,用于治疗癌症,用于治疗癌症恶病质,以及用于治疗牙周炎和本领域技术人员所知的生长因子和RNA酶的所有其他用途。
在可选形式中,第三方面提供了由第一方面的方法获得的RNA酶和生长因子,其用于如第三方面中提出的用途或用于制造用于如第三方面中提出的用途的药物。
附图说明
图1示出了在氯化钠(100mS)的存在下阳离子乳蛋白的混合物穿过50kDa的膜的超滤选择性地允许RNA酶和其他生长因子的传输。
图2示出了在氯化钠(20mS或40mS)的存在下阳离子乳蛋白的混合物穿过50kDa的膜的超滤选择性地允许在不存在氯化钠(0mS)下不会渗透的RNA酶和其他生长因子的传输。
图3示出了生长因子(如RNA酶)的增加的传输。生长因子传输在0mS和20mS之间迅速增加。
详述
本发明提供了用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子或针对这样的产物富集乳或乳铁蛋白的改进方法。
本发明人已经认识到需要允许以有效的方式制备富集的RNA酶和生长因子级分的方法。
本文中使用的与RNA酶或生长因子有关的术语“纯化的”或“富集的”是指存在于该渗透物中的RNA酶/生长因子:总蛋白质的比例相对于存在于过滤步骤之前的乳或乳铁蛋白中的该比例有所增加。对于要考虑被富集或被纯化的级分而言,它应具有比过滤步骤之前的乳或乳铁蛋白中高至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、25、27、28或30、40、50、60、70、80、90、95、96、97、98、98或99%w/w的RNA酶/生长因子含量。
第一方面的方法寻求增加渗透物中的RNA酶和生长因子的纯度。
如本文所用,术语“级分”是指乳的部分被纯化的部分,特别是含有乳铁蛋白的级分。
术语“有效的”的使用旨在表示当相较于目前使用的用于富集蛋白质的方法时经济且快速的方法。
本文中提及的乳包括全脂乳、脱脂乳、酪乳、乳清(如酸或乳酪或/凝乳清)或乳清衍生物(例如乳清蛋白浓缩物或乳清分离蛋白隔离溢流物)和初乳。它还包括乳级分,例如已经历纯化步骤如阳离子交换色谱法的级分。这样的级分包括乳碱性蛋白级分和含有乳铁蛋白的级分。
对本领域技术人员将是显而易见的是,乳可获自任何泌乳动物,例如反刍动物如牛、绵羊、水牛、山羊和鹿,包括灵长类如人的非反刍动物以及单胃动物如猪。优选地,源自全牛乳的脱脂乳被用在本发明的方法中。
在第一方面的方法中使用的过滤包括膜过滤。在一个实施方案中,膜具有25kD、30kD、35kD、40kD、45kD、50kD、55kD、60kD、65kD、70kD或75kD的尺寸截断值。截断值优选为30kD或更高和50kD或更低。
过滤可以包括超滤或渗滤或两者。
在第一方面的方法中使用的盐处理包括加入足量的盐,使所述乳或乳铁蛋白的离子强度为至少0.2M(1.1%)NaCl或等同物。在一个实施方案中,将离子强度维持在至少这个水平一段为获得要求的渗透物中的RNA酶和/或生长因子的浓度的增加所需的期限。该期限可以是至少10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时或更长,这取决于原料和所需的浓度或纯度的增加。
在可选形式中,在第一方面的方法中使用的盐处理包括加入足量的盐,使得乳或乳铁蛋白的电导率为至少20mS。在一个实施方案中,在整个过滤步骤期间将电导率至少维持在这个水平。
通常,乳或乳铁蛋白将具有基本低于0.2M NaCl或等同物的离子强度或小于20mS的电导率,因此盐处理包括加入盐以将乳或乳铁蛋白的离子强度或导电率增加至所需水平。然而,在某些情况下,例如当乳是已经历阳离子交换的级分时,乳将具有可为至少0.2M NaCl或等同物的离子强度或电导率将为20mS或更大。通常,对来自阳离子交换的级分进行处理以去除盐(例如用水渗滤)。然而,根据第一方面的方法,盐处理是以便在过滤步骤期间将乳的离子强度维持在至少0.2M(1.1%)NaCl或等同物或在过滤步骤期间将乳的电导率维持在至少20mS。
