JP2023507298A - 組換えヒト神経成長因子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
治療薬物として使用できる組換えヒト神経成長因子の製造方法を提供する。
Description
本発明は、生命工学範疇に属し、遺伝工学方法を用いた高純度、高活性および無変形の組換えヒト神経成長因子の製造に関する。
Oxervate(cenegermin、組換えヒト神経成長因子、rhNGF)は、イタリアの製薬会社であるDompeが最初に開発した点眼液であり、中等度から重症の神経栄養性角膜炎(neurotrophic keratitis,NK)成人患者を治療するための希少医薬品であり、現在既にヨーロッパ連盟と米国にて発売されている。また、アルツハイマー病を治療するための適応症も、研究開発中にある。
組換えヒト神経成長因子を製造するために、本来の研究会社は、まず、proNGF封入体(inclusion bodies)を発現した後、変性と再生、proNGF再生液の精製、酵素切断および精製を経て組換えヒト神経成長因子を獲得した。しかしながら、前記方法は、酵素切断が必要であり、酵素切断後に精製がさらに必要であるので、段階が比較的多く、過程が比較的わずらわしい。
したがって、研究員らは、ずっと簡単ながらも直接的に変性および再生が可能な方法を探していた。Collins,et al.(US5,986,070)は、Trisを緩衝液として、8M尿素の条件で変性し、8M尿素の条件で再生する方法を用いたrhNGFの直接変性および再生方法を発明し、このような方法で高活性rhNGFを獲得した。しかしながら、このような方法で獲得したrhNGFは、質量分析で測定した結果、分子量がrhNGFに近い不純物が多く、このような不純物は、rhNGFの変形生成物である可能性がある。変形後のrhNGFと変形されないrhNGFは、分子量および性質の両方が非常に類似しているので、これは、後続の分離精製に困難を招いてしまい、一般的な方法では分離することが非常に難しく、分離をしても、収率が低い。
従来技術の不足を克服するために、本発明は、高純度、高活性および無変形の組換えヒト神経成長因子の製造方法を提供する。本出願の発明者は、rhNGFに関する長期間の研究を通じて、炭酸水素アンモニウム(NH4HCO3)を緩衝液とし、尿素(urea)が存在する条件で変性および再生を行う場合、本発明の方法を使用して製造された組換えヒト神経成長因子は、非標的タンパク質の不純物が大幅減少して、純度が高く、生物活性に優れていて、治療薬物として使用でき、良好な応用展望を有することを発見した。
前記目的を具現するために、本発明は、以下の技術方法を採択する:
本発明は、以下の段階を含む組換えヒト神経成長因子の製造方法を提供する:
(a)大腸菌の中で組換えヒト神経成長因子の封入体を発現して分離させる段階;
(b)封入体洗浄液を使用して前記封入体を洗浄する段階;
(c)変性液を投入して前記封入体を溶解させる段階;
(d)再生液を投入して封入体を再生させる段階;
(e)精製して組換えヒト神経成長因子を獲得する段階;
ここで、前記段階(d)は、炭酸水素アンモニウムを緩衝液として使用する。
本発明は、以下の段階を含む組換えヒト神経成長因子の製造方法を提供する:
(a)大腸菌の中で組換えヒト神経成長因子の封入体を発現して分離させる段階;
(b)封入体洗浄液を使用して前記封入体を洗浄する段階;
(c)変性液を投入して前記封入体を溶解させる段階;
(d)再生液を投入して封入体を再生させる段階;
(e)精製して組換えヒト神経成長因子を獲得する段階;
ここで、前記段階(d)は、炭酸水素アンモニウムを緩衝液として使用する。
組換えヒト神経成長因子の封入体は、商業化したまたは既知の大腸菌タンパク質発現システムを使用して発現および分離を行うことができる。本発明の好ましい一実施形態によれば、前記段階(a)は、ヒト神経成長因子のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1で表され、ヒト神経成長因子遺伝子の全長遺伝子合成、ベクター挿入、大腸菌への転換、発現、菌破壊、遠心分離、沈殿収集段階を含む。本発明の好ましい一実施形態によれば、前記ベクターは、pET28aであり、前記大腸菌は、大腸菌発現菌株BL21(DE3)plyssであり、前記発現は、IPTG誘導発現であり、前記菌破壊は、超音波破壊または均質器破壊などである。
