DE3883596T2 - Reinigung von rekombiniertem Hepatitis-B-Oberflächen-Antigen. - Google Patents
Reinigung von rekombiniertem Hepatitis-B-Oberflächen-Antigen.Info
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Description
- Bei der Herstellung eines rekombinanten Hepatitis B- Oberflächenantigens in Hefe assoziiert sich ein verunreinigendes 60 000 Dalton-Hefeprotein mit dem Hepatitis B- Oberflächenantigen und wird durch die Reinigungsprozedur des Oberflächenantigens mitgeschleppt und erscheint im Endprodukt. Das verunreinigende Hefeprotein ist eng mit dem Oberflächenantigen assoziiert und kann durch herkömmliche Trennverfahren nicht aus dem 2 000 000 Dalton-Oberflächenantigen entfernt werden. Diese Verunreinigung setzt sich anscheinend im Inneren der Oberfläche des Antigenteilchens fort.
- Das Vorliegen des verunreinigenden Hefeproteinsin einem Impfstoff-Produkt ist unerwünscht.
- Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, um HBsAg zu reinigen, das in transformierter Hefe hergestellt worden ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren bereitzustellen, um Hefe- Verunreinigungen aus HBsAg zu entfernen, das in transformierter Hefe hergestellt worden ist. Diese und weitere Aufgaben der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
- Proteine, die aus Hefe stammen, werden aus dem in transformierter Hefe hergestellten HBsAg durch Diafiltration von HBsAg mit einem Dissoziationsmittel über eine Membran entfernt, die einen Molekulargewichtsausschluß bzw. -grenze aufweist von mehr als etwa 100 000 Dalton, jedoch weniger als etwa 1 000 000 Dalton, vorzugsweise etwa 100 000 Dalton bis etwa 300 000 Dalton.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von verunreinigendem Hefeprotein aus in transformierter Hefe hergestelltem HBsAg.
- Typischerweise umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Fermentation von Hefe, die mit einem Vektor transformiert worden ist, der für HBsAg codiert.
- Das so erhaltene Antigen wird dann durch herkömmliche Reinigungsverfahren gereinigt, die üblicherweise zur Isolierung und Reinigung biologisch aktiver Substanzen verwendet werden, wie Zellaufbruch, Extraktion der aufgebroche nen Zellen, Aussalzen mit Ammoniumsulfat, Gelfiltration, Ionenaustauschchromatographie, Fraktionierung mit Polyethylenglycol, Affinitätschromatographie, Ultrazentrifugation mit einem Dichtegradienten aus Saccharose und Caesiumchlorid oder Natriumbromid oder dergleichen.
- Wird die herkömmliche Reinigung befolgt, wird HBsAg erfindungsgemäß behandelt, um das Verunreinigende Hefeprotein zu entfernen. Die erfindungsgemäße Behandlung umfaßt eine Diafiltration des gewünschten HBsAg mit einem Dissoziationsmittel über eine Membran mit einem Molekulargewichtsausschluß von mehr als etwa 50 000 Dalton, jedoch weniger als etwa 1 000 000 Dalton, vorzugsweise etwa 100 000 Dalton bis etwa 300 000 Dalton.
