JP2010518836A - 疎水性タンパク質を精製する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2007年2月22日に出願された米国仮特許出願第60/902,803号(これは、その全体が参考として本明細書に援用される)への優先権を主張する。
該当なし。
該当なし。
(i)細胞ホモジネートを精密濾過にかける工程と、
(ii)少なくとも1つの洗浄剤を含有する緩衝溶液を使用した精密ダイア濾過により前記精密濾過から得られた未透過物を抽出する工程と、
(iii)前記精密ダイア濾過から得た濾液を、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程と
を含む方法に関する。
(i)前記脂質付加タンパク質を含有する細胞を提供する工程と、
(ii)前記細胞をホモジナイズする工程と、
(iii)そのようにして得られたホモジネートを、
(a)精密濾過により前記ホモジネートを濃縮する工程、
(b)バイオマスを精密ダイア濾過により洗浄し、それによって精密ダイア濾液−1および精密ダイア未透過物−1を得る工程、
(c)前記精密ダイア未透過物−1から洗浄剤を含有する緩衝液を使用した精密ダイア濾過により脂質付加タンパク質を抽出し、それによって精密ダイア濾液−2および精密ダイア未透過物−2を得る工程
を含む精密(ダイア)濾過にかける工程と、
(iv)抽出された脂質付加タンパク質を含有する前記精密ダイア濾液−2をイオン交換クロマトグラフィーにかける工程であって、その溶出液が精製された脂質付加タンパク質を含有する、工程と、
(v)工程(iv)におけるイオン交換クロマトグラフィーから得られた溶出液を、残留内毒素除去のために陰イオン交換濾過にかける工程と、
(vi)脂質付加タンパク質を含有するそのようにして得られたタンパク質溶液をヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程と
を含めて、細胞から得ることができる。
(i)前記rSLAを含有する細胞を提供する工程と、
(ii)前記細胞をホモジナイズする工程と、
(iii)そのようにして得られたホモジネートを、
(a)精密濾過により前記ホモジネートを濃縮する工程、
(b)バイオマスを精密ダイア濾過により洗浄し、それによって精密ダイア濾液−1および精密ダイア未透過物−1を得る工程、
(c)前記精密ダイア未透過物−1から洗浄剤を含有する緩衝液を使用した精密ダイア濾過によりrSLAを抽出し、それによって精密ダイア濾液−2および精密ダイア未透過物−2を得る工程
を含む精密(ダイア)濾過にかける工程と、
(iv)抽出されたrSLAを含有する前記精密ダイア濾液−2をイオン交換クロマトグラフィーにかける工程であって、その溶出液が精製されたrSLAを含有する、工程と、
(v)工程(iv)におけるイオン交換クロマトグラフィーから得られた溶出液を、残留内毒素除去のために陰イオン交換濾過にかける工程と、
(vi)rSLAを含有するそのようにして得られたタンパク質溶液をヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程と
を含めて、細胞から得ることができる。
rSLA抽出のためのTRITON(商標)X100の濃度
細胞膜からのrSLAの抽出の有効性を、異なるTRITON(商標)X100濃度を使用して試験した。E.coliタンパク質および膜脂質の可溶化はTRITON(商標)X100濃度が上昇する結果として増加するために、それに続く精製工程の効率に対するマイナス影響が生じる可能性がある。したがって、最適TRITON(商標)X100濃度を見つけるために、TRITON(商標)X100濃度が異なる画分を、E.coliタンパク質のバルクを除去するのに強力な陰イオン交換クロマトグラフィー手順の前および後で比較した。
精密濾過対遠心分離の比較
混濁液の遠心分離は通常、細胞残渣分離のための第一選択である。工業的製造規模工程の樹立に関しては、工業規模の遠心分離機の高コストおよび作動流体の面倒な取扱いにより、代替方法が有利な投資になると思われる。代替分離戦略は精密濾過により提供される。したがって、遠心分離が精密濾過により代用される精製戦略が調査された(図2を参照されたい)。
表2に収載されている次のデータにより、精密濾過は遠心分離の代わりになりうることが実証された。したがって、精密濾過はrSLAハイブリッドタンパク質のための精製工程に有効に組み込むことができる。
遠心分離または精密濾過を使用した精製されたrSLAの免疫原性の比較
遠心分離が精密濾過で代用される工程で精製されたrSLAの免疫原性が減少されていないことを立証するために、両精製戦略からの産物が免疫原性研究において比較された。精密濾過されたrSLA(「新」)由来の材料で高抗体力価を生じる効率は、遠心分離の使用により精製されたrSLA(「旧」)と等価であった(図3を参照されたい)。
精密濾過の工程
精密濾過は、2工程で実施し、すなわち、
