KR100701199B1 - A cell derived from a mammalian cell producing a sialylated glycoprotein and CMP-sialic acid transporter and a method of producing a glycoprotein having reduced N-glycolylneuraminic acid and enhanced N-acetylylneuraminic acid content - Google Patents

A cell derived from a mammalian cell producing a sialylated glycoprotein and CMP-sialic acid transporter and a method of producing a glycoprotein having reduced N-glycolylneuraminic acid and enhanced N-acetylylneuraminic acid content Download PDF

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Abstract

본 발명은 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현하는 포유류 유래 세포 및 그를 이용하여 N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법을 제공한다.In the present invention, mammalian-derived cells expressing sialylated glycoproteins and CMP-SAT to higher levels than endogenous levels, and the content of N-glycolylneuraminic acid are reduced, and the content of N-acetylneuraminic acid is increased. Provided are methods for producing sialylated glycoproteins.

CHO, CMP-SAT, 시알산, 당단백질 CHO, CMP-SAT, sialic acid, glycoprotein

Description

내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현하는 포유류 유래 세포 및 그를 이용하여 N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법{A cell derived from a mammalian cell producing a sialylated glycoprotein and CMP-sialic acid transporter and a method of producing a glycoprotein having reduced N-glycolylneuraminic acid and enhanced N-acetylylneuraminic acid content}Mammalian-derived cells expressing sialylated glycoproteins and CPM-SAT to levels higher than endogenous levels and sialylation sugars having reduced content of N-glycolylneuraminic acid and increased content of N-acetylneuraminic acid using the same A cell derived from a mammalian cell producing a sialylated glycoprotein and CMP-sialic acid transporter and a method of producing a glycoprotein having reduced N-glycolylneuraminic acid and enhanced N-acetylylneuraminic acid content}

도 1은 포유동물에서 발현되는 당단백질에 부착되는 복합형 올리고사카라이드 (complex oligosaccharide)를 도식적으로 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically showing a complex oligosaccharide attached to a glycoprotein expressed in a mammal.

도 2는 시알화 반응의 두 기질인 CMP-Neu5Ac와 CMP-Neu5Gc의 구조를 도식적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram schematically showing the structure of two substrates of sialation reaction, CMP-Neu5Ac and CMP-Neu5Gc.

도 3은 Neu5Ac로부터 시알화 반응이 일어나는 경로를 도식적으로 나타낸 도면이다. 3 is a diagram schematically showing a pathway in which sialation reaction occurs from Neu5Ac.

도 4는 hEPO 발현벡터 pSEpoh를 도식적으로 나타낸 도면이다. 4 is a diagram schematically showing the hEPO expression vector pSEpoh.

도 5는 CMP-SAT의 발현벡터 pTH를 도식적으로 나타낸 도면이다. 5 is a diagram schematically showing the expression vector pTH of CMP-SAT.

도 6은 His-tag 금속 친화성 크로마토그래피 방법으로 배지 중의 hEPO를 분리하고, 이를 SDS-PAGE (A) 및 웨스턴 블롯 (B) 분석한 결과를 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing the result of analyzing the hEPO in the medium by His-tag metal affinity chromatography method, and analyzing the SDS-PAGE (A) and Western blot (B).

도 7은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 그로부터 전 RNA를 분리하고, SAT-N (서열번호 3) 및 SATH-C (서열번호 4)의 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용하여 RT-PCR을 수행한 결과를 1% 아가로즈 겔에서의 전기영동을 통하여 확인한 결과를 나타내는 도면이다.7 is a culture of the CHO-EPO-SAT cell line to isolate the entire RNA therefrom, RT-PCR was performed using oligonucleotides of SAT-N (SEQ ID NO: 3) and SATH-C (SEQ ID NO: 4) as a primer It is a figure which shows the result confirmed through the electrophoresis on 1% agarose gel.

도 8은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 얻어진 배양물 중의 CMP-SAT에 대하여 웨스턴 블롯한 결과를 나타내는 도면이다.Fig. 8 is a diagram showing the result of Western blotting on CMP-SAT in culture obtained by culturing CHO-EPO-SAT cell line.

도 9는 CMP-SAT의 세포 내에서의 발현 위치를 형광 현미경을 통하여 관찰한 결과를 나타내는 사진이다.9 is a photograph showing the results of observing the expression position in the cells of CMP-SAT through a fluorescence microscope.

도 10은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 얻어진 hEPO를 등전점 및 크기에 따라 이차원 전기영동 분석한 결과를 나타내는 도면이다.10 is a diagram showing the results of two-dimensional electrophoresis analysis of hEPO obtained by culturing CHO-EPO-SAT cell line according to isoelectric point and size.

도 11는 CHO-EPO-SAT로부터 발현된 hEPO의 시알산 함량을 MAA를 통하여 통하여 조사한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 11 shows the results of sialic acid content of hEPO expressed from CHO-EPO-SAT through MAA.

본 발명은 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현하는 포유류 유래 세포 및 그를 이용하여 N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법에 관한 것이다. In the present invention, mammalian-derived cells expressing sialylated glycoproteins and CMP-SAT to higher levels than endogenous levels, and the content of N-glycolylneuraminic acid are reduced, and the content of N-acetylneuraminic acid is increased. A method for producing sialylated glycoproteins is disclosed.

많은 인간 기원의 외래 당단백질이 인간을 제외한 다른 포유동물에서 발현되 고 있다. 이는 포유동물에서 외래 단백질을 발현하기 위한 벡터 시스템이 잘 구축되어 있고 번역후 변형 (post-translational modification) 시스템도 비슷하기 때문이다. 상기한 외래 당단백질의 예에는 주로 중국햄스터 난소 (CHO) 세포에서 발현되어 생산되는 에리스로포이에틴 (EPO), 트란스페린, 플라스미노겐 및 티로트로핀 등이 포함된다. Many foreign glycoproteins of human origin are expressed in mammals other than humans. This is because vector systems for expressing foreign proteins in mammals are well established and post-translational modification systems are similar. Examples of such foreign glycoproteins include erythropoietin (EPO), transferrin, plasminogen and tyrotropin, which are mainly expressed and produced in Chinese hamster ovary (CHO) cells.