組換えヒト神経成長因子の封入体を分離した後、封入体洗浄液で封入体を洗浄して不純物を除去することができ、本出願の発明者は、封入体の洗浄液の組み合わせに対して様々な試みを行うことによって、本発明の組換えヒト神経成長因子に特に適用される封入体洗浄方法を選別した。本発明の好ましい一実施形態によれば、前記段階(b)は、以下の段階を含む:封入体洗浄液Aを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階、ここで、前記封入体洗浄液Aは、20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、0.5~3%のTriton X-100、pH8.0~8.5を含み;封入体洗浄液Bを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階、ここで、前記封入体洗浄液Bは、20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、1~4Mの尿素、pH 8.0~8.5を含み;さらに封入体洗浄液Cを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階、ここで、前記封入体洗浄液Cは、20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、pH8.0~8.5を含む。さらに好ましくは、前記段階(b)は、以下の段階を含む:封入体洗浄液Aを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階、ここで、前記封入体洗浄液Aは、50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、1%のTriton X-100、pH8.5を含み;封入体洗浄液Bを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階、ここで、前記封入体洗浄液Bは、50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、2Mの尿素、pH8.5を含み;さらに封入体洗浄液Cを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階、ここで、前記封入体洗浄液Cは、50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、pH8.5を含む。
組換えヒト神経成長因子の封入体を精製した後、正確な折り畳み型(folding form)と生物活性を有する標的タンパク質を獲得するために、封入体に対して変性と再生段階を行わなければならない。
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記段階(c)は、封入体に8Mの尿素と15~25mMのクエン酸、pH2.8~3.2を含む変性液を前記封入体と前記変性液の湿重量(g):体積(mL)が1:20~30である割合で投入し、溶解後に遠心分離して、沈殿を除去する段階を含む。本発明の好ましい一実施形態によれば、前記変性液は、8Mの尿素と20mMのクエン酸、pH3.0を含み、前記封入体と前記変性液は、湿重量(g):体積(mL)が1:25である割合で変性液を投入する。
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記段階(d)は、以下の段階を含む:変性液に1/4体積の0.8~1.0Mの炭酸水素アンモニウムpH8.0~9.0と8Mの尿素溶液を投入し、DTTを5~10mMの終濃度に達するように投入して、25~37℃で30~60分間維持した後;酸化型グルタチオンを20~40mMの終濃度に達するように投入し、25~37℃で10~15分間維持し;さらに19倍体積の50~150mMのNa2HPO4、5~15mMのエタノールアミン、4.2~4.6Mの尿素、14~18%のPEG300、pH8.3~8.5を含む希釈緩衝液を投入した後、システインを1~5mMの終濃度に達するように投入し;アルゴンガスで脱気して、4℃で1~7日間再生し;3K膜でrhNGFの終濃度が1~2mg/mLに達するように再生液を限外ろ過して濃縮させる。さらに好ましくは、前記炭酸水素アンモニウムの濃度は、1Mであり、pHは、8.5であり、前記DTTの終濃度は、5mMであり、前記酸化型グルタチオンの終濃度は、20mMであり、前記希釈緩衝液は、100mMのNa2HPO4、10mMのエタノールアミン、4.6Mの尿素、15.8%のPEG300、pH8.3を含み、前記システインの終濃度は、3mMである。
封入体の変性と再生後、既知のクロマトグラフィーシステムを用いて標的タンパク質を精製することができる。本発明の一実施形態によれば、前記段階(e)は、SP精製およびC4逆相クロマトグラフィー段階を含む。
本発明の有益な効果:
1.操作が簡単であり、酵素切断が不要なので、段階が少なく、収得された生成物は、不純物が少なく、純度が高い。
2.本発明の方法は、標的タンパク質の生物活性を破壊せず、収得された製品は、候補薬物として使用できる。
1.操作が簡単であり、酵素切断が不要なので、段階が少なく、収得された生成物は、不純物が少なく、純度が高い。
2.本発明の方法は、標的タンパク質の生物活性を破壊せず、収得された製品は、候補薬物として使用できる。
本発明は、組換えヒト神経成長因子の製造方法を提供し、不純物が少ないため、純度が高く、生物活性に優れていて、治療薬物として使用でき、良好な応用展望を有する。
以下、実施例と実験例は、本発明をより具体的に説明するためのものであるが、ただし、いずれの形式でも本発明を制限するものではない。