如本文使用的,“电导率”是材料传导电流的能力。通常使用电导率计例如Hach Sension 5测量电导率。本领域技术人员将知道合适的测量电导率的可选装置。在钠离子浓度和电导率之间存在大致的线性关系。
对盐处理中使用的盐没有限制,而且针对NaCl的替代物将是本领域技术人员已知的。例如,可以使用任何可溶性无毒缓冲液,例如氯化物、柠檬酸、磷酸、乙酸、硫酸、碳酸氢、氢氧化物、咪唑、马来酸的可溶性钠盐、钾盐、钙盐、镁盐或锂盐。还可使用合成的两性离子缓冲液,例如Trizma、HEPES或甘氨酸。
为了实现RNA酶和生长因子与乳铁蛋白的分离,在过滤步骤之前的乳或乳铁蛋白的离子强度必须为至少0.2M(1.1%)NaCl或等同物。在一个实施方案中,通过加入1.1%的盐、1.5%的盐、2%的盐、2.5%的盐、3%的盐、3.5%的盐、4%的盐、4.5%的盐、5%的盐、5.5%的盐、6%的盐或更多来增加乳的离子强度。在另一个实施方案中,乳或乳铁蛋白的离子强度被增加至0.2M、0.22M、0.24M、0.26M、0.28M、0.30M、0.32M、0.34M、0.36M、0.38M、0.40M、0.42M、0.44M、0.46M、0.48M、0.50M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1.0M NaCl或等同物或更高。在另一个实施方案中,电导率是20mS、30mS、40mS、50mS、60mS、70mS、80mS、90mS、100mS、110mS、120mS或更大。
在优选的实施方案中,盐处理包括在过滤步骤之前将0.2-0.5M NaCl或KCl加入至乳或乳铁蛋白。
在一个实施方案中,盐处理在4-10度下进行。
在一个实施方案中,盐处理在10-30度下进行。
在一个实施方案中,盐处理在30-50度下进行。
在一个实施方案中,盐处理在50-70度下进行。
在一个实施方案中,盐处理在低于20度下进行。
在另一个实施方案中,因为在超过50度的温度下大肠菌的形成减少,所以在50度或更高下进行盐处理。然而,由于乳铁蛋白在大约70度变性,因此在60度或更高下进行盐处理可能会导致产率下降。
在一个实施方案中,过滤步骤在4-10度下进行。
在一个实施方案中,过滤步骤在10-30度下进行。
在一个实施方案中,过滤步骤在30-50度下进行。
在一个实施方案中,过滤步骤在50-70度下进行。
在一个实施方案中,盐处理在大气压力下进行。
在一个实施方案中,过滤步骤在每膜小于2.5巴、更可能小于2.0巴、更可能再小于1.5巴、但理想1.0-1.4巴的跨膜压力下进行,虽然0.0-1.0巴的压力也可以合意地运行,但具有较低的跨膜通量。
“治疗(Treating)”或“治疗(treatment)”是指治疗性治疗和预防性或防范性措施,其中目的是预防、改善、减少或减缓(减轻)或改进病状、疾病或病症。
如本文所用的“治疗(Treating)”或“治疗(treatment)”涵盖对脊椎动物、哺乳动物,特别是人类中的病状的任何治疗或预防。
“预防(Preventing)”、“预防(prevention)”、“预防的(preventative)”或“预防性的(prophylactic)”是指防止发生,或阻碍、抵御或防止包括异常或症状在内的病状、疾病、病症或表型。需要预防的受试者可能容易形成病状。
术语“改善(ameliorate)”或“改善(amelioration)”是指包括异常或症状在内的病状、疾病、病症或表型的降低、减少或消除。需要治疗的受试者可能已经具有病状,或可能容易具有病状,或可能处于待被预防的病状中。
如本文所用的术语“维持”是指延续治疗前水平的状态。
第二方面的RNA酶或生长因子可以作为药物、兽药或营养素组合物或作为食品提供。
药物组合物是一种适于施用给人类的组合物。兽药组合物是指一种适于施用给动物的组合物。通常这样的组合物将含有纯化的RNA酶或生长因子或至少组合物的所有组分将是可验证的。