일반적으로 포유동물에서는 번역후 변형에 의하여 시알산 (SA)으로 종결되는 복합형 올리고사카라이드 (complex oligosaccharide)가 Asn-X-Ser/Thr의 Asn 잔기에 부착되어 있는 당단백질이 발현된다 (도 1). 도 1은 포유동물에서 발현되는 당단백질에 부착되는 복합형 올리고사카라이드 (complex oligosaccharide)를 도식적으로 나타낸 도면이다. 치료용 단백질에 있어서, 당쇄의 말단 잔기는 인 비보 (in vivo) 반감기를 종종 조절하기 때문에 특히 중요하다. 시알산으로 종결되는 올리고사카라이드를 갖는 당단백질은 혈류로부터 만노즈 (Man), N-아세틸글루코스아민 (GlcNac) 및 갈라토즈 (Gal)를 갖는 구조에 결합하고 재빠르게 제거하는 수용체가 간세포 및 마크로파지에 존재하기 때문에 일반적으로 더 오래 동안 혈류에 잔류하게 된다. 포유동물에서 발현되는 상기한 복합형 올리고사카라이드 (complex oligosaccharide)에서 시알산 함량은 종종 인간과 인간을 제외한 다른 포유동물 세포에서 완전히 일치하지는 않는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 인간에서는 시알산으로서 N-아세틸뉴라민산 (N-acetylneuraminic acid: 이하 Neu5Ac라 함)만이 발견되나, 다른 포유동물 세포에서는 N-아세틸뉴라민산 (N-acetylneuraminic acid: 이하 Neu5Ac라 함)과 N-글리콜릴뉴라민산 (N-glycolylneuraminic acid: 이하 Neu5Gc라 함)의 2개 종류의 시알산이 발견되고 있다. CHO 세포에서 발현되는 당단백질 중의 Neu5Gc의 함량은 당단백질의 종류에 따라 다르며 적게는 2~3%이고 많게는 14% 까지로 알려져 있다(T.G. Warner, 1999, Glycobiology, 9, 841-850). 또한 특정 CHO 세포는 당단백질의 시알산이 모두 100% Neu5Gc인 경우도 있다 (T.G. Warner, 1999, Glycobiology, 9, 841-850). 도 2는 시알화 반응의 두 기질인 CMP-Neu5Ac와 CMP-Neu5Gc의 구조를 도식적으로 나타낸 도면이다. Neu5Gc 형태의 시알산은 인체 내에는 존재하지 않기 때문에 외래 물질로서 인식되어, Neu5Gc를 포함하는 당단백질이 인간에게 투여되는 경우, 면역 반응 예를 들면, Hanganutziu-Deicher 항체의 형성을 유도할 수 있다 (H. Higashi 등, 1977, Biochemical and Biophysical Research Communications, 79, 388-395; J.M. Merrick 등, 1978, International Archives of Allergy and Applied Immunology, 57, 477-480; M. Odaka 등, 1998, Annals of neurology, 43, 829-834). In mammals, glycoproteins are expressed in which complex oligosaccharides terminated with sialic acid (SA) by post-translational modification are attached to Asn residues of Asn-X-Ser / Thr (FIG. 1). ). 1 is a diagram schematically showing a complex oligosaccharide attached to a glycoprotein expressed in a mammal. In therapeutic proteins, the terminal residues of the sugar chains are particularly important because they often regulate in vivo half-life. Glycoproteins with oligosaccharides terminated with sialic acid bind to structures with mannose (Man), N-acetylglucosamine (GlcNac) and galactose (Gal) from the bloodstream and rapidly remove receptors for hepatocytes and macrophages. It is usually present in the bloodstream for a longer time. The sialic acid content in such complex oligosaccharides expressed in mammals is often not known to be completely consistent in humans and other mammalian cells except humans. For example, in humans only N-acetylneuraminic acid (Ne5Ac) is found as sialic acid, while in other mammalian cells N-acetylneuraminic acid (Ne5) is known as Neu5Ac. Two kinds of sialic acid, N-glycolylneuraminic acid (hereinafter referred to as Neu5Gc), have been found. The content of Neu5Gc in glycoproteins expressed in CHO cells depends on the type of glycoprotein and is known to be 2 to 3% and as high as 14% (TG Warner, 1999, Glycobiology , 9, 841-850). In addition, certain CHO cells may have 100% Neu5Gc of all sialic acid of glycoproteins (TG Warner, 1999, Glycobiology , 9, 841-850). 2 is a diagram schematically showing the structure of two substrates of sialation reaction, CMP-Neu5Ac and CMP-Neu5Gc. Since sialic acid in the form of Neu5Gc is not present in the human body, it is recognized as a foreign substance, and when a glycoprotein containing Neu5Gc is administered to humans, it may induce the formation of an immune response, for example, a Hanganutziu-Deicher antibody (H Higashi et al., 1977, Biochemical and Biophysical Research Communications , 79, 388-395; JM Merrick et al., 1978, International Archives of Allergy and Applied Immunology , 57, 477-480; M. Odaka et al., 1998, Annals of neurology, 43. , 829-834).

종래 포유동물에서 발현되는 당단백질의 N-글리콜릴뉴라민산의 함량을 감소시키고자 하는 시도가 있었다. 예를 들면, S. Chenu 등, 2003, Biochimica et Biophysica Acta, 1622, 133-144에는 CMP-Neu5Ac 히드록실라제를 저해함으로써 당단백질의 Neu5Gc 함량을 감소시키는 방법이 개시되어 있다. 이는 CMP-Neu5Gc는 세포질에서 CMP-Neu5Ac 히드록실라제에 의한 히드록실화 반응에 의하여 CMP-Neu5Ac로부터 전환되는 합성 경로를 저해함으로써, 시알릴화의 기질인 CMP-Neu5Gc의 수준을 감소시켜 최종 당단백질 중의 Neu5Gc의 함량을 감소시키는 방법이다. Attempts have been made to reduce the content of N-glycolylneuraminic acid of glycoproteins expressed in mammals in the past. For example, S. Chenu et al., 2003, Biochimica et Biophysica Acta, 1622, 133-144, disclose a method for reducing the Neu5Gc content of glycoproteins by inhibiting CMP-Neu5Ac hydroxylase. This inhibits the synthetic pathway in which CMP-Neu5Gc is converted from CMP-Neu5Ac by hydroxylation reaction by CMP-Neu5Ac hydroxylase in the cytoplasm, thereby reducing the level of CMP-Neu5Gc, a substrate for sialylation, resulting in a final glycoprotein. It is a method of reducing the content of Neu5Gc in the.