- Am Ende der Fermentation werden die Hefezellen zur Freisetzung von HBsAg aufgebrochen. Die Zellen und Zellabfälle werden durch Zentrifugieren entfernt. Die Überstandsflüssigkeit wird dann zur Entfernung von Abfall- Proteinen behandelt, beispielsweise indem konzentriert oder diafiltriert wird. Die Flüssigkeit, die das Produkt enthält, wird dann auf Aerosil (pyrogene Kieselsäure) adsorbiert und gewaschen, um die verunreinigenden Proteine zu entfernen. Das Aerosil wird mit einem geeigneten Puffer eluiert. Das HBsAg-haltige Material wird konzentriert, diafiltriert und gegebenenfalls zentrifugiert. Die Überstandsflüssigkeit aus der Zentrifugation wird über eine Säule aus Butylagarose gegeben. Das adsorbierte Antigen wird mit einem geeigneten Puffer eluiert. Das Material wird dann konzentriert und auf eine Sepharose 6B-Säule aufgegeben. Die Antigen-haltigen Fraktionen der Sepharose -Säule werden vereinigt, auf eine gewünschte HBsAg-Protein-Konzentration verdünnt und mit einem Dissoziationsmittel verdünnt, was zur Dissoziation des Hefeproteins von dem Hepatitis B-Protein führt. Da das Hefeprotein in das gewünschte, von der Hefe produzierte HBsAg-Teilchen mitgeschleppt wird, wird die Abtrennung des Hefeproteins behindert und nicht schnell durchgeführt. Typischerweise beträgt die Zeitdauer, die eine Dissoziation der verunreinigenden Hefeproteine ermöglicht, bei Raumtemperatur etwa 6 Stunden bis etwa 24 Stunden, obwohl bei höheren Temperaturen kürzere Zeiten angewendet werden können. Das Gemisch wird dann konzentriert und über eine Hohlfasermembran mit einem Molekulargewichtsausschluß von 100 000 diafiltiert, wobei mindestens etwa fünf Volumina Dissoziationsmittel als Diafiltrationslösung verwendet werden. Das Antigen wird dann mit mindestens etwa 15 Volumina Phosphat-gepufferter Salzlösung diafiltriert, um das Dissoziationsmittel zu entfernen.
- Die transformierte Hefe kann auf bekannte Weise hergestellt werden, indem ein für ein gewünschtes Polypeptid oder Protein codierendes Gen in die Hefezellen eingebaut wird, die dann das codierte Polypeptid oder Protein exprimieren. Beispielsweise wird die Herstellung des HBsAg-Antigens aus transformierter Hefe beschrieben von Valenzuela et al., Nature 298:347 et seq.(1982). Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von aus Hefe stammendem HBsAg wird beschrieben von Miyanohara et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 80:1 et seq. (1983).
- Das Dissoziationsmittel kann ein Mittel sein, das die Polarität verringert, wie Dioxan oder Ethylenglycol, Harnstoff, Guanidin-Hydrochlorid oder chaotrope Mittel, wie Cl&supmin;, I&supmin;, CLO&sub4;&supmin;, CF&sub3;COO&supmin;, SCN&supmin; oder CCl&sub3;COO&supmin;. Spezielle Beispiele geeigneter chaotroper Mittel sind Natriumperchlorat, Natriumtrifluoracetat, Natriumtrichloracetat und Alkalimetallthiocyanate, z.B. NaSCN, KSCN und NH&sub4;SCN.
- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne jedoch dieselbe darauf zu beschränken.
- Eine Präparation aus dem rekombinanten Hepatitis B- Oberflächenantigen, bestehend aus 8 l gereinigtem Hepatitis B-Oberflächenantigen in PBS, enthält gemäß dem Lowry- Proteintest etwa 100 mg/ml Protein.
- Typischerweise bestehen 5 Prozent des gemessenen Proteins aus einem verunreinigenden 60 000 Dalton-Hefeprotein. Zu der obigen Lösung werden 8 l 6M KSCN in PBS hinzugegeben. Die resultierenden 16 l Lösung enthalten 50 mg/ml Protein und weisen eine Konzentration von 3M KSCN auf. Diese Lösung wird unter Rühren bei 4 ºC 16 Stunden lang inkubiert. Am Ende des Inkubationszeitraums wird die Lösung in einem Hohlfaserbündel mit einem Molekulargewichtsausschluß von 100 K (Amicon H10 P100-20) auf 4 l konzentriert. Das resultierende Konzentrat enthält etwa 200 mg/ml Protein in 3M KSCN. Die Hohlfaserbündel-Einheit wird dann von dem Konzentrationsmodus auf den Diafiltrationsmodus umgeschaltet. Das Produkt wird unter Verwendung von 20 l 3M KSCN diafiltriert. Durch den Diafiltrationsmodus wird das verunreinigende 60 000 Dalton-Hefeprotein, das den Filter passiert, von dem Hepatitis B-Oberflächenantigen-Teilchen von 2 000 000 Dalton, das hinter dem Filter zurückgehalten wird, abgetrennt. Nachdem die Diafiltration beendet ist, wird das Produkt zur Entfernung von KSCN nochmals mit 60 l PBS diafiltriert. Das resultierende Produkt enthält typischerweise 100 mg/ml Protein in 6 l, wovon weniger als 1 % des Proteins, wie durch HPLC gemessen, eine Hefe-Verunreinigung darstellt.