药物或兽药组合物可包含一种或多种载体和任选的其他治疗剂。每种载体、稀释剂、佐剂和/或赋形剂可以是“可接受的”。
“可接受的”是指其在生物学或其他方面不是不适宜的材料,即,在不引起任何不希望的生物作用或与包含它的药物或兽药组合物中的任何其他组分的有害方式的相互作用下,可以将材料连同所选的活性剂一起施用给个体。同理,如本文提供的新型化合物的“可接受的”盐或酯是其在生物学或其他方面不是不适宜的盐或酯。
如本文所使用的,“载体”是用于将试剂递送至受试者的可接受的溶剂、悬浮剂或媒介物。载体可以是液体或固体,并采用考虑中的计划施用方式选择。每种载体必须是在生物学或其他方面不是不适宜的意义上的“可接受的”,即载体可以在不引起任何或实质性的不良反应下连同试剂一起施用给受试者。
药物或兽药组合物可以包含常规的无毒可接受的载体、佐剂和媒介物的制剂口服地、局部地或胃肠外施用。
本文所用的术语胃肠外包括静脉内、动脉内、腹膜内、肌内、皮下、结膜下、腔内、经皮和皮下注射、用于施用至肺或鼻腔的气雾剂或通过由例如渗透泵输注的施用。
药物或兽药组合物可以作为片剂、水性或油性悬浮剂、锭剂(lozenge)、口含片(troche)、粉剂、颗粒剂、乳剂、胶囊剂、糖浆剂或酏剂口服地施用。用于口服使用的组合物可以包含一种或多种选自甜味剂、调味剂、着色剂和防腐剂的组的试剂,以产生药学上美观和可口的制剂。合适的甜味剂包括蔗糖、乳糖、葡萄糖、阿斯巴甜(aspartame)或糖精。合适的崩解剂包括玉米淀粉、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶、膨润土、海藻酸或琼脂。合适的调味剂包括薄荷油、冬青油、樱桃、橙子或覆盆子调味剂。合适的防腐剂包括苯甲酸钠、维生素E、α-生育酚、抗坏血酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯或亚硫酸氢钠。合适的润滑剂包括硬脂酸镁、硬脂酸、油酸钠、氯化钠或滑石。合适的延时剂包括单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。片剂可以包含与适于制造片剂的无毒的药学上可接受的赋形剂混合的试剂。
这些赋形剂可以是,例如(1)惰性稀释剂,如碳酸钙、乳糖、磷酸钙或磷酸钠;(2)粒化剂和崩解剂,如玉米淀粉或海藻酸;(3)结合剂,如淀粉、明胶或阿拉伯胶;和(4)润滑剂,如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石。这些片剂可以是未包衣的或通过已知技术包衣的,以延迟在胃肠道中的崩解和吸收,从而提供较长时期的持续作用。例如,可以采用例如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯的延时材料。
用于胃肠外施用的制剂包括无菌水性或非水性溶液剂、悬浮剂和乳剂。非水性溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油如橄榄油以及可注射的有机酯如油酸乙酯。水性载体包括水、醇/水溶液、乳液或悬浮液,包括盐水和缓冲介质。胃肠外媒介物包括氯化钠溶液、林格氏葡聚糖、葡聚糖和氯化钠,乳酸林格氏静脉内媒介物包括液体和营养补充剂、电解质补充剂(例如基于林格氏葡聚糖的那些补充剂)等。还可以存在防腐剂和其他添加剂,例如抗微生物剂、抗氧化剂、螯合剂、生长因子和惰性气体等。
药物或兽药组合物还可含有其他提供补充的、额外的或增强的治疗功能的活性化合物。药物或兽药组合物还可以连同施用说明书一起被包纳于容器、包装或分配器中。
药物或兽药组合物可按一个剂量施用,或以一定间隔,例如每天一次、每周一次和每月一次施用。
可以根据活性剂的半衰期或受试者的病状严重程度调整剂量时间表。
通常,药物或兽药组合物作为单次剂量施用,以使对于剂量后的最大时间长度而言的活性剂的循环水平最大化。在单次剂量后还可以使用连续输注。
第二方面的RNA酶或生长因子可以以营养素组合物或食品来提供。