1)精密濾過工程の最初に、ホモジネートの濃縮を精密濾過により実施し、続いてバイオマスをTRIS緩衝液で洗浄する(=精密ダイア濾過−1)。
2)続いて、精密ダイア濾過による精密ダイア未透過物から、TRITON(商標)X100含有緩衝液によりrSLAを抽出した。
精密ダイア濾過によるrSLAのTRITON(商標)X100抽出
精密ダイア濾過−1の後に、抽出手順が行われる。精密ダイア未透過物−1の濃縮後、TRITON(商標)X100が最終濃度1.5%まで添加された。バイオマスはマグネチックスターラ上で攪拌された。30分のインキュベーション時間は抽出に十分であった。次に、精密ダイア濾過−2(MDF−2)を、TRITON(商標)X100を含有する抽出緩衝液で実施した。精密ダイア濾液−2は抽出されたrSLAを含有していた(図1、図4)。精密ダイア濾過緩衝液での容積変化中の一定のTRITON(商標)X100濃度は、抽出を可能にし、rSLAを濾液中に可溶化しておくのに重要であった。
正確なカセットポアサイズを選択することによる精密濾過の最適化
E.coliタンパク質のバルクの最適除去および標的タンパク質の十分な保持を評価するために、2つの異なるポアサイズを有する精密濾過カセットを研究した。これらの精密濾過実験では、Pall社製のポリエーテルスルホン膜(supor TFF)を使用した。寸法(0.1m2濾過面積)は実験室規模容積としては適切である。2つのポアサイズ、すなわち0.2μmおよび1000kDを比較した。画分はクマシー染色PAGEゲルおよびウェスタンブロット解析により分析した(図7を参照されたい)。
(実施例5)
ヒドロキシアパタイトによる洗浄剤除去
ヒドロキシアパタイト(HA)ULTROGEL(商標)クロマトグラフィー
DE−53でのネガティブクロマトグラフィー工程後、大半のE.coliタンパク質はrSLA溶液から除去された。ヒトワクチンでは、純度は最優先である。したがって、残留する細菌細胞タンパク質を除去する最終研磨工程が必要であった。
ヒドロキシアパタイトULTROGEL(商標)でのクロマトグラフィー工程
この実施例は、使用前のヒドロキシアパタイトの適切な調製を含むHAクロマトグラフィー手順を説明している。AKTAエクスプローラ制御システム(GE Healthcare社)により制御することができるカラムクロマトグラフィー工程を実施するために、ヒドロキシアパタイトULTROGEL(商標)(HA)をカラムに充填した。長期保存のため、HAは20%EtOHと1M NaClに入れた。HAゲルの再生およびデピロゲネーションでは、カラムは2カラム容量の0.5N NaClで洗い流した。クロマトグラフィー手順から始めるためには、カラムを一組の異なった液体ですすがなければならなかった。先ず、充填したカラムを2カラム容量(CV)の水(WFI、注射用蒸留水)で洗い流し、続いて2CVの0.5N NaOHで、および最終的に8CVのWFIで再度洗い流し、これには初回のすすぎ手順が含まれていた。これにより、クロマトグラフィー工程の開始時にすべての残留汚染物質および考えられる発熱性物質が除去されたことが保証された。これに続く平衡手順は3すすぎ工程からなっていた。樹脂は1CVのpH=6.8の10mMリン酸ナトリウム緩衝液(平衡緩衝液)で洗い流し、続いて2CVの500mMリン酸ナトリウム緩衝液(溶出緩衝液または緩衝液−B)、pH=6.8で、および再度3CVの平衡緩衝液で洗い流した。中間の500mM工程は、このクロマトグラフィー工程において用いられる最大イオン強度をシミュレートしていた。これにより、最大溶出条件下で、残留タンパク質は、タンパク質溶液を適用する前に樹脂から洗い流された。
完全なrSLA精製プロトコルの具体例
具体例によれば、本発明の方法は以下の通りに実施された。
Claims (64)
- 細胞から高度に精製された疎水性タンパク質を得るための方法であって、
(i)細胞ホモジネートを精密濾過にかける工程と、
(ii)少なくとも1つの洗浄剤を含有する緩衝溶液を使用した精密ダイア濾過により該精密濾過から得た未透過物を抽出する工程と、
(iii)該精密ダイア濾過から得た濾液をヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程であって、任意選択で、該HAカラムクロマトグラフィーの前に該精密ダイア濾過から得た濾液を追加のクロマトグラフィー工程にかける工程と
を含む方法。 - 抽出工程(ii)の前に、前記細胞ホモジネートを、Tris緩衝液、HEPES緩衝液、クエン酸緩衝液、およびリン酸緩衝液からなる群より選択される適切な緩衝液を使用して洗浄する、請求項1に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得た濾液をイオン交換クロマトグラフィーにかける、請求項1に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得た濾液を、膜吸着体を使用した陰イオン交換濾過にかける、請求項1に記載の方法。
