KR20010064976A - Process for the purification of recombinant human erythropoietin - Google Patents

Process for the purification of recombinant human erythropoietin Download PDF

Info

Publication number
KR20010064976A
KR20010064976A KR1019990059466A KR19990059466A KR20010064976A KR 20010064976 A KR20010064976 A KR 20010064976A KR 1019990059466 A KR1019990059466 A KR 1019990059466A KR 19990059466 A KR19990059466 A KR 19990059466A KR 20010064976 A KR20010064976 A KR 20010064976A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
erythropoietin
anion exchange
purification
divalent metal
concentration
Prior art date
Application number
KR1019990059466A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100344059B1 (en
Inventor
나규흠
서광석
김현일
이태호
박세춘
김승철
박장현
이성희
김원배
Original Assignee
유충식
동아제약 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유충식, 동아제약 주식회사 filed Critical 유충식
Priority to KR1019990059466A priority Critical patent/KR100344059B1/en
Publication of KR20010064976A publication Critical patent/KR20010064976A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100344059B1 publication Critical patent/KR100344059B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/475Growth factors; Growth regulators
    • C07K14/505Erythropoietin [EPO]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/16Extraction; Separation; Purification by chromatography
    • C07K1/165Extraction; Separation; Purification by chromatography mixed-mode chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/30Extraction; Separation; Purification by precipitation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: Provided is the purification method of recombinant erythropoietin (rEPO) from animal cell culture medium. Erythropoietin is hematopoietic hormone excreted from kidney. CONSTITUTION: The purification process comprises the steps of: concentrating the animal cell culture medium by diafiltration through the membrane with 5-20 K mol. wt. cut-off (MWCO) capacity, the cell strain used being CHO (KCLRF-BP-00018) and BHK (KCLRF-BP-00024); precipitating the impurity by adding 20-120mM of divalent metal salts and reacting 1/2-2 hours, preferably, using 80mM of ZnCl2 and reacting at 4°C for 1 hour and centrifuging; adding the supernatant solution to the resin column and carrying out the anion exchange chromatography with 100mM, 250mM and 500mM NaCl step gradient solutions. the product being extracted by 100mM concentration fraction; going through hydrophobic chromatography with 0-70% ethanol linear gradient extraction, the product being extracted preferably by 0-30% concentration ethanol and finally going through anion exchange chromatography once more to collect the highly in vivo active erythropoietin in the isomer band of pI 3.5-4.5.

Description

재조합 인간 에리트로포이에틴의 정제 방법{Process for the purification of recombinant human erythropoietin}Process for the purification of recombinant human erythropoietin

본 발명은 재조합 에리트로포이에틴(recombinant erythropoietin, rEPO)을 생산하는 동물세포의 배양상등액으로부터 재조합 에리트로포이에틴을 정제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying recombinant erythropoietin from the culture supernatant of animal cells producing recombinant erythropoietin (rEPO).

보다 상세하게 본 발명은 2가금속 양이온 침전 단계; 음이온교환 크로마토그래피 단계; 및 소수성 크로마토그래피 단계 등을 필수적으로 포함하고, 이에 더하여 한외 여과 등 세포 배양상등액의 농축 단계 및/또는 추가적인 2차 음이온교환 크로마토그래피 단계를 포함할 수 있는, 보다 단순화된 재조합 에리트로포이에틴 정제 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention is a divalent metal cation precipitation step; Anion exchange chromatography step; And a hydrophobic chromatography step, and the like, in addition to the step of concentrating the cell culture supernatant such as ultrafiltration and / or an additional secondary anion exchange chromatography step, to a simplified recombinant erythropoietin purification method. It is about.

에리트로포이에틴(Erythropoietin, EPO)은 신장에서 생성 분비되는 조혈호르몬으로서, 적혈구계의 세포에 특이적으로 작용하며, 골수 중의 적아구계 전구세포의 분화와 증식을 조절하는 순환당단백질이다(Carnot 등,Compt. Rend., 143:384, 1906). 에리트로포이에틴은 주로 태아의 간이나 성인의 신장에서 생산되며 혈중 저산소 상태에서 생성이 증가하여 적혈구 세포의 생산을 조절한다.Erythropoietin (EPO) is a hematopoietic hormone secreted by the kidney and is a circulating glycoprotein that acts specifically on erythroid cells and regulates the differentiation and proliferation of erythroid progenitor cells in bone marrow (Carnot et al., Et al. Compt.Rend. , 143: 384, 1906. Erythropoietin is mainly produced in the liver of the fetus or in the kidney of an adult, and its production is increased in the hypoxic state of the blood to regulate the production of red blood cells.

천연형 인간 에리트로포이에틴은 165개의 아미노산으로 구성된 단량체 당단백질로 전체 분자량이 34,000 달톤 정도되며 단백질 부분의 분자량은 약 18,000 달톤이다(Wang 등,Endocrinology, 116:2286, 1985). 인간 에리트로포이에틴 분자는 전체 분자의 약 40% 정도가 당으로 구성되어 있으며, 이 당쇄부분은 에리트로포이에틴의 생체내 활성에 필수적인 역할을 수행한다. 따라서, 에리트로포이에틴 분자내의 당함량이 감소하면 혈액중 에리트로포이에틴 분자의 반감기가 현저히 감소하게 되고 생체내 활성이 소실되게 된다(Goto 등,Biotechnology, 6:67, 1988). 이러한 현상은 에리트로포이에틴 당쇄 말단의 시알산이 소실되면 갈락토오즈가 노출되고 노출된 갈락토오즈를 간에 존재하는 수용체가 인지하여 에리트로포이에틴을 흡수 후 분해함으로써 유발되는 것으로 보고되었다. 이러한 사실에 근거하여 에리트로포이에틴 당쇄 말단에 존재하는 시알산의 역할과 이를 분해하는 효소인 시알산 분해 효소가 에리트로포이에틴의 생체 활성에 미치는 영향 등이 활발히 연구되고 있다. 또한 시알산 이외의 당구조에 대한 연구와 당구조와 에리트로포이에틴 활성에 관한 연구가 병행되고 있는 추세이다.Natural human erythropoietin is a monomeric glycoprotein consisting of 165 amino acids with a total molecular weight of about 34,000 Daltons and a molecular weight of about 18,000 Daltons in protein (Wang et al., Endocrinology , 116: 2286, 1985). About 40% of the human erythropoietin molecule is composed of sugars, and the sugar chain portion plays an essential role in the in vivo activity of erythropoietin. Therefore, when the sugar content in the erythropoietin molecule is reduced, the half-life of the erythropoietin molecule in the blood is significantly reduced and the in vivo activity is lost (Goto et al., Biotechnology , 6:67, 1988). This phenomenon has been reported to be caused by the loss of sialic acid at the end of the erythropoietin sugar chain, and the absorption of galactose and the recognition of the receptor present in the liver to absorb and degrade erythropoietin. Based on these facts, the role of sialic acid present at the end of erythropoietin sugar chains and the effect of sialic acid degrading enzyme, an enzyme that degrades erythropoietin on the bioactivity of erythropoietin have been actively studied. In addition, studies on sugar structures other than sialic acid and studies on sugar structure and erythropoietin activity are being conducted in parallel.

천연형 인간 에리트로포이에틴은 1906년 조혈 조절인자의 존재 가능성에 대한 연구를 통해 처음 보고되었고 1957년 에리트로포이에틴으로 명명되었다(Jacobson 등,Nature, 179:633, 1957). 이후 지속된 연구의 결과 인간 에리트로포이에틴은 1977년에 Miyake 등이 재생불량성 환자의 뇨로부터 대량 분리 정제하는데 최초로 성공한 이후(Miyake 등,J. Biol. Chem., 252:5558, 1977) 그 연구가 본격화되기 시작하여 Yanagawa 등에 의해 에리트로포이에틴의 N 말단 서열이 보고되었고(Yanagawa 등,J. Biol. Chem., 295: 2707, 1984) 2년뒤 Lai 등이 인간뇨 유래 에리트로포이에틴 시료에서 에리트로포이에틴 전체 아미노산 서열을 결정하여 보고하였다(Lai 등,J. Biol. Chem. 261:3116, 1986).Natural human erythropoietin was first reported in 1906 through the study of the possibility of hematopoietic regulators and was named erythropoietin in 1957 (Jacobson et al ., Nature , 179: 633, 1957). Subsequent studies have shown that human erythropoietin was the first to successfully mass-purify and purify from urine in patients with aplasticity (Miyake et al ., J. Biol. Chem ., 252: 5558, 1977) in 1977. N-terminal sequence of erythropoietin was reported by Yanagawa et al . (Yanagawa et al ., J. Biol. Chem ., 295: 2707, 1984). Two years later, Lai et al . The total amino acid sequence was determined and reported (Lai et al ., J. Biol. Chem . 261: 3116, 1986).