在本文使用的术语“营养素”是指从食品分离或纯化的可食用产品,在从乳制品分离或纯化的情况下,当口服施用时其被证实具有生理有益效果或提供对急性或慢性疾病或损伤的保护或减弱。因此营养素可以膳食制剂或补充剂的形式,或单独地或与可食用的食品或饮料混合地呈现。
营养素组合物可以是可溶性粉末、液体或即饮制剂的形式。或者,营养素组合物可以是作为食品的固体形式;例如,以即食棒或早餐谷物的形式。还可以存在各种调味剂、纤维、甜味剂和其他添加剂。
营养素优选具有可接受的感官性质(如可接受的气味、味道和可口性),并且可以进一步包括选自维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B5、维生素B6、维生素B11、维生素B12、生物素、维生素C、维生素D、维生素E、维生素H和维生素K以及钙、镁、钾、锌和铁中的至少一种的维生素和/或矿物质。
营养素组合物可如常规地制备;例如,该组合物可以通过将蛋白质和其他添加剂共混在一起来制备。如果使用的话,乳化剂可以被包括在共混物中。可在此时加入另外的维生素和矿物质,但通常稍后加入以避免热降解。
如果希望生产粉末状营养素组合物,则蛋白质可以与其他粉末形式的组分混合。该粉末应具有按重量计小于约5%的含水量。然后可混入水,优选已经历反渗透的水,以形成液体混合物。
如果营养素组合物将以即用液体形式提供,则可以加热该营养素组合物以减少细菌载量。如果希望生产液体营养组合物,则优选将液体混合物无菌地装入合适的容器中。容器的无菌灌装可使用本领域中通常可用的技术进行。用于实施这种性质的无菌灌装的合适的装置是市售的。
优选地,营养素组合物还包含一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。营养素组合物可包含缓冲液,例如中性缓冲盐水、磷酸盐缓冲盐水等;碳水化合物如葡萄糖、甘露糖、蔗糖或葡聚糖;甘露醇;蛋白质;多肽或氨基酸例如甘氨酸;抗氧化剂;螯合剂例如EDTA;佐剂和防腐剂。
营养素可以是婴儿配方乳,特别是用于施用给婴儿的人源化配方乳。
当作为食品提供时,第二方面的RNA酶或生长因子可以采取食品补充剂、营养制剂、运动营养补充剂或婴儿配方乳的形式。在一个实施方案中,食品是动物饲料。
贯穿本说明书,除非上下文另有要求,词语“包括/包含”,或变体如“包括/包含(comprises)”或“包括/包含(comprising)”将被理解为暗示包括所示的元素或整体或元素或整体的组,但不排除任何其他元素或整体或元素或整体的组。
还必须注意,如在本说明书所使用的,单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“所述”包括复数形式,除非上下文另有明确说明。
对于本领域技术人员将是显而易见的是,为了清楚和理解的目的,虽然已经较详细地描述了本发明,但在不脱离本说明书中公开的本发明构思的范围下可以对本文描述的实施方案和方法作出各种修改和改变。
实施例:
现在通过参考下列实施例进一步详细地描述本发明。实施例仅出于说明的目的而被提供,并不旨在限制,除非另有规定。因此,本发明包括因本文所提供的教导而导致显而易见的任何和所有变化。
实施例1:阳离子乳蛋白的混合物的超滤以分离生长因子
采用六英寸、50kDa的膜对含有包括乳铁蛋白、乳过氧化物酶、RNA酶、免疫球蛋白和生长因子在内的阳离子乳蛋白的混合物的乳级分进行超滤。使超滤设备稳定化,使得基线压力为3.2-3.4巴且跨膜压力为1.2-1.4巴。进料含有10mg/mL蛋白质、相当于100mS的氯化钠和水。在浓缩开始和结束时对进料、50kDa残余物、50kDa渗透物进行取样。收集并浓缩50kDa渗透物,并通过5kDa的超滤膜(Sartorius Vivacell)或1kDa的纳米过滤膜(2.5”Koch膜)脱盐。1kDa残余物富含RNA酶(图1)和包括IGF-1、TGF-β2等在内的生长因子。通过阳离子交换HPLC评估纯度。
实施例2:阳离子乳蛋白的混合物的超滤以分离生长因子