상기한 바와 같은 종래 기술에 의하더라도 CMP-시알산 트란스포터 (CMP- sialic acid transporter: 이하 CMP-SAT라 함)를 이용하여 포유동물 세포에서 발현되는 당단백질 중의 Neu5Gc를 감소시키는 방법은 개시된 바 없다. 포유동물에서 시알릴화 (sialylation) 반응은 세포질에서 합성된 CMP-시알산 (CMP-SA)이 CMP-시알산 트란스포터 (CMP-SAT)에 의하여 골지체로 이송되고, 골지체 내로 이송된 CMP-SA는 시알릴트란스퍼라제 (sialyltransferase)에 의하여 기질로 사용되어 CMP-SA 중의 시알산이 복합형 올리고사카라이드의 전구체에 전이되어 복합형 올리고사카라이드를 형성하게 된다. 도 3은 Neu5Ac로부터 시알화 반응이 일어나는 경로를 도식적으로 나타낸 도면이다.Even in the prior art as described above, a method for reducing Neu5Gc in glycoprotein expressed in mammalian cells using a CMP-sialic acid transporter (CMP-SAT) has not been disclosed. . In mammalian sialylation reactions, CMP-sialic acid (CMP-SA) synthesized in the cytoplasm is transferred to the Golgi apparatus by CMP-sialic acid transporter (CMP-SAT), and CMP-SA transferred into the Golgi apparatus Sialyltransferase is used as a substrate so that sialic acid in CMP-SA is transferred to the precursor of the complex oligosaccharide to form a complex oligosaccharide. 3 is a diagram schematically showing a pathway in which sialation reaction occurs from Neu5Ac.

따라서, CMP-SAT를 이용하여 포유동물에서 발현되는 당단백질 중의 Neu5Gc의 함량은 감소시키면서 Neu5Ac 함량은 증가시킬 수 있는 방법이 여전히 요구되고 있다. Therefore, there is still a need for a method capable of increasing Neu5Ac content while decreasing the content of Neu5Gc in glycoproteins expressed in mammals using CMP-SAT.

본 발명의 목적은 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현하는 포유동물 유래 세포를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide mammalian derived cells expressing sialylated glycoproteins and CMP-SAT at levels above endogenous levels.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 세포를 이용하여 N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing sialylated glycoproteins having reduced N-glycolneuraminic acid content and increased N-acetylneuraminic acid content using the cells of the present invention.

본 발명은 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 시티딘 모노포스페이트-시알산 트랜스포터 (cytidine monophosphate-sialic acid transporter) (이하 CMP-SAT라 함)를 발현하는 포유류 유래 세포를 제공한다. The present invention provides mammalian derived cells expressing sialylated glycoproteins and cytidine monophosphate-sialic acid transporters (hereinafter referred to as CMP-SAT) at levels above intrinsic levels.

본 발명의 세포에 있어서, 상기 시알릴화 당단백질은 당쇄의 말단에 시알산 잔기를 갖는 것이면 어느 것이나 포함된다. 상기 시알릴화 당단백질의 일 예는 에리스로포이에틴, 플라스미노겐, 트란스페린 및 티로트로핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. In the cell of the present invention, any of the sialylated glycoproteins includes any sialic acid residue at the terminal of the sugar chain. One example of the sialylated glycoprotein may be selected from the group consisting of erythropoietin, plasminogen, transferrin and tyrotropin, but is not limited thereto.

본 발명의 세포는 포유류 동물 유래의 세포이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, BHK (hamster kidney), 3T3 (mouse whole embryo), COS (monkey kidney) 및 CHO (chinese hamster ovary : 중국햄스터 난소) 세포주 등이 포함될 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 상기 세포는 바람직하게는 설치류 유래의 세포, 더욱 바람직하게는 CHO (chinese hamster ovary) 세포이다. 본 발명의 세포는 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현하는 세포로서, 예를 들면 천연의 세포 중에서 내재적 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 코딩하는 유전자가 증폭되어 있는 세포 또는 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 코딩하는 외래 핵산이 도입되어 있는 세포일 수 있다. The cell of the present invention is not particularly limited as long as it is a cell derived from a mammalian animal. For example, hamster kidney (BHK), mouse whole embryo (3T3), monkey kidney (COS) and chinese hamster ovary (CHO) cell lines may be included, but are not limited to these examples. The cells are preferably cells of rodents, more preferably Chinese hamster ovary (CHO) cells. The cell of the present invention is a cell expressing sialylated glycoprotein and CMP-SAT at a level higher than the endogenous level, for example, a cell in which the gene encoding the endogenous sialylated glycoprotein and CMP-SAT is amplified in natural cells. Or a cell into which a sialylated glycoprotein and a foreign nucleic acid encoding CMP-SAT are introduced.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 세포는 바람직하게는, 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 코딩하는 외래 핵산이 도입되어 있는 세포이다. 특히, 바람직하게는, CHO-EPO-SAT 세포주 (수탁번호 KCTC 10843BP)이다. 외래 핵산을 세포에 도입하는 방법은 재조합 세포를 제조하는 것과 관련된 당업계에 잘 알려져 있다. 예를 들면, 소망의 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 코딩하는 핵산을 적합한 제한 효소를 사용하여 벡터에 도입하여 발현벡터를 제조하고, 상기 발현 벡터를 세포에 도입함 으로써 외래 핵산이 도입된 세포를 제조할 수 있다. 발현벡터와 같은 외래 핵산을 세포 내로 도입하는 방법, 예를 들면 칼슘 포스페이트법, 리포좀법 및 전기천공법과 같은 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. In one embodiment of the invention, the cells of the invention are preferably cells into which sialylated glycoproteins and foreign nucleic acids encoding CMP-SAT are introduced. In particular, preferably, it is a CHO-EPO-SAT cell line (Accession No. KCTC 10843BP). Methods of introducing foreign nucleic acids into cells are well known in the art related to producing recombinant cells. For example, a desired sialylated glycoprotein and a nucleic acid encoding CMP-SAT may be introduced into a vector using a suitable restriction enzyme to prepare an expression vector, and the expression vector is introduced into a cell, thereby introducing a foreign nucleic acid into the cell. Can be prepared. Methods of introducing foreign nucleic acids such as expression vectors into cells, such as calcium phosphate, liposomes and electroporation, are well known in the art.

본 발명에 있어서 "내재적 수준 (endogenous level)"이란 천연적으로 존재하는 세포 또는 본 발명에 따라 세포를 조작하기 이전 상태의 재조합 세포에 존재하는 생물학적 기능 또는 생화학적 조성물의 형태 및/또는 양을 의미한다. 본 발명에 있어서 "외래 (heterologous)"란 천연적으로 존재하는 세포 또는 본 발명에 따라 세포를 조작하기 이전 상태의 재조합 세포에 존재하지 않는 생물학적 기능 또는 생화학적 조성물의 형태 및/또는 양을 의미한다. As used herein, the term "endogenous level" refers to the form and / or amount of a biological function or biochemical composition present in a naturally occurring cell or recombinant cell in a state prior to manipulating the cell according to the present invention. do. As used herein, "heterologous" refers to the form and / or amount of a biological function or biochemical composition that is not present in a naturally occurring cell or recombinant cell in a state prior to manipulating the cell according to the present invention. .