別途説明しない限り、以下の実施例において使用される原料成分は、すべて市中で購入可能である。
実施例1:rhNGF封入体の製造
1.1 rhNGF発現菌株の構築
ヒト神経成長因子成熟ペプチド(NGF)は、C末端の2個のアミノ酸を除去したものであり、アミノ酸配列は、SEQ ID NO:1で表されている。大腸菌コドンの選好度によってコドンを最適化して、ヒト神経成長因子遺伝子を全長遺伝子合成し、その遺伝子配列は、SEQ ID NO:2で表されたように、pET28a多重クローニングサイト(MCS)Xba IとXho Iを挿入して、プラスミドhNGFpET28aを構築した。強プロモーター(strong promoter)T7を用いてタンパク質を発現した。プラスミドhNGFpET28aを42℃の熱衝撃を利用して大腸菌発現菌株BL21(DE3)plyss(promega社から購入)に転換し、2個のコロニーに対してIPTG誘導発現、超音波による菌破壊を行い、12000rpm×5minで遠心分離した。発現生成物の上清と沈殿のSDS-PAGEパターンは、図1に示されている。種子菌液を15%のグリセロールに投入して、バクテリアグリセロールストックを製造し、-80℃で保存した。
1.1 rhNGF発現菌株の構築
ヒト神経成長因子成熟ペプチド(NGF)は、C末端の2個のアミノ酸を除去したものであり、アミノ酸配列は、SEQ ID NO:1で表されている。大腸菌コドンの選好度によってコドンを最適化して、ヒト神経成長因子遺伝子を全長遺伝子合成し、その遺伝子配列は、SEQ ID NO:2で表されたように、pET28a多重クローニングサイト(MCS)Xba IとXho Iを挿入して、プラスミドhNGFpET28aを構築した。強プロモーター(strong promoter)T7を用いてタンパク質を発現した。プラスミドhNGFpET28aを42℃の熱衝撃を利用して大腸菌発現菌株BL21(DE3)plyss(promega社から購入)に転換し、2個のコロニーに対してIPTG誘導発現、超音波による菌破壊を行い、12000rpm×5minで遠心分離した。発現生成物の上清と沈殿のSDS-PAGEパターンは、図1に示されている。種子菌液を15%のグリセロールに投入して、バクテリアグリセロールストックを製造し、-80℃で保存した。
1.2 IPTG誘導発現
バクテリアグリセロールストックを1:1000の体積比で抗生剤含有培地に接種し、37℃、180rpmで一晩中培養した後;接種液を1:100の体積比で抗生剤含有培地に接種し、37℃、180rpmでOD600が0.3~0.8となるように培養した後;IPTGを投入して、終濃度が1mMとなるようにし、25℃、170rpmで18時間の間続いて培養し;8500×10minで遠心分離して、上清を除去し、菌体を収集した後;サンプルを抽出して超音波破壊し、沈殿は、SDS-PAGE検出を行った。誘導発現生成物のSDS-PAGEパターンは、図2に示されている。
バクテリアグリセロールストックを1:1000の体積比で抗生剤含有培地に接種し、37℃、180rpmで一晩中培養した後;接種液を1:100の体積比で抗生剤含有培地に接種し、37℃、180rpmでOD600が0.3~0.8となるように培養した後;IPTGを投入して、終濃度が1mMとなるようにし、25℃、170rpmで18時間の間続いて培養し;8500×10minで遠心分離して、上清を除去し、菌体を収集した後;サンプルを抽出して超音波破壊し、沈殿は、SDS-PAGE検出を行った。誘導発現生成物のSDS-PAGEパターンは、図2に示されている。
1.3 封入体の分離
菌体と破砕菌液(2mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、pH8.5)を湿重量(g):体積(mL)が1:5~1:10である割合で破砕菌液に投入し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を4回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離し、沈殿を収集した。
菌体と破砕菌液(2mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、pH8.5)を湿重量(g):体積(mL)が1:5~1:10である割合で破砕菌液に投入し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を4回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離し、沈殿を収集した。
1.4 封入体の精製
封入体洗浄液A(50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、1%のTriton X-100、pH8.5)を使用して封入体を再懸濁し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を1回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離して、沈殿を収集した。前記洗浄段階を1回繰り返した。