1980년대 들어 유전공학 기술의 눈부신 발전으로 유용생리활성물질의 대량 생산 기술이 개발됨에 따라 에리트로포이에틴의 대량 생산이 가능하게 되었고 임상치료제로서 안정적인 공급이 이루어지고 있다.With the remarkable development of genetic engineering technology in the 1980s, mass production of useful physiologically active substances has been developed, enabling mass production of erythropoietin and stable supply as a clinical treatment.

재조합 인간 에리트로포이에틴의 생산 연구는 1986년에 미국 Amgen사에 의해 세계 최초로 인간 에리트로포이에틴 게놈 클로닝이, 1984년 미국 Genetic institute사에 의한 인간 게놈 cDNA의 클로닝이 성공함에 따라 본격화되기 시작하여 1985년 Amgen사의 Lin 등과 Genetic institute사의 Jacob 등이 중국 햄스터 난소 세포(Chinese Hamster Ovary cell, CHO cell)에서 인간 에리트로포이에틴의 발현에 성공하였다. 이후, 대량 생산 연구, 전임상 및 임상 연구등을 진행하여 1988년에 미국 Amgen사로부터 기술을 제공받은 Cilag사가 스위스에서 CHO 세포에서 제조된 재조합 인간 에리트로포이에틴을 세계 최초로 허가받아 발매하였고, 벨기에, 프랑스 등에서도 계속 발매되었다. 미국에서는 1989년 Amgen사에 의해 처음으로 발매되었으며 현재는 재조합 인간 에리트로포이에틴이 일본, 유럽등 전세계에서 임상적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 추세에 발맞추어 양질의 에리트로포이에틴을 생산하기 위한 제조 공정의 연구가 활발히 진행되고 있으며 제조 공정의 마지막 단계인 정제 공정의 개선을 통하여 제품의 품질을 향상시키려는 연구 또한 활발히 이루어지고 있다.The research on production of recombinant human erythropoietin began in 1986 by Amgen Inc. in the world for the first time in human cloning of human erythropoietin genome, and in 1984 by cloning of human genome cDNA by Genetic institute in USA. Amgen's Lin and Jacob of Genetic Institute have successfully expressed human erythropoietin in Chinese Hamster Ovary cells (CHO cells). Subsequently, Cilag, which received mass production, preclinical and clinical studies, and technology from Amgen in 1988, released the world's first licensed recombinant human erythropoietin manufactured in CHO cells in Switzerland, Belgium and France. It was released on the back. In the United States, it was first released by Amgen in 1989. Currently, recombinant human erythropoietin is widely used clinically in Japan and Europe. In line with this trend, researches on manufacturing processes for producing high quality erythropoietin are being actively conducted, and researches to improve product quality through improvement of the purification process, which is the final stage of the manufacturing process, are also actively conducted.

현재까지 알려진 정제 방법으로는 에리트로포이에틴에 대한 단일 클론 항체를 이용한 방법(대한민국 특허 0153808)과 블루 세파로즈 칼럼과 하이드록시 아파타이트 칼럼, 이온교환 수지 칼럼을 조합한 방법(대한민국 특허 0162517), 염료 친화성 크로마토그래피와 양이온 교환 크로마토그래피, 겔 여과 크로마토그래피를 이용한 방법(대한민국 특허 0177300)등이 있다.Purification methods known to date include a method using a monoclonal antibody against erythropoietin (Korean Patent 0153808), a combination of a Blue Sepharose column, a hydroxyapatite column and an ion exchange resin column (Korean Patent 0162517), a dye pro Chemical chromatography, cation exchange chromatography and gel filtration chromatography (Korean Patent 0177300).

에리트로포이에틴에 대한 단일 항체를 이용하여 정제하는 방법의 경우 고순도로 에리트로포이에틴을 정제할 수 있다는 장점이 있으나 단일 항체 제작이 까다롭고 고가의 비용이 소요되어 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 대한민국 특허 0162517와 대한민국 특허 0177300에 제시된 정제 방법의 경우 정제 공정이 매우 까다롭고 양질의 에리트로포이에틴을 선별할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않다는결함을 가지고 있다. 즉, 이 방법에 의한 정제 공정에서는 에리트로포이에틴 중 생물학적 활성이 낮은 이성질체를 분리해 내지 않고 모든 이성질체들을 동시에 수합하므로 실제 생체내 활성도가 낮은 에리트로포이에틴이 다량 포함되어 그 기능을 저하시킬 수 있다는 단점이 있으므로 바람직하지 못하다.In the case of purification using a single antibody against erythropoietin, there is an advantage in that erythropoietin can be purified with high purity, but it is difficult to manufacture a single antibody and requires a high cost, thereby degrading economic efficiency. In addition, the purification method disclosed in Korean Patent 0162517 and Korean Patent 0177300 has a drawback that the purification process is very difficult and there is no device for selecting high quality erythropoietin. In other words, the purification process by this method does not separate isomers of low biological activity from erythropoietin and simultaneously collects all isomers, so that a large amount of erythropoietin with low in vivo activity may be included to reduce its function. This is not so desirable.

이에 본 발명자들은 보다 단순화된 에리트로포이에틴 정제 방법을 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 2가금속 양이온 침전 방법과 2단계 내지 3단계의 간단한 크로마토그래피를 통하여 고순도의 에리트로포이에틴을 분리함으로써 전체적인 정제 공정을 단순화하였을 뿐만 아니라 분리된 에리트로포이에틴으로부터 양질의 에리트로포이에틴을 선별하여 고품질의 에리트로포이에틴 제제를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have conducted research to develop a simplified erythropoietin purification method, and as a result, the overall purification by separating erythropoietin of high purity through divalent metal cation precipitation method and simple chromatography of two to three steps. The present invention was completed by not only simplifying the process but also selecting high quality erythropoietin from the separated erythropoietin to produce a high quality erythropoietin formulation.

본 발명의 목적은 기존의 복잡한 다단계 에리트로포이에틴 정제 방법을 대체할 수 있는 최소의 공정으로 양질의 에리트로포이에틴을 정제하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for purifying high quality erythropoietin in a minimal process that can replace the existing complex multi-step erythropoietin purification method.

도 1은 본 발명이 제공하는 에리트로포이에틴 정제 방법의 바람직한 실시예를 보여주는 것이고, Figure 1 shows a preferred embodiment of the erythropoietin purification method provided by the present invention,

도 2는 본 발명의 정제 공정 중 1단계 정제 공정인 1차 음이온 교환 크로마토그래피의 크로마토그램을 나타낸 것이고, 2 shows a chromatogram of primary anion exchange chromatography, which is a first step purification step of the purification step of the present invention,

도 3은 2단계 정제 공정인 소수성 크로마토그래피의 크로마토그램을 나타낸 것이고, 3 shows a chromatogram of hydrophobic chromatography in a two step purification process,

도 4는 3단계 정제 공정인 2차 음이온 교환 크로마토그래피의 크로마토그램을 나타낸 것이고, Figure 4 shows a chromatogram of the secondary anion exchange chromatography, a three-step purification process,

도 5a도 5b는 본 발명의 정제 공정을 통해 분리된 에리트로포이에틴 정제물의 고속 역상 크로마토그래피 분석도이고, 5a and 5b are high-speed reversed phase chromatographic analysis of erythropoietin purified separated through the purification process of the present invention,

도 6은 본 발명의 정제 공정을 통해 분리된 에리트로포이에틴 정제물의 폴리아크릴아미드 젤 전기영동 결과이고, 6 is a polyacrylamide gel electrophoresis result of erythropoietin purified separated through the purification process of the present invention,

MW: 분자량 표지;MW: molecular weight label;

레인 1: 배양상등액;Lane 1: the culture supernatant;

레인 2: 배양상등액의 농축액;Lane 2: the concentrate of the culture supernatant;