采用六英寸、50kDa的膜对含有包括乳铁蛋白、乳过氧化物酶、RNA酶、免疫球蛋白和生长因子在内的阳离子乳蛋白的混合物的乳级分进行超滤。使超滤设备稳定化,使得基线压力为3.2-3.4巴且跨膜压力为1.2-1.4巴。进料含有10mg/mL蛋白质、相当于100mS的氯化钠和水。该超滤方法在0mS、20mS和40mS下测试。收集渗透物并通过阳离子交换HPLC分析。发现在20mS或更大的电导率下,生长因子(用作示例性蛋白质的RNA酶)跨过该膜,但大分子量蛋白质(用作示例性蛋白质的乳过氧化物酶)不能(图2)。可预测包括(但不限于此清单)IGF-1、IGF-2、PDGF、FGF-碱性、EGF、FGF-酸性、VEGF在内的其他生长因子也将相对于诸如乳铁蛋白和乳过氧化物酶的高分子量蛋白质富集。
实施例3:乳铁蛋白的超滤以去除小分子并提高乳铁蛋白纯度
将超滤设备装有6英寸的50kDa的膜(Synder),然后稳定化,使得基线压力为3.2-3.4巴且跨膜压力为1.2-1.4巴。将乳铁蛋白溶液(2mg/mL)溶液分成六个2L的批次。在六次除了电导率(0、20、40或60mS)之外都相同的实验中,将2L的乳铁蛋白溶液加入到UF进料罐,用水覆盖至170L并通过加入氯化钠溶液调节到指定的电导率。残余物被回收至进料罐并收集渗透物。用具有相同电导率的渗滤溶液代替被去除的渗透物。通过阳离子交换HPLC评估纯度。
乳铁蛋白纯度从90.9%(0mS)增加至93.5%(60mS),这表示纯度增加了2.5%。乳铁蛋白纯度的增加是通过选择性去除生长因子(用作实例的RNA酶,图3)实现的。
实施例4:超滤膜
MWCO的可行性:
-30kDa的膜成功地截留了收获的乳铁蛋白(通过该膜的蛋白质传输是存在的蛋白质的0.6%),其通过允许重要的污染物(特别是RNA酶)通过该膜来提高纯度。
-氯化钠(58Da)未被30kDa的膜截留,而乳铁蛋白(80kDa)被该膜截留,为此,从柱上洗脱的低浓度(0.1%的蛋白质)的乳铁蛋白可被浓缩至3%的蛋白质,而在盐浓度或蛋白质损失中无相应的增加。
UF5
类型:螺旋缠绕聚醚砜(PES) MWCO:5kDa
品牌:Synder 型号:MT2B-6338
被称为UF5的超滤设备用于:
1.浓缩从阳离子交换柱洗脱的非乳铁蛋白的蛋白质,以及
2.将2.5%的盐回收至2.5%的盐罐以重新用在色谱法中。
在更广泛的乳铁蛋白制造方法内的方法可行性:
-氯化钠(2,000kg/批次)是乳铁蛋白制造方法中的主要成本($1,200元/批次),而回收氯化钠的能力显著地降低了生产成本。
-通过回收氯化钠降低了对环境的损害。在Leongatha的三级处理以除去有机固体之后,含氯化钠的流出物通过海洋排水口处置,并且必须采取所有步骤以减少产生的废物量。盐回收过程减少了所需盐量的80%,这意味着被释放到环境中的氯化钠的量减少了8,000kg/批次(三分之一是因UF5导致)。
膜类型的可行性:
-螺旋膜是获得大面积的膜的相对便宜的方式,其在具有较小足迹的设备中实现了高通量。
-PES是迅速且完全地浸湿的固有亲水膜,导致具有优异的流速和高吞吐量的快速过滤。PES膜还是极其低的蛋白质结合,这将靶向蛋白质结合的可能性降至最低,这意味着高产率、稳定的跨膜通量和一致的表观膜孔隙率。
MWCO的可行性:
-5kDa的膜截留了非乳铁蛋白杂质,这防止了它们返回至色谱法以及在后续的乳铁蛋白洗脱期间污染该乳铁蛋白。因为蛋白质混合物包含多种较小的蛋白质,其中的许多蛋白质为生长因子,所以需要较小的膜。
-氯化钠(58Da)未被5kDa的膜截留,而乳过氧化物酶(80kDa)、免疫球蛋白(150至420kDa)和生长因子(5至17kDa)被该膜截留,为此,从柱上洗脱的低浓度(0.1%的蛋白质)的蛋白质可被浓缩至3%的蛋白质,而在盐浓度或蛋白质损失中无相应的增加。
UF7
类型:螺旋缠绕聚偏氟乙烯(PVDF) MWCO:50kDa
品牌:Synder 型号:BN4B-6338
被称为UF7的超滤设备用于:
1.通过减少非乳铁蛋白的蛋白质来提高乳铁蛋白纯度;以及
2.通过去除氯化钠和残余的乳糖将蛋白质增加至>95%的固体。