封入体洗浄液A(50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、1%のTriton X-100、pH8.5)を使用して封入体を再懸濁し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を1回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離して、沈殿を収集した。前記洗浄段階を1回繰り返した。
封入体洗浄液B(50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、2Mの尿素、pH8.5)を使用して沈殿を再懸濁し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を1回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離して沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返した。
さらに封入体洗浄液C(50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA,pH8.5)を使用して沈殿を再懸濁し、出力(power)を80%で、5分間3秒間隔で2秒間超音波処理し、超音波段階を1回繰り返し、4℃で12000rpm×15分間遠心分離して、沈殿を収集した。
実施例2:rhNGF封入体の炭酸水素アンモニウム中での変性、再生および精製
2.1 封入体の変性
実施例1中の封入体沈殿と変性液(8Mの尿素、20mMのクエン酸、pH3.0)を湿重量(g):体積(mL)が1:25である割合で変性液を投入し、溶解後に遠心分離して、沈殿を除去した。
2.1 封入体の変性
実施例1中の封入体沈殿と変性液(8Mの尿素、20mMのクエン酸、pH3.0)を湿重量(g):体積(mL)が1:25である割合で変性液を投入し、溶解後に遠心分離して、沈殿を除去した。
2.2 封入体の再生
変性液に1/4体積の1Mの炭酸水素アンモニウムpH8.5と8Mの尿素溶液を投入し、ジチオトレイトール(DTT)を5mMの終濃度に達するように投入して、25℃で30~60分間維持させた後;酸化型グルタチオンを20mMの終濃度に達するように投入して、25℃で10~15分間維持させ;19倍体積の希釈緩衝液(100mMのNa2HPO4、10mMのエタノールアミン、4.6Mの尿素、15.8%のPEG300、pH8.3)を投入した後;システインを3mMの終濃度に達するように投入し;アルゴンガスで脱気して4℃で1~7日間再生し;3K膜でrhNGFの終濃度が1~2mg/mLに達するように再生液を限外ろ過して濃縮させた。
変性液に1/4体積の1Mの炭酸水素アンモニウムpH8.5と8Mの尿素溶液を投入し、ジチオトレイトール(DTT)を5mMの終濃度に達するように投入して、25℃で30~60分間維持させた後;酸化型グルタチオンを20mMの終濃度に達するように投入して、25℃で10~15分間維持させ;19倍体積の希釈緩衝液(100mMのNa2HPO4、10mMのエタノールアミン、4.6Mの尿素、15.8%のPEG300、pH8.3)を投入した後;システインを3mMの終濃度に達するように投入し;アルゴンガスで脱気して4℃で1~7日間再生し;3K膜でrhNGFの終濃度が1~2mg/mLに達するように再生液を限外ろ過して濃縮させた。
これと同時に、対照サンプルを構築し、差異点は、変性液に1/4体積の1MのTris pH8.5と8Mの尿素を投入したことにあり、その他の条件は、すべて同一である。
2.3 精製
2.3.1 SP精製
SPカラム:SP XL 1mL GE社
サンプルローディング:緩衝液成分:20mMのNaAc pH5.0、伝導性4.5
溶離条件:グラジエント溶離
A:20mMのNaAc pH5.0
B:20mMのNaAc 2MのNaCl pH5.0
AからBまで20min。
2.3.1 SP精製
SPカラム:SP XL 1mL GE社
サンプルローディング:緩衝液成分:20mMのNaAc pH5.0、伝導性4.5
溶離条件:グラジエント溶離
A:20mMのNaAc pH5.0
B:20mMのNaAc 2MのNaCl pH5.0
AからBまで20min。
2.3.2 C4逆相クロマトグラフィー
サンプルローディング前にタンパク質を3K膜でrhNGFの終濃度が0.8~1.2/mLに達するように限外ろ過して濃縮させた。
C4カラム:Vydac 214TP 10μm C4 250×10mM
A:0.1%のトリフルオロ酢酸H2O溶液
B:0.1%のトリフルオロ酢酸アセトニトリル溶液
クロマトグラフィー条件:流速5mL/min
時間(min) %B
0 5%
5~10 5~20%
10~40 20~50%
40~50 50~80%.