레인 3: 염화아연 침전 단계 후의 상등액;Lane 3: supernatant after zinc chloride precipitation step;

레인 4: 1차 음이온교환 크로마토그패피의 용출액;Lane 4: eluate of the primary anion exchange chromatograph;

레인 5: 소수성 크로마토그래피의 용출액;Lane 5: eluent of hydrophobic chromatography;

레인 6: 2차 음이온교환 크로마토그래피의 용출액,Lane 6: eluent of secondary anion exchange chromatography,

도 7은 2차 음이온 교환 크로마토그래피의 에리트로포이에틴 용출 분획에 대한 등전집속시험 결과이다. 7 is an isoelectric focusing test result for the erythropoietin elution fraction of the secondary anion exchange chromatography.

pI: 등전점 표지;pI: isoelectric point marker;

레인 1: 용출 분획 번호 12 ~ 14;Lane 1: elution fractions 12 to 14;

레인 2: 용출 분획 번호 15 ~ 16;Lane 2: elution fractions 15 to 16;

레인 3: 용출 분획 번호 17;Lane 3: elution fraction no. 17;

레인 4: 용출 분획 번호 18;Lane 4: elution fraction no. 18;

레인 5: 용출 분획 번호 19 ~ 24.Lane 5: elution fractions 19-24.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 재조합 인간 에리트로포이에틴을 생산하는 동물세포의 배양 상등액으로부터 재조합 에리트로포이에틴을 분리, 정제하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for separating and purifying recombinant erythropoietin from the culture supernatant of animal cells producing recombinant human erythropoietin.

상기 에리트로포이에틴 정제 방법의 특징은 2가금속 양이온 침전 (divalent cation precipitation) 단계, 음이온교환 크로마토그래피 (anion exchange chromatography) 단계 및 소수성 크로마토그래피 (hydrophobic chromatography) 단계를 포함한다는 점에 있다.The erythropoietin purification method is characterized in that it comprises a divalent cation precipitation step, anion exchange chromatography step and hydrophobic chromatography step.

상기 에리트로포이에틴 정제 방법의 또다른 특징은, 상기 특징적 정제 단계 이외에도 2가금속 양이온 침전 단계 이전에 한외 여과 등을 수행하여 세포배양액을 농축하는 단계를 포함할 수 있다는 점과, 소수성 크로마토그래피 단계 이후에 추가적인 음이온교환 크로마토그래피 단계를 포함할 수 있다는 점이다.Another feature of the erythropoietin purification method, in addition to the characteristic purification step may include the step of concentrating the cell culture by performing ultrafiltration or the like before the divalent metal cation precipitation step, and after the hydrophobic chromatography step That may include additional anion exchange chromatography steps.

도 1은 본 발명이 제공하는 에리트로포이에틴 정제 방법의 바람직한 실시예를 보여준다. 이 정제 공정은 염화아연과 같은 2가금속 양이온 침전 단계와 액상 크로마토그래피 단계로 대별되는데, 이중에서 크로마토그래피를 이용한 순수 정제 공정은 2단계 또는 3단계가 된다. 따라서, 기존의 다단계 정제 공정에 비하여 정제 공정이 크게 단순화된 반면, 순도를 포함한 기타 임상 기준 시험항목에 모두 부합하는 순수한 정제물을 얻을 수 있는 공정으로 구성되어 있다. Figure 1 shows a preferred embodiment of the erythropoietin purification method provided by the present invention. This purification process is roughly divided into divalent metal cation precipitation step such as zinc chloride and liquid chromatography step, of which pure water purification step using chromatography is two or three steps. Therefore, the purification process is greatly simplified compared with the conventional multi-stage purification process, but it is composed of a process that can obtain a pure purified product that meets all other clinical criteria including purity.

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법에서 사용될 수 있는 동물세포는 재조합 에리트로포이에틴을 생산할 수 있는 모든 동물세포를 포함한다. 이때 에리트로포이에틴 (erythropoietin)은 Lai 등이 결정한 에리트로포이에틴 아미노산 서열 (Lai 등,J. Biol. Chem. 261:3116, 1986)로 기재된다. 그러나, 상기 천연형 에리트로포이에틴 이외에도 에리트로포이에틴 변이체를 생산할 수 있는 동물세포 또한 본 발명의 정제 방법에 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 동물세포로재조합 인간 에리트로포이에틴을 생산하는 CHO 세포주(DCHE715 세포주, 대한민국 특허 출원 제 98-32997호, 기탁번호 KCLRF-BP-00018)와 BHK 세포주(DBHE318 세포주, 대한민국 특허 출원 제 99-37463호, 기탁번호 KCLRF-BP-00024)를 사용하였다.Animal cells that can be used in the erythropoietin purification method of the present invention include all animal cells capable of producing recombinant erythropoietin. Erythropoietin is described by the erythropoietin amino acid sequence determined by Lai et al . (Lai et al ., J. Biol. Chem . 261: 3116, 1986). However, in addition to the natural erythropoietin, animal cells capable of producing erythropoietin variants may also be used in the purification method of the present invention. In an embodiment of the present invention, CHO cell line (DCHE715 cell line, Korean Patent Application No. 98-32997, Accession No. KCLRF-BP-00018) and BHK cell line (DBHE318 cell line, Korean patent) that produces human erythropoietin recombined with animal cells Application No. 99-37463, Accession No. KCLRF-BP-00024).

재조합 인간 에리트로포이에틴을 삽입하여 형질 전환시킨 동물세포를 무혈청 배지에서 유도 인자(inducer)를 첨가하여 배양한 후, 배양상등액을 수거하여 상등액 내에 존재하는 에리트로포이에틴을 회수할 수 있다.Animal cells transformed by inserting recombinant human erythropoietin can be cultured by adding an inducer in a serum-free medium, and the culture supernatant can be collected to recover erythropoietin present in the supernatant.

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법을 각 단계 별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The erythropoietin purification method of the present invention will be described in detail for each step as follows.

(1) 한외 여과 (diafiltration) 등을 이용한 세포 배양액 농축 단계(1) Cell culture medium concentration step using ultrafiltration

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법에서는 동물세포를 배양한 세포 배양액을 바로 정제 단계에 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 세포 배양액을 여과막에 여과한 다음 2가금속 양이온 침전 단계를 수행할 수 있다.In the method for purifying erythropoietin of the present invention, a cell culture medium obtained by culturing animal cells may be used directly for a purification step. Preferably, the cell culture solution may be filtered through a filtration membrane, and then a divalent metal cation precipitation step may be performed.

상기 여과막은 분자량 분리능 (molecular weight cut-off, MWCO) 5 ~ 20 K 크기의 여과막이 바람직하며, 수거된 대량의 배양상등액을 한외여과 방법으로 농축하여 용량을 감소시킴으로써 이후 작업에 용이하도록 용량을 조절한다. 이 과정을 통하여 에리트로포이에틴의 소실은 거의 없으며 용량의 감소에 의하여 크로마토그래피 수행시 시료 주입에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐 아니라, 세포 파쇄에 의하여 발생한 불순물을 비롯한 배양액 내의 불순물을 제거할 수 있다.The filtration membrane is preferably a molecular weight cut-off (MWCO) 5 ~ 20 K size filtration membrane, the volume of the culture supernatant collected by ultrafiltration to reduce the capacity to adjust the capacity to facilitate later work do. Through this process, there is almost no loss of erythropoietin, and the reduction of the volume can greatly reduce the time required for sample injection when performing chromatography, and also remove impurities in the culture medium including impurities caused by cell disruption. Can be.

(2) 2가금속 양이온 침전 단계(2) divalent metal cation precipitation step

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법 중 2가금속 양이온 침전 단계에서는 2가금속염을 상기 동물세포의 배양액에 첨가하여 반응시킨 후 원심분리하여 불순물을 침전시킨다. 2가금속 양이온의 예로는 칼슘(Ca2+), 아연(Zn2+), 구리(Cu2+), 니켈(Ni2+), 코발트(Co2+) 등이 있으며, 이들은 일반적으로 염화칼슘(CaCl2), 염화아연(ZnCl2), 염화코발트(CoCl2), 황산구리(CuSO4), 황산니켈(NiSO4) 등과 같은 금속염의 형태로 배양액에 첨가된다.In the divalent metal cation precipitation step of the erythropoietin purification method of the present invention, the divalent metal salt is added to the culture solution of the animal cells, reacted, and centrifuged to precipitate impurities. Examples of divalent metal cations include calcium (Ca 2+ ), zinc (Zn 2+ ), copper (Cu 2+ ), nickel (Ni 2+ ), cobalt (Co 2+ ), and they are generally calcium chloride ( CaCl 2 ), zinc chloride (ZnCl 2 ), cobalt chloride (CoCl 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ), nickel sulfate (NiSO 4 ) and the like in the form of metal salts are added to the culture.