- 精製される前記疎水性タンパク質が組換え合成Lyme抗原(rSLA)である、請求項1に記載の方法。
- 精製される前記疎水性タンパク質が、脂質付加タンパク質である、請求項1に記載の方法。
- 精製される前記疎水性タンパク質がBorrelia由来のリポタンパク質である、請求項1に記載の方法。
- 精製される前記疎水性タンパク質が、一次配列の少なくとも130個の連続したアミノ酸にわたってBorrelia sp.のOspAタンパク質と少なくとも50%の同一性を有するリポタンパク質である、請求項1に記載の方法。
- 前記疎水性タンパク質を含有する細胞が、E.coli、酵母、植物細胞、昆虫細胞、トリ細胞または哺乳動物細胞からなる群より選択される宿主細胞である、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液が、陰イオン洗浄剤、陽イオン洗浄剤、双性イオン洗浄剤および非イオン洗浄剤からなる群より選択される洗浄剤を含有し、
該陰イオン洗浄剤が、コール酸およびその誘導体、N,N−ジメチルドデシルアミンN−オキシド、1−アルキルスルホン酸ナトリウム、N−ラウロイルサルコシンまたは脂肪酸塩からなる群より選択され、
該陽イオン洗浄剤が、アルキルトリメチルアンモニウムブロミドおよびその誘導体、または塩化ベンザルコニウムからなる群より選択され、
該双性イオン洗浄剤が、ドデシルベタイン、アルキルジメチルアミンオキシドおよびその誘導体または3−(N,N−ジメチルアルキル−アンモニオ)−プロパンスルホン酸塩からなる群より選択され、
該非イオン洗浄剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、アルキルポリ(エチレンオキシド)およびその誘導体、アルキルポリグルコシドまたは脂肪アルコールからなる群より選択される、
請求項1に記載の方法。 - 前記洗浄剤が約0.5%から約3.0%までの量で存在する、請求項10に記載の方法。
- 前記洗浄剤が約1%から約1.5%までの量で存在する、請求項10に記載の方法。
- 前記工程(ii)で使用される緩衝液がTris緩衝液である、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(ii)で使用される緩衝液が、洗浄剤としてオクチルフェノールエトキシレートを含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記抽出工程(ii)の工程の後、0.2μmポアサイズ精密濾過カセットを使用して精密濾過および/または精密ダイア濾過工程を実施する、請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約0.1mMから約1.0Mまでの範囲にある、請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約1.0mMから約600mMまでの範囲にある、請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約3.0から約10.0までの範囲にある、請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約6.0から約8.0までの範囲にある、請求項1に記載の方法。
- 室温で前記方法を実施する、請求項1に記載の方法。
- 約0℃から約15℃までの温度で前記方法を実施する、請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって得られる疎水性タンパク質ならびに少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体および/または希釈剤を含む医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に1%未満の不純物含有量を有する、請求項22に記載の医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に0.5%未満の不純物含有量を有する、請求項22に記載の医薬組成物。
- 細胞から高度に精製された脂質付加タンパク質を得るための方法であって、
(i)該脂質付加タンパク質を含有する細胞を提供する工程と、
(ii)該細胞をホモジナイズする工程と、
(iii)そのようにして得られたホモジネートを、
(a)精密濾過により該ホモジネートを濃縮する工程、
(b)該バイオマスを精密ダイア濾過により洗浄し、それによって精密ダイア濾液−1および精密ダイア未透過物−1を得る工程、
(c)該精密ダイア未透過物−1から、洗浄剤を含有する緩衝液を使用した精密ダイア濾過により該脂質付加タンパク質を抽出し、それによって精密ダイア濾液−2および精密ダイア未透過物−2を得る工程
を含む精密ダイア濾過にかける工程と、
(iv)該抽出された脂質付加タンパク質を含有する該精密ダイア濾液−2を、イオン交換クロマトグラフィーにかける工程であって、その溶出液が該精製された脂質付加タンパク質を含有する、工程と、