サンプルローディング前にタンパク質を3K膜でrhNGFの終濃度が0.8~1.2/mLに達するように限外ろ過して濃縮させた。
C4カラム:Vydac 214TP 10μm C4 250×10mM
A:0.1%のトリフルオロ酢酸H2O溶液
B:0.1%のトリフルオロ酢酸アセトニトリル溶液
クロマトグラフィー条件:流速5mL/min
時間(min) %B
0 5%
5~10 5~20%
10~40 20~50%
40~50 50~80%.
2.4 質量分析検出
質量分析条件は、次の通りである:
Waters社のUPLC-XEVO G2 Q-TOF LC/MSシステム。システムの液相部分の構成は、次の通りである:BSMバイナリ高圧混合ポンプ、SMサンプルマネージャ、TUV紫外線検出器;質量スペクトル部分の構成は、次の通りである:ESIソース、Q-TOF検出器。データ処理と分析は、Masslynx V4.1とBiopharmaLynx分析ソフトウェア(Version:1.2)を使用した。
質量分析条件は、次の通りである:
Waters社のUPLC-XEVO G2 Q-TOF LC/MSシステム。システムの液相部分の構成は、次の通りである:BSMバイナリ高圧混合ポンプ、SMサンプルマネージャ、TUV紫外線検出器;質量スペクトル部分の構成は、次の通りである:ESIソース、Q-TOF検出器。データ処理と分析は、Masslynx V4.1とBiopharmaLynx分析ソフトウェア(Version:1.2)を使用した。
液相条件
クロマトグラフィーカラム:Mass PREPTM Micro Desalting Column 2.1×5mM(インタクトタンパク質分子量分析)、カラム温度:80℃
移動相A:0.1%のFA-H2O
移動相B:0.1%のFA-CAN
Seal Wash溶液:10%のIPA
質量分析洗浄液:50%のACN
質量分析IntelliStartバルブ洗浄液:50%のMeOH
サンプル注入体積:10μL
サンプル室温度:10℃
クロマトグラフィーカラム:Mass PREPTM Micro Desalting Column 2.1×5mM(インタクトタンパク質分子量分析)、カラム温度:80℃
移動相A:0.1%のFA-H2O
移動相B:0.1%のFA-CAN
Seal Wash溶液:10%のIPA
質量分析洗浄液:50%のACN
質量分析IntelliStartバルブ洗浄液:50%のMeOH
サンプル注入体積:10μL
サンプル室温度:10℃
質量分析条件
MSデータは、全部輪郭図(continuum)モードを用いて、Resolutionモードで収集した。
LockSpray収集モード:リアルタイム収集であり、キャリブレーションは適用しなかった。
キャリブレーション溶液:リアルタイムキャリブレーション(LockSpray)溶液:2ng/μLのLE溶液;
質量軸のキャリブレーション溶液:2μg/μLのヨウ化ナトリウム溶液
MSデータは、全部輪郭図(continuum)モードを用いて、Resolutionモードで収集した。
LockSpray収集モード:リアルタイム収集であり、キャリブレーションは適用しなかった。
キャリブレーション溶液:リアルタイムキャリブレーション(LockSpray)溶液:2ng/μLのLE溶液;
質量軸のキャリブレーション溶液:2μg/μLのヨウ化ナトリウム溶液
Tris緩衝液を使用した対照サンプルで製造したrhNGFの質量スペクトルは、図3に示されており、rhNGFと分子量が類似した多くの不純物ピークがあることが分かる。これに対し、本発明のNH4HCO3緩衝液で製造されたrhNGFの質量スペクトルは、図4に示されたように、不純物ピークが殆どなく、rhNGFサンプルの純度が大きく向上した。
実施例3:rhNGF生物活性の測定
実施例2で製造されたrhNGFおよび商品化したrhNGF(Sino Biological(義翹神州)から購入)をTF1細胞増殖法により生物活性を測定した。
実施例2で製造されたrhNGFおよび商品化したrhNGF(Sino Biological(義翹神州)から購入)をTF1細胞増殖法により生物活性を測定した。
実験段階は、次の通りである:
1.対数増殖期にあるTF1細胞(ATCC@CRL-2003TM)を37℃に予熱された1640培地で2回洗浄し、300~500gで5分間遠心分離する;
2.TF1細胞を計数し、10%のFBSを含有する1640培地を適当な密度に達するように懸濁した後、96ウェルプレートに10000個/150μL/ウェルで接種する;
3.96ウェルプレートで1640培地を使用してrhNGFサンプルを勾配希釈して、9個の勾配で3倍連続希釈し;希釈したサンプルを96ウェル細胞培養プレートに50μL/ウェルで投入した後;96ウェルの周囲を200μL/ウェルの蒸留水で満たす;
4.37℃、5%CO2条件のインキュベーターで3日間インキュベートする(状況に応じて4日に延長することができる);