상기 2가금속 양이온 침전 단계를 통해 고당단백질(highly glycosylated protein)을 제외한 저당단백질(lowly glycosylated protein) 및 비당단백질(non-glycosylated protein)의 대부분이 침전된다. 미국 특허5,276,141에 따르면, 인간면역결핍바이러스(HIV)의 gp120 단백질, HIV gp160 단백질, 뮤신(mucin), 알파-1-당단백질(α-1-glycoprotein)과 같은 당단백질은 단백질 총 중량에서 당쇄 부분이 차지하고 있는 비율이 20-40% 정도인 고당단백질로 분류되며, 이들은 2가 금속 양이온과 반응시 복합체를 형성하지 않기 때문에 저당단백질, 비당단백질 등과 분리할 수 있다고 알려져 있다. 에리트로포이에틴의 경우 당쇄 부분이 전체 단백질 중량의 40%정도를 차지하는 고당단백질이므로 2가 금속 양이온을 이용한 침전 방법을 이용하여 불순 단백질과의 분리가 가능하다.Through the divalent metal cation precipitation step, most of the low glycosylated protein and non-glycosylated protein except for the highly glycosylated protein are precipitated. According to US Pat. No. 5,276,141, glycoproteins such as the gp120 protein, HIV gp160 protein, mucin, and alpha-1-glycoprotein of human immunodeficiency virus (HIV) are the sugar chain portion of the total protein weight. It is classified as a high glycoprotein which accounts for about 20-40%, and since it does not form a complex when reacting with a divalent metal cation, it is known that it can be separated from a low glycoprotein and a nonglycoprotein. In the case of erythropoietin, the sugar chain portion is a high glycoprotein, which accounts for about 40% of the total protein weight, so that it can be separated from the impurity protein using a precipitation method using a divalent metal cation.

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법에서, 2가금속 양이온은 20 ~ 120 mM농도로 첨가하고 약 30 분 ~ 2 시간 반응시킨 후 원심분리하여 불순물을 침전시키는 것이 바람직하며, 특히 염화아연을 약 80 mM 농도로 첨가하고 약 4℃에서 1시간 정도 반응시킨 후 원심분리하여 불순물을 침전시키는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서는 예비 실험을 통하여 20mM ~ 120mM 까지의 금속 양이온을 처리하였고, 또한 반응 조건도 4℃, 상온, 37℃ 에서 각각 1시간, 2시간, 4시간 동안 처리함으로써 최적의 2가금속 양이온 침전 조건을 결정하였다. 예비 실험 결과 에리트로포이에틴의 경우 40 ~ 120 mM의 염화아연(ZnCl2)을 4℃에서 1시간 반응시킬 경우 불순물 제거 효과가 크게 나므로 바람직하며, 특히 80 mM의 염화아연을 4℃에서 1시간 반응시킬 경우 불순물 제거 효과가 가장 크면서도 에리트로포이에틴의 소실이 가장 적은 것으로 조사되었다.In the erythropoietin purification method of the present invention, the divalent metal cation is preferably added at a concentration of 20 to 120 mM, reacted for about 30 minutes to 2 hours, and then precipitated by centrifugation. Particularly, zinc chloride is about 80 mM. More preferably, it is added at a concentration and reacted at about 4 ° C. for about 1 hour, followed by centrifugation to precipitate impurities. In the present invention, by treating the metal cation up to 20mM ~ 120mM through a preliminary experiment, the reaction conditions are also treated for 1 hour, 2 hours, 4 hours at 4 ℃, room temperature, 37 ℃ respectively, optimum divalent metal cation precipitation conditions Was determined. As a result of the preliminary experiments, erythropoietin is preferable when the reaction of 40 to 120 mM zinc chloride (ZnCl 2 ) at 4 ° C. for 1 hour has a great effect of removing impurities. Particularly, 80 mM zinc chloride is reacted at 4 ° C. for 1 hour. In this case, it was found that the removal effect of erythropoietin was the smallest while the impurities were removed the most.

2가 양이온 침전 방법으로 침전된 저당단백질 및 비당단백질들은 원심분리에 의하여 쉽게 제거할 수 있으며 상등액 내의 에리트로포이에틴을 회수할 수 있다. 또한 70% 이상의 순도 개선 효과를 나타내어 별도의 정제 공정 없이 단시간 내에 일차적인 정제 효과를 기대할 수 있기 때문에 차후 수행하게 될 정제 단계의 효율을 향상 시킬 수 있다.Low glycoproteins and nonglycoproteins precipitated by the divalent cation precipitation method can be easily removed by centrifugation and erythropoietin in the supernatant can be recovered. In addition, since the purity improvement effect of 70% or more can be expected without any additional purification process in a short time can be improved the efficiency of the purification step to be performed later.

원심분리에 의하여 침전물이 제거된 상등액은 1차 음이온 교환 크로마토그래피를 수행하기 위하여 탈염한다. 탈염은 한외여과 방법을 통하여 이루어 지며, 최종 염의 농도는 희석 배수를 계산하여 5 mM 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.The supernatant from which the precipitate is removed by centrifugation is desalted to perform primary anion exchange chromatography. Desalination is achieved by ultrafiltration, and the final salt concentration is preferably 5 mM or less by calculating the dilution factor.

(3) 음이온 교환 크로마토그래피 단계(3) anion exchange chromatography step

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법 중 음이온 교환 크로마토그래피 단계에서는, 2가금속 양이온 침전 단계에서 분리된 에리트로포이에틴 분획으로 음이온교환 칼럼 크로마토그래피를 수행하되, 100 mM, 250 mM 및 500 mM 염화나트륨의 단계별 농도구배 (step gradient) 용액으로 용출하고 이중 100 mM 염화나트륨 분획을 활성 분획으로 분리한다. 이 방법 이외에도 염화나트륨의 선형 농도구배를 이용하여 단백질을 용출하여 에리트로포이에틴 활성 분획을 수거하는 방법을 사용하거나 염화나트륨 이외의 염으로 염화칼슘을 이용한 단백질 용출 방법을 이용할 수 있다. 전자의 경우 10mM 트리스 완충액과 500mM 염화나트륨 용액을 이용하여 10 칼럼 부피로 선형 농도구배를 형성하고 75mM ~ 120mM 농도에서 용출되는 단백질을 에리트로포이에틴의 활성 분획으로 수거한다. 후자의 경우 5mM 트리스 완충액과 200mM 염화칼슘 용액을 이용하여 10 칼럼 부피로 선형 농도구배를 형성하거나 염화칼슘 5mM, 20mM,100mM, 200mM 용액을 이용하여 단계별 농도구배로 단백질을 용출하여 에리트로포이에틴의 활성 분획을 수거한다. 이때 에리트로포이에틴은 선형 농도구배시 10 ~ 20mM 분획에서, 단계별 농도구배시 20mM 분획에서 용출된다. 상기된 방법들 중 공정 시간 및 수율, 에리트로포이에틴 순도 등을 고려할 때 염화나트륨의 단계별 농도구배를 이용하는 방법이 가장 바람직하다.In the anion exchange chromatography step of the erythropoietin purification method of the present invention, an anion exchange column chromatography is performed with an erythropoietin fraction separated in the divalent metal cation precipitation step, but stepwise of 100 mM, 250 mM and 500 mM sodium chloride Elution with step gradient solution, of which 100 mM sodium chloride fraction is separated into active fraction. In addition to this method, a protein may be eluted using a linear concentration gradient of sodium chloride to collect an erythropoietin active fraction, or a protein eluted method using calcium chloride as a salt other than sodium chloride may be used. In the former case, a linear concentration gradient was formed in 10 column volumes using 10 mM Tris buffer and 500 mM sodium chloride solution, and the protein eluted at a concentration of 75 mM to 120 mM was collected as an active fraction of erythropoietin. In the latter case, an active fraction of erythropoietin is obtained by forming a linear concentration gradient with 10 column volumes using 5 mM Tris buffer and 200 mM calcium chloride solution, or eluting the protein with stepwise concentration gradients using calcium chloride 5 mM, 20 mM, 100 mM, and 200 mM solutions. Collect it. At this time, erythropoietin is eluted in the 10 ~ 20mM fraction in the linear gradient, 20mM fraction in the step gradient. Among the above-mentioned methods, considering the process time and yield, erythropoietin purity, etc., the method using the step gradient of sodium chloride is most preferred.