(v)該工程(iv)におけるイオン交換クロマトグラフィーから得られた溶出液を、残留内毒素除去のために陰イオン交換濾過にかける工程と、
(vi)該脂質付加タンパク質を含有するそのようにして得られたタンパク質溶液を、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程と
を含む方法。 - 抽出工程(ii)の前に、前記細胞ホモジネートを、Tris緩衝液、HEPES緩衝液、クエン酸緩衝液、およびリン酸緩衝液からなる群より選択される適切な緩衝液を使用して洗浄する、請求項25に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得られた濾液をイオン交換クロマトグラフィーにかける、請求項25に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得られた濾液を、膜吸着体を使用した陰イオン交換濾過にかける、請求項25に記載の方法。
- 前記疎水性タンパク質を含有する細胞が、E.coli、酵母、植物細胞、昆虫細胞、トリ細胞または哺乳動物細胞からなる群より選択される宿主細胞である、請求項25に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液が、陰イオン洗浄剤、陽イオン洗浄剤、双性イオン洗浄剤および非イオン洗浄剤からなる群より選択される洗浄剤を含有し、
該陰イオン洗浄剤が、コール酸およびその誘導体、N,N−ジメチルドデシルアミンN−オキシド、1−アルキルスルホン酸ナトリウム、N−ラウロイルサルコシンまたは脂肪酸塩からなる群より選択され、
該陽イオン洗浄剤が、アルキルトリメチルアンモニウムブロミドおよびその誘導体、または塩化ベンザルコニウムからなる群より選択され、
該双性イオン洗浄剤が、ドデシルベタイン、アルキルジメチルアミンオキシドおよびその誘導体または3−(N,N−ジメチルアルキル−アンモニオ)−プロパンスルホン酸塩からなる群より選択され、
該非イオン洗浄剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、アルキルポリ(エチレンオキシド)およびその誘導体、アルキルポリグルコシドまたは脂肪アルコールからなる群より選択される、
請求項25に記載の方法。 - 前記洗浄剤が約0.5%から約3.0%までの量で存在する、請求項30に記載の方法。
- 前記洗浄剤が約1%から約1.5%までの量で存在する、請求項30に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液がTris緩衝液である、請求項25に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液が、洗浄剤としてオクチルフェノールエトキシレートを含有する、請求項25に記載の方法。
- 前記抽出工程(ii)の工程の後、0.2μmポアサイズ精密濾過カセットを使用して精密濾過および/または精密ダイア濾過工程を実施する、請求項25に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約0.1mMから約1.0Mまでの範囲にある、請求項25に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約1.0mMから約600mMまでの範囲にある、請求項25に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約3.0から約10.0までの範囲にある、請求項25に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約6.0から約8.0までの範囲にある、請求項25に記載の方法。
- 室温で前記方法を実施する、請求項25に記載の方法。
- 約0℃から約15℃までの温度で前記方法を実施する、請求項25に記載の方法。
- 請求項25に記載の方法によって得られる脂質付加タンパク質ならびに少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体および/または希釈剤を含む医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に1.0%未満の不純物含有量を有する、請求項42に記載の医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に0.5%未満の不純物含有量を有する、請求項42に記載の医薬組成物。
- 細胞から高度に精製された組換え合成Lyme抗原(rSLA)を得るための方法であって、
(i)該rSLAを含有する細胞を提供する工程と、
(ii)該細胞をホモジナイズする工程と、
(iii)そのようにして得られたホモジネートを、
(a)精密濾過により該ホモジネートを濃縮する工程、