본 발명은 또한, 본 발명의 세포를 배양하여 상기 시알릴화 당단백질을 생산하는 단계; 및The present invention also comprises the steps of culturing the cells of the present invention to produce the sialylated glycoprotein; And

상기 배양물로부터 상기 시알릴화 당단백질을 회수하는 단계를 포함하는, N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법을 제공한다.It provides a method for producing a sialylated glycoprotein having a reduced content of N-glycolylneuraminic acid and an increased content of N-acetylneuraminic acid, comprising recovering the sialylated glycoprotein from the culture. do.

종래 동물 세포, 예를 들면 설치류 유래의 CHO 세포를 배양하여 시알릴화 당단백질, 예를 들면 에리스로포이에틴을 생산하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있었다. 본 발명의 방법에 있어서, 본 발명의 세포를 배양하는 단계 및 배양물로부터 시알릴화 당단백질을 회수하는 단계는 이러한 당업계에 알려진 통상의 방법이 사용될 수 있다. Conventional methods for producing sialylated glycoproteins such as erythropoietin by culturing animal cells, such as rodent-derived CHO cells, are well known in the art. In the method of the present invention, the step of culturing the cells of the present invention and recovering the sialylated glycoprotein from the culture may be conventional methods known in the art.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실 시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example

이하의 실시예에서는 시알릴화 당단백질인 hEPO와 CMP-SAT를 코딩하는 외래 핵산을 CHO 세포에 도입하고, 그로부터 생산되는 hEPO의 각 시알산 함량을 분석하였다. In the following examples, foreign nucleic acids encoding hEPO and CMP-SAT, which are sialylated glycoproteins, were introduced into CHO cells, and the respective sialic acid contents of hEPO produced therefrom were analyzed.

실시예 1: hEPO 유전자의 클로닝 및 발현벡터 제작Example 1: Cloning of hEPO Gene and Expression Vector Construction

본 실시예에서는 시알릴화 당단백질의 예로서 인간 에리스로포이에틴 (이하 hEPO라 함)을 선택하고, 이를 발현시킬 수 있는 벡터를 제조하였다. In this example, a human erythropoietin (hereinafter referred to as hEPO) was selected as an example of sialylated glycoprotein, and a vector capable of expressing the same was prepared.

먼저, hEPO의 유전자는 pMT/Bip/hEPO (H. S. Shin and H. J. Cha, 2003, Protein Expression and Purification, 28, 331-339) 플라스미드를 주형으로 하고, EPO-N (서열번호 1) 및 EPO-C (서열번호 2)의 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용하여 PCR에 의하여 증폭하였다. 증폭된 산물을 pSecTag2/Hygro A 벡터 (Invitrogen, 미국)의 HindIII과 XhoI 제한효소 자리에 삽입하여 hEPO 발현벡터 pSEpoh를 제작하였다 (도 4). 도 4는 hEPO 발현벡터 pSEpoh를 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, hEPO 유전자는 분리정제를 위한 히시티딘 태그 (histidine tag) 및 발현 확인을 위한 myc 태그가 hEPO 유전자의 C-말단에 융합되어 있다. 또한, hEPO 유전자는 hEPO의 배지로의 분비를 위하여 IgK 분비서열이 hEPO 유전자의 N-말단에 융합되어 있다.First, the gene of hEPO is based on the pMT / Bip / hEPO (HS Shin and HJ Cha, 2003, Protein Expression and Purification, 28, 331-339) plasmid, and EPO-N (SEQ ID NO: 1) and EPO-C ( The oligonucleotide of SEQ ID NO: 2) was amplified by PCR using a primer. The amplified product was inserted into HindIII and XhoI restriction sites of the pSecTag2 / Hygro A vector (Invitrogen, USA) to prepare hEPO expression vector pSEpoh (FIG. 4). 4 is a diagram schematically showing the hEPO expression vector pSEpoh. As shown in FIG. 4, in the hEPO gene, a histidine tag for isolation and a myc tag for expression confirmation are fused to the C-terminus of the hEPO gene. In addition, in the hEPO gene, an IgK secretion sequence is fused to the N-terminus of the hEPO gene for secretion of hEPO into the medium.

실시예 2: CMP-SAT 유전자의 클로닝 및 발현벡터 제작Example 2: Cloning and Expression Vector Construction of CMP-SAT Gene

본 실시예에서는 CMP-SAT 유전자 (젠뱅크 허가번호 #Y12074)를 발현시킬 수 있는 벡터를 제조하였다. In this example, a vector capable of expressing the CMP-SAT gene (Genbank License No. # Y12074) was prepared.

유전자 염기서열 데이터 베이스 (Genbank, #Y12074)로부터 CMP-SAT 유전자의 염기서열을 확인하고, 상기 유전자를 증폭할 수 있는 SAT-N (서열번호 3) 및 SATH-C (서열번호 4)의 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머를 제작하였다. 다음, CHO 세포의 mRNA를 주형으로 하고, 상기 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용하여 RT-PCR을 수행하여, 상기 유전자를 증폭하였다. 증폭된 산물을 pIRES (Clontech, 미국) 벡터의 NheI과 EcoRI 제한효소 자리에 삽입하여, CMP-SAT 발현벡터 pTH를 제작하였다 (도 5). 도 5는 CMP-SAT의 발현벡터 pTH를 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, CMP-SAT 유전자는 CMP-SAT 발현확인을 위하여 인플루엔자 헤마클루티닌 (HA) 태그가 CMP-SAT유전자의 C-말단에 융합되어 있다. Oligonucleotides of SAT-N (SEQ ID NO: 3) and SATH-C (SEQ ID NO: 4) capable of confirming the nucleotide sequence of the CMP-SAT gene from the gene sequencing database (Genbank, # Y12074) and amplifying the gene To prepare a primer consisting of. Next, mRNA of CHO cells was used as a template, and RT-PCR was performed using the oligonucleotide as a primer to amplify the gene. The amplified product was inserted into the NheI and EcoRI restriction sites of the pIRES (Clontech, USA) vector to prepare a CMP-SAT expression vector pTH (FIG. 5). 5 is a diagram schematically showing the expression vector pTH of CMP-SAT. As shown in FIG. 5, in the CMP-SAT gene, influenza hemaclutinin (HA) tag is fused to the C-terminus of the CMP-SAT gene to confirm CMP-SAT expression.

