JP2012507550A - セラミックヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーを使用する酸性タンパク質の精製 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本発明の方法を使用して精製するタンパク質は、好ましくは、酸性タンパク質、例えば、融合タンパク質、受容体融合タンパク質、免疫グロブリン融合タンパク質、可溶性受容体融合タンパク質、および他のポリペプチド産物である。
対象となるタンパク質を宿主細胞において発現させた後、対象となるタンパク質、例えば、酸性タンパク質を精製する。対象となるタンパク質は、対象となるタンパク質を発現する宿主細胞株の細胞抽出液から、または対象となるタンパク質を発現する組換え宿主細胞株を培養して得られる馴化培地(回収培地)から精製することができる。さらに、対象となるタンパク質は、動物の血清、腹水液、器官抽出物などを包含するが、それらに限定されない多くの他の供給源から精製することができる。アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、および疎水性相互作用クロマトグラフィーなどの普通のタンパク質精製方法は、タンパク質調製物から、高分子量凝集体または不活性なおよび/もしくは部分的に活性な種などの不要な成分を十分には除去できない。したがって、本発明の方法は、対象となるタンパク質、例えば、酸性タンパク質の精製にヒドロキシアパタイト樹脂を利用する。
本発明の方法では、対象となるタンパク質、例えば、酸性タンパク質、例えば、酸性免疫グロブリン融合タンパク質を、結合方式のcHAクロマトグラフィーを使用して、HMWAおよび不活性なおよび/または部分的に活性な種などの不純物から精製する。
前述のように、本発明のcHAベースの精製方法は、他のタンパク質精製技術と組み合わせて使用することができる。cHAクロマトグラフィーでは、最初の充填投与量が約40mg/mL以下のcHA樹脂、例えば約20mg/mLのcHA樹脂などであることが望ましい。したがって、本発明の一実施形態では、ヒドロキシアパタイトステップより前の1つまたは複数のステップは、夾雑物または不純物の充填投与量を減少させるのに望ましい可能性がある。本発明の別の実施形態では、ヒドロキシアパタイトステップの後の1つまたは複数の精製ステップは、さらなる夾雑物または不純物を除去するのに望ましい可能性がある。
HMWA、不活性なおよび/または部分的に活性な種の除去に加えて、cHAクロマトグラフィーは、タンパク質調製物から他の不純物を除去するのに有用であることが示された。本発明のcHAクロマトグラフィー方法によって除去することができる他の不純物としては、DNA、宿主細胞タンパク質、外来ウイルス、および先行精製ステップの浸出したプロテインA夾雑物が挙げられるが、それらに限定されない。
酸性免疫グロブリン融合タンパク質(ActRIIB−Fc)を、CHO細胞中で発現させ、rプロテインAクロマトグラフィー(GE−Healthcare、Piscataway、NJ)によって回収培地から精製した。rプロテインAクロマトグラフィーからのタンパク質溶出物(elution)は、ActRIIB−Fcタンパク質を含有するが、著しいレベルの不活性なおよび部分的に活性な種ならびにHMWAも含有していた(表2の「充填」列を参照)。不活性なおよび部分的に活性なActRIIB−Fc種ならびにHMWAを除去するために、プロテインAカラムからの溶出物をcHAクロマトグラフィーにかけた。
cHAクロマトグラフィーは、IgのFcドメイン(sIL21r−Fc)に融合したIL21を含む別の酸性Ig融合タンパク質の精製中のHMWA除去に優れていることが分かった。Ettingerら、Ann Rheum Dis、2008;67(Suppl III):iii83〜iii86(sIL21r−Fc融合タンパク質の説明に関して)を参照されたい。このプロセスステップの目的の1つは、後のクロマトグラフィーステップのHMWAおよびHCPに対する能力を向上させるためにHMWAを除去することであった。カラムを、中性pHおよび低イオン強度の塩化カルシウム溶液で平衡化した。rプロテインA溶出物プールを、塩化カルシウムとの接触時に観察された産物不安定性のために、このプロセスでは塩化カルシウムを添加するのではなく、rプロテインA溶出物プールを、20〜30g/Lの樹脂充填投与量においてcHAカラムに直接充填した。これらの緩衝液条件下で、産物はcHA樹脂に結合し、いくつかのHMWA種はカラムを通過した。次いで、カラムを、中性pHおよび低イオン強度の緩衝液で洗浄し、中性pHの10〜17mMのリン酸緩衝液を使用して、活性産物を選択的に溶出させた。続いて、より高濃度のリン酸緩衝液を使用して、さらなるHMWA種を樹脂からストリッピングした。最後に、水酸化ナトリウムおよびリン酸カリウムの溶液を使用して、樹脂を再生した。
Claims (28)
- 対象となる少なくとも1種の酸性タンパク質を、不純物を含有するタンパク質調製物から精製する方法であって、
(a)二価金属陽イオンを含む平衡化緩衝液を、ヒドロキシアパタイト樹脂に注入するステップと、