(b)該バイオマスを精密ダイア濾過により洗浄し、それによって精密ダイア濾液−1および精密ダイア未透過物−1を得る工程、
(c)該精密ダイア未透過物−1から、少なくともオクチルフェノールエトキシレートを含有する緩衝液を使用した精密ダイア濾過によりrSLAを抽出し、それによって精密ダイア濾液−2および精密ダイア未透過物−2を得る工程
を含む精密ダイア濾過にかける工程と、
(iv)抽出されたrSLAを含有する該精密ダイア濾液−2を、陰イオン交換クロマトグラフィーにかける工程であって、その溶出液が精製されたrSLAを含有する、工程と、
(v)該工程(iv)における陰イオン交換クロマトグラフィーから得られた溶出液を、残留内毒素除去のために陰イオン交換濾過にかける工程と、
(vi)rSLAを含有するそのようにして得られたタンパク質溶液を、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィーにかける工程と
を含む方法。 - 抽出工程(ii)の前に、前記細胞ホモジネートを、Tris緩衝液、HEPES緩衝液、クエン酸緩衝液、およびリン酸緩衝液からなる群より選択される適切な緩衝液を使用して洗浄する、請求項45に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得られた濾液をイオン交換クロマトグラフィーにかける、請求項45に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー工程(iii)の前に、前記抽出工程(ii)から得られた濾液を、膜吸着体を使用した陰イオン交換濾過にかける、請求項45に記載の方法。
- 前記疎水性タンパク質を含有する細胞が、E.coli、酵母、植物細胞、昆虫細胞、トリ細胞または哺乳動物細胞からなる群より選択される宿主細胞である、請求項45に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液が、陰イオン洗浄剤、陽イオン洗浄剤、双性イオン洗浄剤および非イオン洗浄剤からなる群より選択される洗浄剤を含有し、
該陰イオン洗浄剤が、コール酸およびその誘導体、N,N−ジメチルドデシルアミンN−オキシド、1−アルキルスルホン酸ナトリウム、N−ラウロイルサルコシンまたは脂肪酸塩からなる群より選択され、
該陽イオン洗浄剤が、アルキルトリメチルアンモニウムブロミドおよびその誘導体、または塩化ベンザルコニウムからなる群より選択され、
該双性イオン洗浄剤が、ドデシルベタイン、アルキルジメチルアミンオキシドおよびその誘導体または3−(N,N−ジメチルアルキル−アンモニオ)−プロパンスルホン酸塩からなる群より選択され、
該非イオン洗浄剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、アルキルポリ(エチレンオキシド)およびその誘導体、アルキルポリグルコシドまたは脂肪アルコールからなる群より選択される、
請求項45に記載の方法。 - 前記洗浄剤が約0.5%から約3.0%までの量で存在する、請求項50に記載の方法。
- 前記洗浄剤が約1%から約1.5%までの量で存在する、請求項50に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液がTris緩衝液である、請求項45に記載の方法。
- 前記工程(ii)において使用される緩衝液が、洗浄剤としてオクチルフェノールエトキシレートを含有する、請求項45に記載の方法。
- 前記抽出工程(ii)の工程の後、0.2μmポアサイズ精密濾過カセットを使用して精密濾過および/または精密ダイア濾過工程を実施する、請求項45に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約0.1mMから約1.0Mまでの範囲にある、請求項45に記載の方法。
- 前記緩衝液濃度が約1.0mMから約600mMまでの範囲にある、請求項45に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約3.0から約10.0までの範囲にある、請求項45に記載の方法。
- 前記緩衝液のpHが約6.0から約8.0までの範囲にある、請求項45に記載の方法。
- 室温で前記方法を実施する、請求項45に記載の方法。
- 約0℃から約15℃までの温度で前記方法を実施する、請求項45に記載の方法。
- 請求項45に記載の方法によって得られるrSLAならびに少なくとも1つの薬学的に許容可能な担体および/または希釈剤を含む医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に1.0%未満の不純物含有量を有する、請求項62に記載の医薬組成物。
- 前記高度に精製された疎水性タンパク質が、ヒドロキシアパタイト(HA)カラムクロマトグラフィー工程の後に0.5%未満の不純物含有量を有する、請求項62に記載の医薬組成物。
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