실시예Example 3:  3: CHOCHO 세포에서의  In the cell hEPOhEPO 발현 및 분리정제 Expression and Separation Purification

본 실시예에서는 상기 제작된 pSEpoh 벡터를 CHO 세포에 형질전환 한 뒤 hEPO를 안정적으로 발현시키는 CHO-EPO 세포주를 제작하였다. 먼저, 벡터 DNA와 LIPOFECTAMINETM (Invitrogen, 미국)의 혼합물을 만든 뒤 혼합물을 배지와 함께 CHO 세포 중 대표적인 CHO-K1 세포 (Cricetulus griseus (hamster, Chinese); ATCC CCL-61)에 처리하였다. 처리 후 24 시간 뒤 96-웰 플레이트에 웰당 104 마리가 들어가게 넣어준 뒤 200 mg/ml 농도로 하이그로마이신 (GibcoBRL, 미국)을 처리하여 2주 동안 배양하였다. 하이그로마이신 처리에서 살아남은 세포들을 다시 웰당 0.5 마리가 들어가게 96-웰 플레이트에 넣어준 뒤 웰별로 하이그로 마이신 농도를 200 mg/ml~500 mg/ml까지 변화시키면서 넣어준 뒤 1달 동안 배양하였다. 각 웰의 배지를 회수 후 hEPO의 발현 양을 확인하여 CHO-EPO 세포주를 선별하였다.In this example, the CSE-EPO cell line stably expresses hEPO after transforming the prepared pSEpoh vector into CHO cells. First, a mixture of vector DNA and LIPOFECTAMINE (Invitrogen, USA) was made and the mixture was treated with media to representative CHO-K1 cells (Cricetulus griseus (hamster, Chinese); ATCC CCL-61) in CHO cells. After 24 hours, 10 4 mice per well were put in a 96-well plate, and then treated with hygromycin (GibcoBRL, USA) at a concentration of 200 mg / ml and cultured for 2 weeks. Cells surviving the hygromycin treatment were put in a 96-well plate containing 0.5 cells per well again, and the cells were incubated for 1 month after changing the hygromycin concentration to 200 mg / ml to 500 mg / ml. CHO-EPO cell lines were selected by recovering the medium of each well and confirming the expression level of hEPO.

얻어진 CHO-EPO 세포주를 10%의 우태아혈청 (FBS)이 첨가된 MEM-α (GibcoBRL, 미국) 배지에서 5% CO2 및 37 ℃의 환경조건 7일 동안 배양한 뒤, 배지를 회수하여 세포 밖으로 분비된 hEPO를 분리하였다. The obtained CHO-EPO cell line was cultured in MEM-α (GibcoBRL, USA) medium to which 10% fetal bovine serum (FBS) was added for 7 days at 5% CO 2 and 37 ° C., and then the medium was recovered. Out secreted hEPO was isolated.

배지에 분비된 hEPO에는 분리정제가 용이하도록 헥사-히스티딘 태그가 붙어 있으므로 Ni-NTA 아가로즈 (Qiagen)를 이용해 His-tag 금속 친화성 크로마토그래피 방법으로 hEPO를 분리하였다. His-tag 컬럼에 먼저 배지를 흘려 넣어주었을 때 받은 시료 (F)와 20 mM의 이미다졸로 세척할 때 받은 시료 (W) 및 150 mM 의 이미다졸 흘려 넣어서 받은 시료 (E)를 각각 SDS-PAGE와 웨스턴 블롯 방법을 통해 분석하였다 (도 6). 도 6은 His-tag 금속 친화성 크로마토그래피 방법으로 배지 중의 hEPO를 분리하고, 이를 SDS-PAGE (A) 및 웨스턴 블롯 (B) 분석한 결과를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, His-tag 금속 친화성 크로마토그래피 방법으로 매우 높은 순도를 갖는 hEPO를 정제할 수 있었다. Since hEPO secreted in the medium has a hexa-histidine tag to facilitate separation and purification, hEPO was separated by His-tag metal affinity chromatography using Ni-NTA agarose (Qiagen). SDS-PAGE samples (F) received when the medium was first flowed into the His-tag column, samples received when washing with 20 mM imidazole (W) and samples received after the 150 mM imidazole spill (E), respectively And analyzed by Western blot method (FIG. 6). Fig. 6 is a diagram showing the result of analyzing the hEPO in the medium by His-tag metal affinity chromatography method, and analyzing the SDS-PAGE (A) and Western blot (B). As shown in FIG. 6, hEPO having a very high purity could be purified by His-tag metal affinity chromatography.

실시예 4: CHO-EPO 세포에서의 CMP-SAT 발현Example 4: CMP-SAT Expression in CHO-EPO Cells

본 실시예에서는 실시예 2에서 제작된 pTH 벡터를 실시예 3에서 제작된 상기 CHO-EPO 세포에 형질전환 한 뒤 hEPO 및 CMP-SAT를 안정적으로 발현시키는 CHO-EPO-SAT 세포주를 제작하였다. In the present Example, the pTH vector prepared in Example 2 was transformed into the CHO-EPO cells prepared in Example 3, and then a CHO-EPO-SAT cell line stably expressing hEPO and CMP-SAT was prepared.

먼저, 실시예 2에서 제작된 pTH 벡터를 LIPOFECTAMINETM (GibcoBRL, 미국)를 실시예 3에서 제작된 CHO-EPO 세포에 24 시간 동안 처리해준 뒤 세포를 웰당 104 마리로 96-웰 플레이트에서 300 mg/ml 농도의 G-418 (Sigma)과 200 mg/ml의 하이그로마이신을 함께 처리해 준 뒤 2주 동안 배양 후 살아남은 세포를 웰당 0.5 마리로 96-웰 플레이트 옮겨서 한달 동안 배양 후 CMP-SAT를 발현시키는 CHO-EPO-SAT 세포주를 선별하였다.First, the pTH vector prepared in Example 2 was treated with LIPOFECTAMINE (GibcoBRL, USA) for 24 hours in CHO-EPO cells prepared in Example 3, and then 300 mg in a 96-well plate at 10 4 cells per well. After treatment with G-418 (Sigma) and 200 mg / ml of hygromycin at a concentration of 2 ml / ml, the surviving cells were transferred to a 96-well plate at 0.5 cells per well and cultured for 1 month, followed by CMP-SAT expression. CHO-EPO-SAT cell lines were selected.