5.3日後に96ウェル細胞培養プレートの各ウェル当たり20μLのCCK-8溶液を投入し、37℃のインキュベーターで8時間の間続いて培養する。
6.均一に混合した後、マイクロプレートリーダーでOD450値を読み、GraphPad Prism6でデータ分析を行って、グラフを描き、EC50を計算する。
1.対数増殖期にあるTF1細胞(ATCC@CRL-2003TM)を37℃に予熱された1640培地で2回洗浄し、300~500gで5分間遠心分離する;
2.TF1細胞を計数し、10%のFBSを含有する1640培地を適当な密度に達するように懸濁した後、96ウェルプレートに10000個/150μL/ウェルで接種する;
3.96ウェルプレートで1640培地を使用してrhNGFサンプルを勾配希釈して、9個の勾配で3倍連続希釈し;希釈したサンプルを96ウェル細胞培養プレートに50μL/ウェルで投入した後;96ウェルの周囲を200μL/ウェルの蒸留水で満たす;
4.37℃、5%CO2条件のインキュベーターで3日間インキュベートする(状況に応じて4日に延長することができる);
5.3日後に96ウェル細胞培養プレートの各ウェル当たり20μLのCCK-8溶液を投入し、37℃のインキュベーターで8時間の間続いて培養する。
6.均一に混合した後、マイクロプレートリーダーでOD450値を読み、GraphPad Prism6でデータ分析を行って、グラフを描き、EC50を計算する。
結果は、図5に示されたように、Tris緩衝液を使用して製造されたrhNGFおよび本発明の炭酸水素アンモニウム緩衝液を使用して製造されたrhNGFは、商品化したrhNGFと同様に、TF1細胞を増殖させることができることが示され、これは、本発明の方法で製造されたrhNGFが優れた生物活性を有し、候補薬物として使用できることを示唆する。
Claims (11)
- 組換えヒト神経成長因子の製造方法において、
(a)大腸菌の中で組換えヒト神経成長因子の封入体を発現して分離させる段階と、
(b)封入体洗浄液を使用して前記封入体を洗浄する段階と、
(c)変性液を投入して前記封入体を溶解させる段階と、
(d)再生液を投入して封入体を再生させる段階と、
(e)精製して組換えヒト神経成長因子を獲得する段階と、を含み、
ここで、前記段階(d)は、炭酸水素アンモニウムを緩衝液として使用することを特徴とする組換えヒト神経成長因子の製造方法。 - 前記段階(a)は、ヒト神経成長因子のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1で表され、ヒト神経成長因子遺伝子の全長遺伝子合成、ベクター挿入、大腸菌への転換、発現、菌破壊、遠心分離、沈殿収集段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記ベクターは、pET28aであり、前記大腸菌は、大腸菌発現菌株BL21(DE3)plyssであり、前記発現は、IPTG誘導発現であり、前記菌破壊は、超音波破壊または均質器破壊であることを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 前記段階(b)は、20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、0.5~3%のTriton X-100、pH8.0~8.5を含む封入体洗浄液Aを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階;20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、1~4Mの尿素、pH8.0~8.5を含む封入体洗浄液Bを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階;さらに20~100mMのTris、50~150mMのNaCl、1~10mMのEDTA、pH8.0~8.5を含む封入体洗浄液Cを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記段階(b)は、50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、1%のTriton X-100、pH8.5を含む封入体洗浄液Aを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階;50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、2Mの尿素、pH8.5を含む封入体洗浄液Bを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階;さらに50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、pH8.5を含む封入体洗浄液Cを使用して沈殿を再懸濁し、超音波、遠心分離を経て沈殿を収集し、前記洗浄段階を1回繰り返す段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