在更广泛的乳铁蛋白制造方法内的方法可行性:
-旨在用于制造铁蛋白OB的乳铁蛋白具有高于标准乳铁蛋白的乳铁蛋白纯度。较高的纯度通过用50kDa的膜取代历史上曾经使用的5kDa的膜获得。
膜类型的可行性:
-螺旋膜是获得大面积的膜的相对便宜的方式,其在具有较小足迹的设备中实现了高通量和相对短的处理时间。
-亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有高的跨膜通量和对蛋白质的低附着力。为此,因为很少有蛋白质污染膜孔,所以在该方法期间保持着高通量以及高产率。
MWCO的可行性:
-对于较小的膜(历史上曾经的5kDa的膜)而言,50kDa的膜是优选使用的,因为它们可以改善非乳铁蛋白的蛋白质(RNA酶、生长因子)的传输,同时截留乳铁蛋白。增加的非乳铁蛋白的蛋白质的传输导致较高的乳铁蛋白纯度(纯度平均增加1.8%蛋白质,P<0.001)。进一步的细节可以从‘Increasing Lactoferrin Purityby Diafiltration with Salt Solution in an Ultrafiltration Plant Fitted with 50kDaMembranes’(JR0010)中获得。
-氯化钠(58Da)未被50kDa的膜截留,而乳铁蛋白(80kDa)被该膜截留,为此,从柱上洗脱的低浓度(3%的蛋白质)的乳铁蛋白可被浓缩至>20%的蛋白质,在盐浓度或蛋白质损失中无相应的增加。
-通过去除水来增加总固体,且因此使冷冻-干燥机的固体吞吐量最大化。
Claims (5)
1.一种用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,所述方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对所述乳或乳铁蛋白进行盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入所述渗透物中。
2.一种用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,所述方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对所述乳或乳铁蛋白进行能够解聚或解离任何质量的RNA酶或生长因子的盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入所述渗透物中。
3.一种用于从乳或乳铁蛋白纯化RNA酶和生长因子的方法,所述方法包括对所述乳或乳铁蛋白进行膜过滤以将所述乳或乳铁蛋白分离成含有乳铁蛋白的残余物级分和含有生长因子和/或RNA酶的渗透物级分,其中,在过滤之前和/或过滤期间对所述乳或乳铁蛋白进行能够使任何RNA酶或生长因子与所述膜分离的盐处理,使得生长因子和/或RNA酶流入所述渗透物中。
4.由权利要求1至3中任一项的方法获得的RNA酶和生长因子。
5.权利要求4的RNA酶和生长因子的用途,所述用途用于治疗由病毒、细菌或真菌及其毒素引起的疾病,用于靶向引起人体粘膜表面的感染的病原体,用于促进血管生成,用于治疗特征为上升的肌抑素的病症,用于治疗其中卵泡抑素和血管生成素之间的相互作用可用于改善组织功能的病症,用于促进肌肉生长,用于改善肌肉从损伤或使用中的恢复,用于改善肌肉力量,用于改善运动耐受性,用于增加肌肉比例,用于减少脂肪,用于降低个体的脂肪对肌肉的比例,用于治疗神经系统疾病或病症,用于治疗脊髓损伤或疾病,用于治疗骨骼疾病或病症,用于治疗涉及葡萄糖动态平衡的疾病,用于伤口愈合,或用于提供神经保护、神经系统功能的支持、控制代谢性疾病和/或增加个体骨密度,用于治疗炎症,用于治疗癌症,用于治疗癌症恶病质,以及用于治疗牙周炎和用于生长因子和RNA酶的所有其他用途。
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