얻어진 CMP-SAT가 발현되는 CHO-EPO-SAT 세포주를 10%의 우태앙혈청 (FBS)이 첨가된 MEM-α (GibcoBRL, 미국) 배지에서 5% CO2 및 37 ℃의 환경조건 24 시간 동안 배양한 뒤 CMP-SAT의 발현을 분석하였다. 먼저, mRNA 수준에서 CMP-SAT가 발현되는지 확인하기 위해 RT-PCR을 수행하였다. RT-PCR은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 그로부터 전 RNA를 분리하고, SAT-N (서열번호 3) 및 SATH-C (서열번호 4)의 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용하여 수행되었다. 도 7은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 그로부터 전 RNA를 분리하고, SAT-N (서열번호 3) 및 SATH-C (서열번호 4)의 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용하여 RT-PCR을 수행한 수행하여 얻어진 산물을 1% 아가로즈 겔에서의 전기영동을 통하여 확인한 결과를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, CHO-EPO-SAT 세포주에서 mRNA 수준에서 hEPO와 CMP-SAT가 발현됨을 확인할 수 있었다. CHO-EPO-SAT cell line expressing the obtained CMP-SAT was cultured in MEM-α (GibcoBRL, USA) medium to which 10% fetal calf serum (FBS) was added for 24 hours at 5% CO 2 and 37 ° C. Afterwards, the expression of CMP-SAT was analyzed. First, RT-PCR was performed to confirm that CMP-SAT is expressed at the mRNA level. RT-PCR was performed by culturing the CHO-EPO-SAT cell line to isolate whole RNA from it, and using oligonucleotides of SAT-N (SEQ ID NO: 3) and SATH-C (SEQ ID NO: 4) as primers. 7 is a culture of the CHO-EPO-SAT cell line to isolate the entire RNA therefrom, RT-PCR was performed using oligonucleotides of SAT-N (SEQ ID NO: 3) and SATH-C (SEQ ID NO: 4) as a primer The obtained product is a view showing the result confirmed by the electrophoresis on 1% agarose gel. As shown in Figure 7, it was confirmed that the expression of hEPO and CMP-SAT at the mRNA level in the CHO-EPO-SAT cell line.

다음으로, CMP-SAT의 발현을 단백질 수준에서 확인하기 위하여 웨스턴 블롯을 수행하였다. 배양된 세포를 파쇄한 뒤 이 시료를 SDS-PAGE 용 버퍼 (0.5M Tris- HCl (pH 6.8), 10% 글리세롤, 5% SDS, 5% 베타-메르캅토에탄올, 0.25% 브로모페놀블루)에 희석한 후 100℃에서 5분간 끓여 변성시켰다. 이 시료를 12% SDS-폴리 아크릴아미드 겔에 전기영동한 뒤 니트로셀룰로즈 막에 15V 전압하에서 이동시켜 모노클로날 인플루엔자 헤마클루티닌 (HA) 친화 배위자용 항체 (Sigma, 미국)를 이용하여 CMP-SAT에 특이적인 발색반응을 수행하였다 (도 8). 도 8은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 얻어진 배양물 중의 CMP-SAT에 대하여 웨스턴 블롯한 결과를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, CHO-EPO-SAT 세포주에서 단백질 수준에서 CMP-SAT가 발현됨을 확인할 수 있었다. Next, Western blot was performed to confirm the expression of CMP-SAT at the protein level. After culturing the cultured cells were placed in a buffer for SDS-PAGE (0.5M Tris-HCl (pH 6.8), 10% glycerol, 5% SDS, 5% beta-mercaptoethanol, 0.25% bromophenol blue) After dilution, the mixture was boiled at 100 ° C. for 5 minutes for denaturation. The sample was electrophoresed on a 12% SDS-poly acrylamide gel and then transferred to a nitrocellulose membrane under a voltage of 15 V and the CMP- using monoclonal influenza hemaclotinin (HA) affinity ligand antibody (Sigma, USA). Color reactions specific to SAT were performed (FIG. 8). Fig. 8 is a diagram showing the result of Western blotting on CMP-SAT in culture obtained by culturing CHO-EPO-SAT cell line. As shown in FIG. 8, it was confirmed that CMP-SAT was expressed at the protein level in the CHO-EPO-SAT cell line.

다음으로, CMP-SAT가 세포 내의 골지체에서 발현되는지를 면역형광 분석법을 통하여 확인하였다. 먼저, 세포를 커버 글라스 상에서 배양한 뒤 이를 4% 파라포름알데히드를 이용하여 고정화하였다. 고정화된 세포를 1% Triton X-100을 이용해 투과성을 부여하고, 3% 우혈청 알부민 (BSA)을 이용하여 차단하였다. 다음으로, HA 항체와 FITC가 붙어있는 이차 항체 (SIGMA, 미국)를 처리한 다음, 형광 현미경을 통하여 관찰하였다. 도 9는 CMP-SAT의 세포 내에서의 발현 위치를 형광 현미경을 통하여 관찰한 결과를 나타내는 사진이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, CMP-SAT가 세포 내의 골지체에서 발현됨을 확인할 수 있었다.Next, it was confirmed by immunofluorescence analysis whether CMP-SAT is expressed in Golgi apparatus in cells. First, cells were cultured on a cover glass and then immobilized with 4% paraformaldehyde. Immobilized cells were endowed with 1% Triton X-100 and blocked with 3% bovine serum albumin (BSA). Next, the HA antibody and the secondary antibody (SIGMA, USA) to which the FITC is attached were treated, and then observed through a fluorescence microscope. 9 is a photograph showing the results of observing the expression position in the cells of CMP-SAT through a fluorescence microscope. As shown in Figure 9, it was confirmed that the CMP-SAT is expressed in the Golgi apparatus in the cell.

본 실시예에서 제작된 CHO-EPO-SAT 세포주를 부타페스트 조약에 따른 국제기탁기관인 한국유전자은행 (Korean Collection for Type Collection)에 2005년 9월 6일자로 기탁하였습니다 (수탁번호 KCTC 10843BP).Z The CHO-EPO-SAT cell line prepared in this example was deposited on September 6, 2005 to the Korean Collection for Type Collection, an international depository institution under the Butafest Treaty (Accession No. KCTC 10843BP) .Z

실시예 5: 분리정제된 hEPO의 이차원 전기영동 분석Example 5 Two-Dimensional Electrophoresis Analysis of Separated Purified hEPO

본 실시예에서는 실시예 4에서 제작된 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여, hEPO와 CMP-SAT를 동시에 발현시키고, 상기 배양물로부터 His-태그 금속 친화성 크로마토그래피 방법으로 분리정제하여 얻어진 hEPO에 대하여 2차원 전기영동 분석을 실시하여 hEPO의 당 잔기 패턴을 분석하였다. In the present embodiment, the CHO-EPO-SAT cell line prepared in Example 4 was cultured, hEPO and CMP-SAT were simultaneously expressed, and the hEPO obtained from the culture was separated and purified by His-tag metal affinity chromatography. Two-dimensional electrophoresis analysis was performed to analyze sugar residue patterns of hEPO.