- 前記段階(c)は、封入体に8Mの尿素と15~25mMのクエン酸、pH2.8~3.2を含む変性液を前記封入体と前記変性液の湿重量(g):体積(mL)が1:20~30である割合で投入し、溶解後に遠心分離して沈殿を除去する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記変性液は、8Mの尿素と20mMのクエン酸、pH3.0を含み、前記封入体と前記変性液は、湿重量(g):体積(mL)が1:25である割合で変性液を投入することを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
- 前記段階(d)は、変性液に1/4体積の0.8~1.0Mの炭酸水素アンモニウムpH8.0~9.0と8Mの尿素溶液を投入し、DTTを5~10mMの終濃度に達するように投入して、25~37℃で30~60分間維持した後;酸化型グルタチオンを20~40mMの終濃度に達するように投入し、25~37℃で10~15分間維持し;さらに19倍体積の50~150mMのNa2HPO4、5~15mMのエタノールアミン、4.2~4.6Mの尿素、14~18%のPEG300、pH8.3~8.5を含む希釈緩衝液を投入した後、システインを1~5mMの終濃度に達するように投入し;アルゴンガスで脱気して、4℃で1~7日間再生し;3K膜でrhNGFの終濃度が1~2mg/mLに達するように再生液を限外ろ過して濃縮させる段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記炭酸水素アンモニウムの濃度は、1Mであり、pHは、8.5であり、前記DTTの終濃度は、5mMであり、前記酸化型グルタチオンの終濃度は、20mMであり、前記希釈緩衝液は、100mMのNa2HPO4、10mMのエタノールアミン、4.6Mの尿素、15.8%のPEG300、pH8.3を含み、前記システインの終濃度は、3mMであることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 前記段階(e)は、SP精製およびC4逆相クロマトグラフィー段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 1)大腸菌の中で組換えヒト神経成長因子の封入体を発現して分離させる段階、前記ヒト神経成長因子のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:1で表され、発現ベクターは、pET28aであり、前記大腸菌は、大腸菌発現菌株BL21(DE3)plyssであり、前記発現は、IPTG誘導発現であり;
2)封入体洗浄液を使用して段階1)の前記封入体をそれぞれ洗浄する段階;ここで:
2a)50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、1%のTriton X-100、pH8.5を含む封入体洗浄液Aを使用して前記封入体を洗浄し;
2b)50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、2Mの尿素、pH8.5を含む封入体洗浄液Bを使用して段階2a)で獲得された封入体を洗浄し;
2c)50mMのTris、100mMのNaCl、5mMのEDTA、pH8.5を含む封入体洗浄液Cを使用して段階2b)で獲得された封入体を洗浄し;
選択的に前記段階2a)~2c)を繰り返し;
3)8Mの尿素と20mMのクエン酸、pH3.0を含む変性液を前記封入体と前記変性液の湿重量(g):体積(mL)が1:25である割合で投入して、段階2)の洗浄で獲得された封入体を溶解させる段階;
4)段階3)で獲得された封入体に対して封入体再生を行う段階であり、段階3)の変性液に1/4体積の1.0Mの炭酸水素アンモニウムpH8.5と8Mの尿素溶液を投入し、DTTを5mMの終濃度に達するように投入して、25~37℃で30~60分間維持させた後;酸化型グルタチオンを20mMの終濃度に達するように投入して、25~37℃で10~15分間維持させ;19倍体積の100mMのNa2HPO4、10mMのエタノールアミン、4.6Mの尿素、15.8%のPEG300、pH8.3を含む希釈緩衝液を投入した後;システインを3mMの終濃度に達するように投入し;アルゴンガスで脱気して4℃で1~7日間再生し;3K膜でrhNGFの終濃度が1~2mg/mLに達するように再生液を限外ろ過して濃縮させる段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
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