(b)ヒドロキシアパタイト樹脂を充填緩衝液中でタンパク質調製物と接触させるステップと、
(c)ヒドロキシアパタイト樹脂を、二価金属陽イオンを含む洗浄緩衝液で洗浄するステップと、
(d)リン酸塩を含む溶出緩衝液を用いて、少なくとも1種の酸性タンパク質をヒドロキシアパタイト樹脂から溶出させるステップと
を含む方法。 - 平衡化緩衝液が、約1〜約20mMの二価金属陽イオンを含み、充填緩衝液が、約1〜約20mMの二価金属陽イオンを含み、洗浄緩衝液が、約1〜約20mMの二価金属陽イオンを含み、溶出緩衝液が、約2〜約50mMのリン酸塩を含む、請求項1に記載の方法。
- 平衡化緩衝液、充填緩衝液、および洗浄緩衝液が、約5mMの二価金属陽イオンを含み、溶出緩衝液が、約6mMのリン酸塩を含む、請求項2に記載の方法。
- 不純物が、前記少なくとも1種の酸性タンパク質の不活性なまたは部分的に活性な種である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 不純物が、高分子量凝集体である、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- ヒドロキシアパタイト樹脂が、セラミックヒドロキシアパタイトのタイプIまたはタイプIIである、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 二価金属陽イオンが、CaCl2およびMgCl2からなる群から選択される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 二価金属陽イオンが、CaCl2である、請求項7に記載の方法。
- リン酸塩が、リン酸ナトリウムまたはリン酸カリウムである、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- リン酸塩が、リン酸ナトリウムである、請求項9に記載の方法。
- 溶出緩衝液が、約1〜約100mMのリン酸塩を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 平衡化緩衝液、洗浄緩衝液、または溶出緩衝液のうちの少なくとも1種が、約10mM〜約200mMのHEPESをさらに含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 平衡化緩衝液、洗浄緩衝液、または溶出緩衝液のうちの少なくとも1種が、約10mMのHEPESをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 平衡化緩衝液、洗浄緩衝液、または溶出緩衝液のうちの少なくとも1種が、約6.1〜約8.1のpHを有する、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 平衡化緩衝液、洗浄緩衝液、または溶出緩衝液のうちの少なくとも1種が、約7.2のpHを有する、請求項14に記載の方法。
- 酸性タンパク質が、免疫グロブリン融合タンパク質である、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 免疫グロブリン融合タンパク質が、受容体融合タンパク質である、請求項16に記載の方法。
- 受容体融合タンパク質が、ActRIIB−Fcである、請求項17に記載の方法。
- 融合タンパク質が、sIL21r−Fcである、請求項16に記載の方法。
- 充填緩衝液が、一価陽イオンを含む、請求項19に記載の方法。
- 一価陽イオンが、NaClである、請求項20に記載の方法。
- 高分子量凝集体の少なくとも約60%の減少をもたらす、請求項5に記載の方法。
- 高分子量凝集体の少なくとも約90%の減少をもたらす、請求項22に記載の方法。
- 不純物が、プロテインAまたは宿主細胞タンパク質である、請求項1から23のいずれか一項に記載の方法。
- 平衡化緩衝液を注入するステップの前に、タンパク質調製物に、プロテインAクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、ダイアフィルトレーション、限外ろ過、ウイルス除去ろ過、イオン交換クロマトグラフィー、およびそれらの組合せからなる群から選択される精製方法を施すステップをさらに含む、請求項1から24のいずれか一項に記載の方法。
- 対象となる少なくとも1種の酸性タンパク質を、前記少なくとも1種の酸性タンパク質の不活性なまたは部分的に活性な種を含有するタンパク質調製物から精製する方法であって、
ヒドロキシアパタイト樹脂をタンパク質調製物と接触させるステップと、
対象となる少なくとも1種の酸性タンパク質を、前記不活性なまたは部分的に活性な種とは別々に溶出させるステップと
を含む方法。 - 酸性タンパク質が、精製され、任意選択により、医薬品において使用するために製剤化される、請求項1から26のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から26のいずれか一項に記載のプロセスによって精製された酸性タンパク質。
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