먼저, 실시예 3과 같이 His-태그 금속 친화성 크로마토그래피 방법에 의하여 분리된 hEPO를 7cm IMMOBILINE™ DRYSTIP GEL (pH 3.0~5.6) (Amersham Biosciences, 스웨덴)에서 등전점에 따라서 분리하였다. 등전점에 따른 일차분리가 끝난 겔을 SDS-PAGE 겔에서 전기영동에 의하여 크기에 따라서 이차 분리하였다. SDS-PAGE 전기영동이 끝난 뒤 겔을 쿠마시블루 염색하여, 스팟들을 검출하였다 (도 10). 도 10은 CHO-EPO-SAT 세포주를 배양하여 얻어진 hEPO를 등전점 및 크기에 따라 이차원 전기영동 분석한 결과를 나타내는 도면이다. 대조군으로 CHO-EPO 세포주에서 발현된 hEPO를 사용하였다. 도 10에 나타낸 바와 같이, CHO-EPO 세포주에서 발현된 hEPO (A)에 비하여 CHO-EPO-SAT 세포주에서 발현된 hEPO (B)가 더 낮은 등전점을 갖는 스팟들이 더 진하게 나타남을 확인할 수 있다. First, hEPO isolated by His-tag metal affinity chromatography method as in Example 3 was separated according to isoelectric point in 7 cm IMMOBILINE ™ DRYSTIP GEL (pH 3.0-5.6) (Amersham Biosciences, Sweden). The primary separation gels according to isoelectric points were secondaryly separated according to size by electrophoresis on SDS-PAGE gels. After SDS-PAGE electrophoresis, the gel was Coomassie blue staining to detect spots (FIG. 10). 10 is a diagram showing the results of two-dimensional electrophoresis analysis of hEPO obtained by culturing CHO-EPO-SAT cell line according to isoelectric point and size. As control, hEPO expressed in CHO-EPO cell line was used. As shown in FIG. 10, it can be seen that spots having lower isoelectric points appear darker in hEPO (B) expressed in the CHO-EPO-SAT cell line than in the hEPO (A) expressed in the CHO-EPO cell line.

당단백질의 pI (등전점) 값은 당단백질의 말단 시알릴화 (sialylation) 정도와 관계가 있는 것으로 알려져 있으며, 시알릴화가 더 많이 되어 있을수록 낮은 등전점 값을 갖는다고 보고되어 있다 (W. Schlags 등, 2002, Proteomics, 2, 679-682). 따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, CMP-SAT가 함께 발현되는 세포에서 발현된 hEPO의 등전점이 더 낮다는 것은 그의 시알산 함량이 더 높다는 것을 간접적으로 보이는 결과이다.The pI (isoelectric point) value of glycoproteins is known to be related to the degree of terminal sialylation of glycoproteins, and it is reported that the more sialylation, the lower isoelectric point value (W. Schlags et al. 2002, Proteomics , 2, 679-682). Thus, as shown in FIG. 10, the lower isoelectric point of hEPO expressed in cells co-expressed with CMP-SAT is an indirect result showing that its sialic acid content is higher.

실시예 6: 분리정제된 hEPO의 MAA (Maarckia amurensis agglutinin) 결합 실험Example 6: MAA (Maarckia amurensis agglutinin) binding experiment of purified hEPO

본 실시예에서는 CHO-EPO-SAT 세포주로부터 발현된 hEPO의 시알산 함량을 조사하였다. 먼저, MAA는 당단백질의 당 잔기의 말단에 붙어있는 시알산과 결합하는 렉틴 (lectin)으로써 이를 이용해 당단백질의 시알화 정도를 분석할 수 있다. 실시예 3과 같이 His-태그 금속 친화성 크로마토그래피 방법에 의하여 분리된 hEPO를 SDS-PAGE 전기영동 후 니트로셀롤로즈 막에 15V 전압에서 이동시킨 후 DIG glycan differentiation kit (Roche, 독일)에 있는 디그옥시게닌 (digoxigenin)이 붙어 있는 MAA를 처리해 준 뒤 알칼리 포스파타제가 붙어 있는 디그옥시게닌에 대한 이차항체를 처리하였다. 발색 반응은 알칼리 포스파타제의 기질인 BCIP/NBT (Bio-Rad, 미국)를 이용하여 수행되었다. 발색 반응 후 MAA 결합정도를 분석하였다 (도 11). 대조군으로는 CHO-EPO 세포주로부터 발현된 hEPO를 사용하였다. 도 11은 CHO-EPO-SAT 세포주로부터 발현된 hEPO의 시알산 함량을 MAA를 통하여 조사한 결과를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, CMP-SAT를 함께 발현시켜준 CHO-EPO-SAT 세포에서 분리된 hEPO가 더 높은 MAA 결합 정도를 보였다. 이는 세포 중에서 CMP-SAT가 동시에 발현되는 hEPO의 당 잔기 말단에 더 많은 시알산이 부착된다는 것을 나타낸다.In this example, the sialic acid content of hEPO expressed from CHO-EPO-SAT cell line was investigated. First, MAA is a lectin that binds to sialic acid attached to the end of a sugar residue of a glycoprotein, which can be used to analyze the degree of sialation of the glycoprotein. The hEPO isolated by His-tagged metal affinity chromatography method, as in Example 3, was transferred to a nitrocellulose membrane at 15 V after SDS-PAGE electrophoresis, followed by digoxy in a DIG glycan differentiation kit (Roche, Germany). After treating MAA with digoxigenin, a secondary antibody against digoxygenin with alkaline phosphatase was treated. The color reaction was carried out using BCIP / NBT (Bio-Rad, USA), which is a substrate of alkaline phosphatase. After the color reaction, the degree of MAA binding was analyzed (FIG. 11). As a control, hEPO expressed from the CHO-EPO cell line was used. FIG. 11 shows the results of sialic acid content of hEPO expressed from CHO-EPO-SAT cell line through MAA. FIG. As shown in FIG. 11, hEPO isolated from CHO-EPO-SAT cells co-expressing CMP-SAT showed a higher degree of MAA binding. This indicates that more sialic acid is attached to the sugar residue terminus of hEPO in which CMP-SAT is expressed simultaneously in the cell.

실시예Example 7: 분리정제된  7: Purified separately hEPOhEPO of Neu5AcNeu5Ac  And Neu5GcNeu5Gc 함량 분석 Content analysis

본 실시예에서는 CHO-EPO-SAT 세포주로부터 발현된 hEPO의 시알산의 종류별 함량을 조사하였다.In this example, the sialic acid content of hEPO expressed from CHO-EPO-SAT cell line was investigated.