본 발명의 실시예에서는, 2가금속 양이온 침전 단계 이후 탈염된 상등액을 음이온교환 칼럼 크로마토그래피 수지(예: DEAE 세파로즈)가 충진된 칼럼에 주입하고 100 mM, 250 mM 및 500 mM 염화나트륨의 단계별 농도 구배 용액으로 용출한다.시료를 주입하기에 앞서 칼럼을 10 mM 트리스 완충액(pH 8.0) 등으로 평형화시키며, 용출시에는 각 단계별로 최소 2 칼럼 부피 이상 용매를 주입한다. 그러나, 상기 수지의 종류, 칼럼의 규격, 평형화 완충액의 종류 및 양, 용출액의 양 등은 통상의 음이온교환 크로마토그래피 기술에 따라 수정될 수 있다. 용출 분획 중 에리트로포이에틴은 100mM 염화나트륨 농도 구간에서 분리되었으며, 대부분의 불순 단백질은 250mM과 500mM의 세척 단계에서 용출되었다 (도 2참조).In an embodiment of the present invention, the desalted supernatant after the divalent metal cation precipitation step is injected into a column filled with anion exchange column chromatography resin (e.g. DEAE Sepharose) and the stepwise concentrations of 100 mM, 250 mM and 500 mM sodium chloride. Eluate with gradient solution. Prior to sample injection, equilibrate the column with 10 mM Tris buffer (pH 8.0), etc., and at least 2 column volumes of solvent are injected at each step during elution. However, the type of resin, the size of the column, the type and amount of the equilibration buffer, the amount of the eluate, and the like can be modified according to conventional anion exchange chromatography techniques. Erythropoietin in the elution fraction was separated in the 100 mM sodium chloride concentration interval, most of the impure protein was eluted in the washing step of 250mM and 500mM (see Figure 2 ).

(4) 소수성 크로마토그래피 단계(4) hydrophobic chromatography step

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법 중 소수성 크로마토그래피 단계에서는, 앞서 수행한 음이온교환 크로마토그래피 용출액 중 에리트로포이에틴을 포함하는 용출 분획을 수거하여 소수성 크로마토그래피를 수행하되, 0 ~ 70 % 에탄올 선형 농도 구배(linear gradient) 용액으로 용출하고, 이중 에탄올 10 ~ 35 % 농도 구간을 활성 분획으로 분리한다.In the hydrophobic chromatography step of the erythropoietin purification method of the present invention, the elution fraction containing erythropoietin in the anion exchange chromatography eluate was carried out to perform hydrophobic chromatography, but linear gradient of 0 to 70% ethanol Elution with a linear gradient solution, and the ethanol 10 ~ 35% concentration section is separated into active fractions.

본 발명의 실시예에서는 페닐(phenyl) 수지가 충진된 칼럼에 1차 음이온 교환 크로마토그래피의 에리트로포이에틴 용출 분획을 주입하고 에탄올 선형 농도 구배에 의하여 에리트로포이에틴을 용출한다. 시료의 주입에 선행하여 칼럼을 1M 구아니딘 용액으로 평형화 시키고, 주입 시료내의 구아니딘 최종 농도가 1M이 되도록 염을 첨가한 후 시료를 주입한다. 그러나, 상기 수지의 종류, 칼럼의 규격, 평형화 완충액의 종류 등은 통상의 소수성 크로마토그래피 기술에 따라 수정될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the erythropoietin elution fraction of primary anion exchange chromatography is injected into a column filled with phenyl resin, and the erythropoietin is eluted by an ethanol linear concentration gradient. Prior to the injection of the sample, the column is equilibrated with 1M guanidine solution, and salt is added after the salt is added so that the final concentration of guanidine in the injection sample is 1M. However, the type of resin, the size of the column, the type of equilibration buffer, and the like can be modified according to conventional hydrophobic chromatography techniques.

이상의 정제 과정을 통하여, 에리트로포이에틴의 용출 분획과 불순물의 용출 분획은 완전 분리되는 양상을 나타내며, 내독소 및 숙주유래 DNA, 숙주유래 펩타이드가 식품의약품안전청(KFDA) 허가기준 및 시험방법에 근거한 순도 시험 기준 이하로 제거된 99% 순도의 에리트로포이에틴을 정제할 수 있다 (도 3표 2참조).Through the above purification process, the elution fraction of erythropoietin and the elution fraction of impurities are completely separated, and the endotoxin, host-derived DNA, and host-derived peptide are purified based on KFDA approval standard and test method. Erythropoietin of 99% purity removed below the test criteria can be purified (see FIG. 3 and Table 2 ).

소수성 크로마토그래피에서 수거된 에리트로포이에틴 용출액은 투석(dialysis) 방법을 이용하여 탈염할 수 있다. 이때, 용매에 대한 염의 희석 배수를 계산하여 최종 염의 농도가 5 mM 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.The erythropoietin eluate collected in hydrophobic chromatography can be desalted using a dialysis method. At this time, it is preferable to calculate the dilution factor of the salt to the solvent so that the concentration of the final salt is 5 mM or less.

(5) 추가적인 음이온교환 크로마토그래피 단계(5) additional anion exchange chromatography steps

당단백질인 에리트로포이에틴은 생체내 활성이 당쇄 말단의 시알산(sialic acid 또는 N-acetylneuraminic acid)에 의하여 조절되며 시알산의 함량이 높을수록 생체내 활성이 높게 나타나는 것으로 알려져 있다. 이는 당쇄 말단의 시알산이 에리트로포이에틴의 체내 반감기를 연장시키는 기능을 수행하기 때문인데, 이를 위하여 양질의 에리트로포이에틴을 선별하는 공정이 수반되어야 한다. 이를 위하여 추가적인 음이온교환 크로마토그래피 단계를 수행하여 에리트로포이에틴 용출액을 분획한다.Erythropoietin, a glycoprotein, is regulated by sialic acid (sialic acid or N-acetylneuraminic acid) at the end of sugar chains, and the higher the sialic acid content, the higher the in vivo activity. This is because the sialic acid at the end of the sugar chain performs a function of extending the half-life of erythropoietin, which requires a process of selecting high-quality erythropoietin. To this end, an additional anion exchange chromatography step is performed to fractionate the erythropoietin eluate.

본 발명의 에리트로포이에틴 정제 방법에서 추가적으로 수행될 수 있는 음이온교환 크로마토그래피는 소수성 크로마토그래피 단계 이후에 수행하는데, 바람직하게는 0 ~ 500 mM 염화나트륨 선형 농도구배 용액으로 용출하고, 이중45~ 175 mM 농도 구간을 활성 분획으로 분리할 수 있다. 염화나트륨 이외의 염으로 염화칼슘을 이용한 단백질 용출 방법을 이용할 수 있으며 이때 농도구배 조건은 선형 농도구배를 이용한다. 5mM 트리스 완충액(pH 8.0)과 200mM 염화칼슘 용액을 이용하여 10 칼럼 부피로 선형 농도구배를 형성하고 단백질을 용출하여 에리트로포이에틴의 활성 분획을 수거한다. 이때 에리트로포이에틴은 10 ~ 20mM 분획에서 용출된다. 상기된 방법들 중 공정 시간 및 수율, 에리트로포이에틴 순도, 분획별 분리능 등을 고려할 때 염화나트륨의 선형 농도구배를 이용하는 방법이 가장 바람직하다.Anion exchange chromatography, which may be additionally performed in the erythropoietin purification method of the present invention, is performed after the hydrophobic chromatography step, preferably eluted with a linear gradient solution of 0 to 500 mM sodium chloride, of which 45 to 175 mM concentration. The interval can be separated into active fractions. Protein elution method using calcium chloride can be used as a salt other than sodium chloride, and the concentration gradient condition uses a linear concentration gradient. Using 5 mM Tris buffer (pH 8.0) and 200 mM calcium chloride solution, a linear concentration gradient was formed in 10 column volumes, and the protein was eluted to collect the active fraction of erythropoietin. Erythropoietin is eluted in 10 ~ 20mM fraction. Among the above methods, considering the process time and yield, erythropoietin purity, fractional resolution, and the like, a method using a linear concentration gradient of sodium chloride is most preferred.