- Ein gereinigtes rekombinantes Hepatitis B-Oberflächenantigen, das den Ablauf von Sepharose 6B enthält, wird bezüglich KSCN in einer Konzentration von 3M hergestellt, indem festes KSCN zugegeben wird. Es wird dann bei 4 ºC über Nacht aufbewahrt. 2 ml dieses Materials werden mit 8 ml 3M KSCN in PBS vermischt und dann auf 2 ml konzentriert, wobei eine Amicon-Minicon-Konzentrationsvorrichtung mit einer XM300-Membran verwendet wird, die einen Größenausschluß von mehr als 300 000 Dalton aufweist. Dann werden 5 ml 3M KSCN hinzugegeben und das Gesamtvolumen durch Druckfiltration erneut auf 2 ml reduziert. Weitere 5 ml 3M KSCN werden zugegeben und das Gesamtvolumen auf 1 ml reduziert. Dieser eine ml Produkt wird dann über Nacht bei Raumtemperatur gegen PBS dialysiert, um das KSCN zu entfernen. Die Lösungen vor und nach der Behandlung wurden auf Polyacrylamidgel und durch einen Immunblot analysiert. Es wurde gefunden, daß die behandelte Lösung frei ist von Hefeprotein, während die unbehandelte Lösung eine Bande aufweist, die durch einen Antikörper als Hefe-Verunreinigung identifiziert wurde.
- Gereinigtes rekombinantes Hepatitis B-Oberflächenantigen wird, bezogen auf KSCN, in einer Konzentration von 3 M hergestellt. Eine zweite Probe wird dann, bezogen auf KSCN, in einer Konzentration von 2,5 M hergestellt. Eine dritte Probe wird, bezogen auf KSCN, in einer Konzentration von 2 M hergestellt, durch Zugabe von jeweils festem KSCN. Nach dem Inkubieren wurde jede dieser Proben gegen 5 Volumina KSCN diafiltriert, die bezogen auf KSCN dieselbe Molarität aufwiesen, wobei entweder eine XM300-Membran (Molekulargewichtsausschluß 300 000) oder eine XM100-Membran (Molekulargewichtsausschluß 100 000) verwendet wurde. Nach der Behandlung mit KSCN wurden alle Proben bei Raumtemperatur über Nacht gegen PBS dialysiert, um das KSCN zu entfernen. Alle Proben wurde auf Polyacrylamidgel und durch einen Immunblot analysiert. Alle Bedingungen für Membrangröße und KSCN-Konzentration entfernten die Hefe- Verunreinigung aus dem Hepatitis B-Oberflächenantigen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Entfernung proteinartiger Substanzen, die
von der Hefe abstammen, aus einer Lösung von Hepatitis B
Oberflächenantigen (HBsAg)-Teilchen, hergestellt in
einer transformierten Hefe, welches umfaßt Diafiltrieren
der kontaminierenden proteinartigen Hefesubstanz durch
eine Membran mit einer Molekulargewichtsgrenze von
mehr als etwa 100 000 Dalton bis 1 000 000 Dalton in
Gegenwart eines Dissoziationsmittels, welches wirksam
ist, um die kontaminierende proteinartige Hefesubstanz
von HBsAg zu dissoziieren, wobei das Dissoziationsmittel
nicht Triton X-100 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
Dissoziationsmittel ein polaritätsreduzierendes Mittel oder ein
chaotropes Mittel ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das
polaritätsreduzierende Mittel Dioxan, Ethylenglycol, Harnstoff oder
Guanidinhydrochlorid ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das chaotrope Mittel
CCl&sub3;COO&supmin;, CF&sub3;COO&supmin;, Cl&supmin;, ClO&sub4;&supmin;, I&supmin; oder SCN&supmin; ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Membran eine
Molekulargewichtsgrenze von etwa 100 000 Dalton bis
etwa 300 000 Dalton aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lösung der HBsAg-
Teilchen vor dem Diafiltrieren in Gegenwart des
Dissoziationsmittels inkubiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lösung der HBsAg-
Teilchen vor dem Diafiltrieren konzentriert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lösung der HBsAg-
Teilchen nach dem Diafiltrieren entfernt wird.
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