실시예 3과 같이 His-태그 금속 친화성 크로마토그래피 방법에 의하여 분리된 hEPO의 시알산의 종류별 함량 분석은 한국기초과학지원연구소에 분석을 의뢰하여 분석하였다. 분석방법은 hEPO 당 잔기의 당들에 0.1N HCl을 처리하여 당들을 가수분해시킨 다음, CarboPAK PA1 column (4.5 × 250 ㎜, Dionex, 미국)을 이용한 크로마토그래피 분석을 통하여 Neu5Ac와 Neu5Gc의 함량을 분석하였다. 표 1은 CHO-EPO-SAT 세포주로부터 발현된 hEPO의 시알산의 종류별 함량을 CarboPAK PA1 column (4.5 × 250 ㎜, Dionex, 미국)을 이용한 크로마토그래피 분석을 통하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다. As in Example 3, the content analysis of sialic acid content of hEPO separated by His-tag metal affinity chromatography method was analyzed by requesting the Korea Institute of Basic Science. Analytical method hydrolyzed sugars by treating 0.1N HCl with sugars of hEPO sugar residues, and then analyzed the contents of Neu5Ac and Neu5Gc by chromatographic analysis using CarboPAK PA1 column (4.5 × 250 mm, Dionex, USA). . Table 1 shows the results of chromatograph analysis of the sialic acid content of hEPO expressed from the CHO-EPO-SAT cell line using a CarboPAK PA1 column (4.5 × 250 mm, Dionex, USA).

표 1.Table 1.

Figure 112005064481787-pat00001
Figure 112005064481787-pat00001

표 1에 나타낸 바와 같이, 세포 내에서 CMP-SAT가 동시에 발현되는 경우, hEPO 중의 시알산 중 Neu5Gc의 함량이 약 43%나 줄어들었고 Neu5Ac는 약 21% 증가하였다. 이는 세포 내에서 동시 발현된 CMP-SAT에 의해 시알릴화 반응의 기질인 CMP-Neu5Ac가 골지체로 효율적으로 이동하게 된 결과, 세포질 내에서 CMP-Neu5Ac 히드록실라제에 의해 CMP-Neu5Ac가 CMP-Neu5Gc로 전환되는 비율이 줄어 들고, 골지체에서의 시알릴트란스퍼라제 (sialyltransferase)의 기질 증가로 인해서 시알릴화 효율이 증가되기 때문인 것으로 여겨진다. As shown in Table 1, when CMP-SAT was simultaneously expressed in cells, the content of Neu5Gc in sialic acid in hEPO was reduced by about 43% and Neu5Ac was increased by about 21%. This resulted in efficient transfer of CMP-Neu5Ac, a substrate of sialylation reaction, to Golgi apparatus by CMP-SAT co-expressed in cells, and CMP-Neu5Ac by CMP-Neu5Ac hydroxylase in the cytoplasm. It is believed that this is due to a decrease in the rate of conversion to, and an increase in sialylation efficiency due to an increase in the substrate of sialyltransferase in the Golgi apparatus.

이상과 같은 본 발명의 실시예를 통하여, 포유동물 특히 설치류 유래의 세포인 CHO 세포주에서 CMP-SAT를 동시에 발현시키면서 당단백질을 발현시키는 경우, 당단백질 중의 시알산 중 인간에게 면역반응을 일으킬 수 있는 Neu5Gc의 함량은 줄어들고 Neu5Ac의 함량을 증가함을 알 수 있었다. Through the embodiments of the present invention as described above, in the case of expressing the glycoprotein while simultaneously expressing CMP-SAT in a CHO cell line, which is a mammal, particularly a rodent-derived cell, it can cause an immune response in humans of sialic acid in the glycoprotein. It was found that the content of Neu5Gc was decreased and the content of Neu5Ac was increased.

본 발명의 세포에 따르면, 내재적 수준보다 높은 수준으로 시알릴화 당단백질 및 CMP-SAT를 발현할 수 있다.According to the cells of the present invention, sialylated glycoproteins and CMP-SAT can be expressed at levels higher than endogenous levels.

본 발명의 N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법에 따르면, 당단백질의 시알산 함량 중 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가되어 있고 N-글릴콜릴뉴라민산의 함량은 감소된 당단백질을 용이하게 생산할 수 있다. According to the method for producing sialylated glycoprotein having a reduced content of N-glycolylneuraminic acid and an increased content of N-acetylneuraminic acid, the N-acetylneuraminic acid in the sialic acid content of the glycoprotein Is increased and the content of N-glycolylneuraminic acid can easily produce a reduced glycoprotein.

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에리스로포이에틴 및 시티딘모노포스페이트-시알산 트래스포터 (CMP-SAT)를 코딩하는 외래 핵산이 도입된 형질전환된 CHO 세포로서, N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 상기 에리스로포이에틴을 생산하는 것을 특징으로 하는 형질전환된 CHO 세포.Transformed CHO cells into which foreign nucleic acids encoding erythropoietin and cytidine monophosphate-sialic acid trasporter (CMP-SAT) have been introduced, with reduced content of N-glycolylneuraminic acid and N-acetylneuraminic acid Transformed CHO cells, characterized in that to produce the erythropoietin with an increased content of. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, CHO-EPO-SAT 세포 (수탁번호 KCTC 10843BP)인 세포.The cell of claim 1, which is a CHO-EPO-SAT cell (Accession No. KCTC 10843BP). 시알릴화 당단백질 및 시티딘모노포스페이트-시알산 트래스포터 (CMP-SAT)를 코딩하는 외래 핵산이 도입된 포유류 유래 세포를 배양하여 상기 시알릴화 당단백질을 생산하는 단계; 및Culturing mammalian-derived cells into which sialylated glycoproteins and foreign nucleic acid encoding cytidine monophosphate-sialic acid trasporter (CMP-SAT) are introduced to produce the sialylated glycoproteins; And 상기 배양물로부터 상기 시알릴화 당단백질을 회수하는 단계를 포함하는, N-글리콜릴뉴라민산의 함량이 감소되어 있고 N-아세틸뉴라민산의 함량이 증가된 시알릴화 당단백질을 생산하는 방법.Recovering the sialylated glycoprotein from the culture, wherein the content of N-glycolylneuraminic acid is reduced and the content of N-acetylneuraminic acid is increased. 제6항에 있어서, 상기 시알릴화 당단백질은 에리스로포이에틴, 플라스미노겐, 트란스페린 및 티로트로핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The method of claim 6, wherein the sialylated glycoprotein is selected from the group consisting of erythropoietin, plasminogen, transferrin and tyrotropin. 제6항에 있어서, 상기 세포는 CHO, BHK, 3T3 및 COS로 이루어지는 군으로부터 선택된 것인 방법.The method of claim 6, wherein the cells are selected from the group consisting of CHO, BHK, 3T3, and COS. 제6항에 있어서, 상기 세포는 CHO-EPO-SAT 세포 (수탁번호 KCTC 10843BP)인 방법.The method of claim 6, wherein the cells are CHO-EPO-SAT cells (Accession No. KCTC 10843BP).
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