본 발명의 실시예에서는 투석이 종료된 시료를 Q 수지가 충진된 칼럼에 주입하여 0 ~ 500 mM 염화나트륨 선형 농도 구배에 의해 추가적인 2차 음이온교환 크로마토그래피를 실행한다. 2차 음이온 교환 크로마토그래피는 10 mM 트리스 완충액(pH 8.0)으로 평형화된 칼럼에 투석된 시료를 주입하고 염화나트륨 농도 구배를 형성한 후 용출되는 단백질을 일정한 분획 크기(fraction size)로 분획하는 방법으로 수행된다 (도 4참조). 그러나, 상기 수지의 종류, 칼럼의 규격, 평형화 완충액의 종류 등은 통상의 음이온교환 크로마토그래피 기술에 따라 수정될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the sample after dialysis is injected into a column filled with Q resin, and further secondary anion exchange chromatography is performed by a linear gradient of 0 to 500 mM sodium chloride. Secondary anion exchange chromatography was performed by injecting a dialysis sample into a column equilibrated with 10 mM Tris buffer (pH 8.0), forming a sodium chloride concentration gradient, and then fractionating the eluted protein to a constant fraction size. (See FIG. 4 ). However, the type of resin, the size of the column, the type of equilibration buffer, and the like can be modified according to conventional anion exchange chromatography techniques.

음이온 교환 크로마토그래피를 통해 45 - 175mM 구간에서 에리트로포이에틴이 주로 용출되며, 이 구간에서 용출되는 에리트로포이에틴을 분획하여 각 분획별 등전집속분석을 통하여 pI 3.5 - 4.5 사이의 에리트로포이에틴만을 포함하는 분획만을 수거하였다. 용출된 각각의 분획을 등전집속시험(isoelectric focusing ; IEF)을 통해 등전점(isoelectric point ; pI)의 분포를 확인한 후 pI 범위가 3.5 ~4.5 사이에 분포하는 분획만을 수합한다 (도 7참조). 이 공정을 통하여 99% 이상의 순도를 나타내는 고순도의 에리트로포이에틴을 분리할 수 있으며 별도의 정제 공정이 수반되지 않아도 생체 활성이 매우 높은 양질의 에리트로포이에틴 만을 선별할 수 있다.Erythropoietin is mainly eluted in the 45-175mM section through anion exchange chromatography, and erythropoietin between pI 3.5 and 4.5 is included through isoelectric focusing analysis by fractionating the erythropoietin eluted from this section. Only fractions were collected. Each of the eluted fractions is identified by isoelectric focusing (IEF), and then only the fractions having a pI range of 3.5 to 4.5 are collected (see FIG. 7 ). Through this process, high-purity erythropoietin with a purity of 99% or more can be separated, and only high quality erythropoietin with high bioactivity can be selected without a separate purification process.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 세포 배양상등액의 수거Example 1 Collection of Cell Culture Supernatant

안정화된 재조합 에리트로포이에틴 생산 CHO 세포주인 DCHE715 세포주(대한민국 특허 출원 제 98-32997호, 기탁번호 KCLRF-BP-00018) 및 안정화된 재조합 에리트로포이에틴 생산 BHK (baby hamster kidney) 세포주인 DBHE318 세포주(대한민국 특허 출원 제 99-37463호, 기탁번호 KCLRF-BP-00024)를 각각 무혈청 배양하여 배양상등액 100L를 수거하고 실시예 2 이하 단계에 사용하였다. 이때 에리트로포이에틴 생산용 CHO 및 BHK 세포는 37℃에서 각각 6일, 8일간 배양하며 배양 종료시 세포의 농도는 각각 초기 접종 농도의 7.5%, 8.1% 였다. 상기 DCHE715 세포주는 인간 에리트로포이에틴의 유전자 염기서열을 지닌 벡터 pDEP173으로 형질전환시킨 CHO 세포주 중 메토트렉세이트 (methotrexate, MTX) 선별배지에서 선별된 것이고, DBHE318 세포주는 인간 에리트로포이에틴 유전자를 지닌 벡터 pDEP521으로 형질전환시킨 BHK 세포주 중 MTX 선별배지에서 선별된 것이다.DCHE715 cell line (stabilized recombinant erythropoietin producing CHO cell line (Korean Patent Application No. 98-32997, Accession No. KCLRF-BP-00018)) and DBHE318 cell line, which is a stabilized recombinant erythropoietin producing baby hamster kidney (BHK) cell line (Korea) Patent application No. 99-37463, Accession No. KCLRF-BP-00024), respectively, was serum-free and cultured to collect 100 L of the culture supernatant, which was used in Example 2 and below. At this time, the erythropoietin production CHO and BHK cells were cultured at 37 ° C. for 6 days and 8 days, respectively, and the concentrations of the cells were 7.5% and 8.1% of the initial inoculation concentrations, respectively. The DCHE715 cell line was selected from methotrexate (MTX) selection medium in a CHO cell line transformed with the vector pDEP173 having the gene sequence of human erythropoietin, and the DBHE318 cell line was transformed with the vector pDEP521 containing the human erythropoietin gene. Among the converted BHK cell lines were selected in MTX selection medium.

<실시예 2> 세포 배양상등액의 농축Example 2 Concentration of Cell Culture Supernatant

여과막(Pellicon 2 Cassette Filter, Millipore사, MWCO 10K)을 펌프(MasterFlex, Millipore사)와 함께 장착하고 60L의 3차 멸균수로 여과장치의 내부를 세척하였다. 여과장치의 세척이 완료된 후 CHO 세포의 배양상등액을 펌프를 통해 여과장치에 주입하고 여액을 회수하여 재주입하는 방식으로 한외여과를 수행하였다. 한외여과가 완료된 후 배양상등액 농축액의 부피는 3 ~ 4 L 였다.A filtration membrane (Pellicon 2 Cassette Filter, Millipore, MWCO 10K) was fitted with a pump (MasterFlex, Millipore, Inc.) and the inside of the filtration system was washed with 60 L of tertiary sterile water. After the washing of the filter was completed, the supernatant of the culture supernatant of CHO cells was injected into the filter through a pump, and the filtrate was recovered and reinjected. After the ultrafiltration was completed, the volume of the culture supernatant concentrate was 3-4 L.

<실시예 3> 염화아연 전처리Example 3 Zinc Chloride Pretreatment

1M 염화아연(ZnCl2) 용액을 3차 멸균수를 사용하여 제조하고 상기 실시예 2의 농축액에 최종 농도가 80mM이 되도록 첨가하였다. 80mM 염화아연이 첨가된 농축액을 4℃에서 1시간 방치하여 침전반응을 수행한 후, 농축액을 원심분리기용 용기에 분주하고 3000rpm의 속도로 20분간 4℃에서 원심분리하였다. 원심분리 후 침전물이 혼합되지 않도록 상등액을 회수하고 역상 고속 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 이용한 순도 분석과 단백질 농도 측정을 실시하였다 (실험예 1 참조).A 1 M zinc chloride (ZnCl 2 ) solution was prepared using tertiary sterile water and added to the concentrate of Example 2 such that the final concentration was 80 mM. After the precipitation with 80 mM zinc chloride added was left for 1 hour at 4 ℃ to perform the precipitation reaction, the concentrate was dispensed into a centrifuge container and centrifuged at 4 ℃ for 20 minutes at a speed of 3000rpm. After the centrifugation, the supernatant was recovered so that the precipitates were not mixed. Purity analysis and protein concentration measurement using reverse phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) were performed (see Experimental Example 1).

그 결과, 염화아연을 전처리한 농축액의 순도는 75 - 80% 였고 약 40%의 불순 단백질이 제거되었다.As a result, the purity of the concentrate pretreated with zinc chloride was 75-80% and about 40% of impurities were removed.

<실시예 4> 전처리액의 용매 교환Example 4 Solvent Exchange of Pretreatment Liquid

여과막(Pellicon 2 Cassette Filter, Millipore사, MWCO 10K)을 펌프(MasterFlex, Millipore Co.)와 함께 장착하고 60L의 3차 멸균수로 여과장치의 내부를 세척하였다. 여과장치의 세척이 완료된 후 염화아연 전처리액에 10배 용량의 3차 멸균수를 첨가하여 전처리액을 10배 희석하고 이 희석액을 펌프를 통해 여과장치에 주입한 후 여액을 회수하여 재주입하는 방식으로 한외여과를 수행하였다. 한외여과에 의하여 농축된 농축액을 10배 용량의 3차 멸균수로 재희석하여 한외여과를 2회 더 반복하여 농축액 내의 염의 농도를 5mM 이하가 되도록 하였다.A filtration membrane (Pellicon 2 Cassette Filter, Millipore Co., MWCO 10K) was fitted with a pump (MasterFlex, Millipore Co.) and the inside of the filtration apparatus was washed with 60 L of tertiary sterile water. After washing the filter, the sterilized water of 10 times volume is added to the zinc chloride pretreatment solution to dilute the pretreatment solution 10 times, and the diluent is injected into the filter device through the pump, and the filtrate is recovered and reinjected. Ultrafiltration was performed. The concentrate concentrated by ultrafiltration was re-diluted with 10 times the volume of tertiary sterile water to repeat the ultrafiltration twice more so that the concentration of salt in the concentrate was 5 mM or less.

<실시예 5> 1차 음이온 교환 크로마토그래피(IEC -Ⅰ)Example 5 Primary Anion Exchange Chromatography (IEC-I)

음이온 교환 수지(DEAE-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech사)를 200×500칼럼에 충진하고 10mM 트리스 완충액(pH 8.0)으로 2 칼럼 용량만큼 평형화시켰다. 평형화된 칼럼에 실시예 4의 농축액을 주입하고 10mM 트리스 완충액(pH 8.0)으로 칼럼을 세척하였다. 100mM 염화나트륨/10mM 트리스 완충액(pH 8.0), 200mM 염화나트륨/10mM 트리스 완충액(pH 8.0), 500mM 염화나트륨/10mM 트리스 완충액(pH 8.0)을 차례로 각각 2 칼럼 용량 만큼 주입하여 단백질을 용출하고 각각의 용출액을 RP-HPLC를 이용하여 분석하였다 (실험예 1 참조).Anion exchange resin (DEAE-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech) was charged in 200 × 500 columns and equilibrated by 2 column volumes with 10 mM Tris buffer (pH 8.0). The concentrate of Example 4 was injected into the equilibrated column and the column was washed with 10 mM Tris buffer (pH 8.0). 100 mM sodium chloride / 10 mM Tris buffer (pH 8.0), 200 mM sodium chloride / 10 mM Tris buffer (pH 8.0), and 500 mM sodium chloride / 10 mM Tris buffer (pH 8.0) were each injected in two column volumes to elute the protein and each eluate was RP. Analyzed using HPLC (see Experimental Example 1).

1차 음이온 교환 크로마토그래피 결과도 2와 같은 양상으로 단백질이 분리되었고, 각 단백질 용출액을 분석한 결과 에리트로포이에틴은 대부분 100mM 염화나트륨 용출액에서 검출되었으며 순도는 95 ~ 98%에 이르렀다.As a result of primary anion exchange chromatography, proteins were separated in the same manner as in FIG. 2. As a result of analyzing each protein eluate, erythropoietin was mostly detected in 100 mM sodium chloride eluate and the purity reached 95-98%.

<실시예 6> 소수성 크로마토그래피(HIC)Example 6 Hydrophobic Chromatography (HIC)

소수성 크로마토그래피 수지(Phenyl-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech사)를 칼럼(FineLINE Pilot 35, Amersham-pharmacia biotech사)에 충진하고 1M 구아니딘(Guanidine hydrochloride) 용액으로 평형화 시켰다. 1차 음이온 교환 크로마토그래피의 에리트로포이에틴 용출액에 최종 농도가 1M이 되도록 구아니딘을 첨가하여 용해시킨 후 칼럼에 주입하였다.도 3과 같이 용매 A(1M 구아니딘)에서 용매 B(70% 에탄올/1M 구아니딘)에 이르도록 10 칼럼 용량으로 선형 농도 구배를 형성하여 단백질을 용출하였다. 단백질 용출액은 분획하고 역상 고속 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 이용한 순도 분석 후 에리트로포이에틴이 존재하는 분획만을 모았다 (실험예 1 참조). 에리트로포이에틴은 에탄올 10-35% 농도 구배에서 용출되었으며 이때 순도는 99% 정도로 매우 높게 나타났다.Hydrophobic chromatography resin (Phenyl-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech) was packed in a column (FineLINE Pilot 35, Amersham-pharmacia biotech) and equilibrated with 1M guanidine hydrochloride solution. Guanidine was added to the erythropoietin eluate of primary anion exchange chromatography so as to have a final concentration of 1 M, and then dissolved in a column. As shown in FIG. 3 , a linear concentration gradient was formed at 10 column volumes from solvent A (1M guanidine) to solvent B (70% ethanol / 1M guanidine) to elute the protein. The protein eluate was fractionated and only fractions containing erythropoietin were collected after purity analysis using reverse phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) (see Experimental Example 1). Erythropoietin was eluted at a ethanol 10-35% concentration gradient with a high purity of 99%.

<실시예 7> 에리트로포이에틴 용출액의 투석(Dialysis)Example 7 Dialysis of Erythropoietin Eluate

활성화된 투석막(Spectra/Por ?? Spectrum사, MWCO 12-14K)에 소수성 크로마토그래피의 용출액을 넣고 봉합한 후 10배 용량의 3차 멸균수에 대하여 6시간 간격으로 3회 투석하여 용출액 내의 염의 농도를 5mM 이하가 되게 하였다.Hydrophobic chromatography eluate was added to an activated dialysis membrane ( Spectra / Por ?? Spectrum, MWCO 12-14K), and then sealed, and dialyzed three times at 6 hour intervals for 10-fold tertiary sterile water. Was set to 5 mM or less.

<실시예 8> 2차 음이온 교환 크로마토그래피Example 8 Secondary Anion Exchange Chromatography

10mM 트리스 완충액(pH 8.0)으로 평형화된 음이온 교환 칼럼(Q-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech사)에 투석액을 주입하고 10mM 트리스 완충액(pH 8.0)으로 칼럼내의 잔여 단백질을 세척하였다. 세척이 완료된 후 용매A (10mM 트리스 완충액, pH 8.0)에서 용매B (500mM 염화나트륨/10mM 트리스 완충액, pH 8.0)에 이르도록 10 칼럼 용량으로 선형 농도 구배를 형성하여 단백질을 용출하였다(도 4참조).The dialysate was injected into an anion exchange column (Q-Sepharose Fast Flow, Amersham-pharmacia biotech) equilibrated with 10 mM Tris buffer (pH 8.0) and the remaining protein in the column was washed with 10 mM Tris buffer (pH 8.0). After washing was complete, a linear concentration gradient was formed in 10 column volumes from solvent A (10 mM Tris buffer, pH 8.0) to solvent B (500 mM sodium chloride / 10 mM Tris buffer, pH 8.0) to elute the protein (see FIG. 4 ). .

에리트로포이에틴은 염화나트륨 45mM ~ 175mM에 이르는 농도 구배 구역에서 광범위하게 용출되었다. 단백질 용출액은 20mL의 분획 크기로 분획 하였고 에리트로포이에틴이 용출된 각각의 분획에 대하여 등전집속시험(Isoelectric Focusing, IEF)을 수행하였다 (실험예 3 참조). 등전집속시험 결과 분석 후 pI 범위가 3.5에서 4.5 사이에 분포하는 에리트로포이에틴을 포함하는 분획만을 모아서 제형화하였다. 이때 pI 3.5 - 4.5 에 분포하는 에리트로포이에틴에서 내독소(Endotoxin), 숙주유래 DNA, 숙주유래 펩타이드의 불순물은 거의 검출되지 않았다Erythropoietin was eluted extensively in concentration gradient zones ranging from 45 mM to 175 mM sodium chloride. The protein eluate was fractionated to a fraction size of 20 mL and isoelectric focusing (IEF) was performed on each fraction of erythropoietin eluted (see Experimental Example 3). After analysis of the isoelectric focusing test, only the fraction containing erythropoietin having a pI range of 3.5 to 4.5 was collected and formulated. At this time, almost no impurities of endotoxin, host-derived DNA, and host-derived peptide were detected in erythropoietin distributed at pI 3.5-4.5.

<실험예 1> 역상 고속 액체 크로마토그래피를 이용한 순도 분석Experimental Example 1 Purity Analysis Using Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography

세포 배양상등액, 그 농축액, 염화아연 전처리액 및 각 정제 단계에서 수거된 단백질 용출액에 대한 순도를 역상 고속 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 이용하여 측정하였다. RP-HPLC를 이용한 순도 분석은 각 시료를 100㎕ 취하여 HPLC 칼럼에 주입하여 아세토니트릴 선형 농도 구배에 의하여 시료내의 단백질들을 분리하는 방법으로 수행하였다.The purity of the cell culture supernatant, its concentrate, zinc chloride pretreatment and protein eluate collected at each purification step was measured using reverse phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Purity analysis using RP-HPLC was performed by taking 100 μl of each sample and injecting it into an HPLC column to separate proteins in the sample by acetonitrile linear concentration gradient.

RP-HPLC 장치 및 조건은 다음과 같았다.RP-HPLC apparatus and conditions were as follows.

- 장치 :- Device :

HPLC 펌프 (LC 22, Bruker)HPLC pumps (LC 22, Bruker)

검출기(LAMDA 1000, BISCHOFF)Detector (LAMDA 1000, BISCHOFF)

칼럼(Hi-Pore Reversed phase column, RP-304, BIO-RAD)Hi-Pore Reversed phase column (RP-304, BIO-RAD)

- 크로마토그래피조건Chromatography Conditions

용매 A ; 20% 아세토니트릴/0.1% 트리플로로아세트산Solvent A; 20% acetonitrile / 0.1% trifluoroacetic acid

용매 B ; 80% 아세토니트릴/0.1% 트리플로로아세트산Solvent B; 80% Acetonitrile / 0.1% Trifluoroacetic Acid

유속 ; 0.5 mL/분Flow rate; 0.5 mL / min

검출파장 ; 280nmDetection wavelength; 280 nm

전개시간 ; 45분Development time; 45 minutes

농도구배 ; 표 1 참조Concentration gradient; See Table 1

전개시간(분)Deployment time (minutes) % 용매 A% Solvent A % 용매 B% Solvent B 00 7070 3030 1010 7070 3030 3535 2020 8080

3737 2020 8080 3838 7070 3030 4545 7070 3030

이상의 조건으로 정제 단계별 정제물을 분석한 결과를도 5에 나타내었다. 5 shows the results of analyzing the purified products according to the above conditions.

<실험예 2> 폴리아크릴 아미드 젤 전기영동(SDS-PAGE)을 이용한 순도 분석Experimental Example 2 Purity Analysis Using Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE)

세포 배양상등액, 그 농축액, 염화아연 전처리액 및 각 정제 단계에서 수거된 단백질 용출액에 대한 순도를 폴리아크릴 아미드 젤 전기영동법을 이용하여 측정하였다.Purity of the cell culture supernatant, its concentrate, zinc chloride pretreatment and protein eluate collected at each purification step was measured using polyacrylamide gel electrophoresis.

SDS-PAGE 젤(Pre-cast gel, gradient 4-20%, NOVEX)을 전기영동장치(Xcell Ⅱ Mini-Cell, NOVEX)에 장치하고 이동완충액을 채웠다. 각 시료 50㎕을 샘플 완충용액 50㎕와 혼합한 후 95℃ 에서 5분간 가열한 후 10,000 rpm 에서 3~4분간 원심분리하고 분자량 표준품과 함께 각 웰에 25㎕씩 주입하였다. 시료 주입 후 130V의 전압으로 전기영동하고 전개가 완료되면 젤을 꺼내어 쿠마시염색을 실시하였다. SDS-PAGE 결과를도 6에 나타내었으며 에리트로포이에틴 최종 정제물은 99% 이상의 순도를 보였다.SDS-PAGE gel (Pre-cast gel, gradient 4-20%, NOVEX) was placed on an electrophoresis device (Xcell II Mini-Cell, NOVEX) and filled with mobile buffer. 50 μl of each sample was mixed with 50 μl of sample buffer, heated at 95 ° C. for 5 minutes, centrifuged at 10,000 rpm for 3 to 4 minutes, and 25 μl were injected into each well with a molecular weight standard. After injection, electrophoresis was performed at a voltage of 130V, and when the development was completed, the gel was taken out and subjected to Coomassie staining. The SDS-PAGE results are shown in FIG. 6 and the final erythropoietin purified showed more than 99% purity.

<실험예 3> 등전집속시험(IEF)Experimental Example 3 Isoelectric Focusing Test

실시예 8에서 용출된 각각의 분획들을 약 60만 IU/mL 정도의 농도가 되도록 농축한 후 농축액과 샘플 완충액을 1:1로 혼합하였다. 전기영동장치(Xcell Ⅱ Mini-Cell, NOVEX)에 IEF 젤(IEF PAGE pH 3-7, NOVEX)을 장치하고 각 시료 20㎕와등전표준품(low pI kit, pH 2.5 ~ 6.5, Pharmacia) 5㎕를 각 웰에 주입한 후 2W에서 2시간 동안 전기영동하였다. 전기영동이 완료된 후 젤을 고정액에서 30분간 서서히 교반하여 고정시키고 쿠마시염색하였다. 탈색용액으로 밴드가 선명히 판별되도록 탈색한 후 각 시료의 밴드 분포를 판독하였다.도 7에서 보여지듯 2차 음이온 교환 크로마토그래피에서 용출된 에리트로포이에틴 분획은 광범위한 pI 범위에서 고르게 나타나며 이들 중 pI 3.5 ~ 4.5 의 범위에서 나타나는 에리트로포이에틴만을 수합하였다.Each fraction eluted in Example 8 was concentrated to a concentration of about 600,000 IU / mL, and then the concentrate and the sample buffer were mixed 1: 1. An IEF gel (IEF PAGE pH 3-7, NOVEX) was placed on an electrophoresis device (Xcell II Mini-Cell, NOVEX), and 20µl of each sample and 5µl of a low pI kit (pH 2.5 ~ 6.5, Pharmacia) Was injected into each well and electrophoresed for 2 hours at 2W. After the electrophoresis was completed, the gel was fixed by stirring slowly for 30 minutes in a fixed solution and Coomassie stained. The band distribution of each sample was read after decolorizing so that the band was clearly distinguished by a decolorizing solution. As shown in FIG. 7 , the erythropoietin fraction eluted in the secondary anion exchange chromatography was evenly distributed over a wide range of pi, and only erythropoietin, which appeared in the range of pi 3.5-4.5, was collected.

<실험예 4> 효소면역측정법에 의한 시험관 내 활성도 측정(in vitro activity assay)Experimental Example 4 In vitro Activity Assay by Enzyme Immunoassay

세포 배양상등액, 그 농축액, 염화아연 전처리액 및 각 정제 단계에서 수거된 단백질 용출액에 대한 시험관 내 활성도를 효소면역측정법에 의하여 측정하고 이를 통하여 각 정제 단계별 수율을 산출하였다. 효소면역측정 키트(Quantikine™ IVD™ ELISA, R&D System)중 항체흡착 플레이트의 각 웰에 분석용 희석액을 100㎕ 씩 첨가하고 샘플 희석액으로 적절히 희석한 표준액, 국제표준액(86 IU/ample, NIBSC) 및 검액들을 100㎕ 씩 가하여 잘 섞은 후 상온에서 1시간 반응시켰다. 각 웰의 잔여 반응액을 제거하고 세척용액 250㎕로 3회 세척한 후 효소항체 접합체액 200㎕를 가한 후 다시 상온에서 1시간 반응시켰다.In vitro activity of the cell culture supernatant, its concentrate, zinc chloride pretreatment, and the protein eluate collected at each purification step was measured by enzyme-immunoassay, and the yield of each purification step was calculated. 100 μl of analytical dilution was added to each well of the antibody adsorption plate in the Quantikine ™ IVD ™ ELISA (R & D System), the standard solution (86 IU / ample, NIBSC) diluted appropriately with the sample dilution, and 100 μl of the sample solution was added to the mixture and allowed to react at room temperature for 1 hour. The remaining reaction solution of each well was removed, washed three times with 250 μl of washing solution, and 200 μl of enzyme antibody conjugate solution was added thereto, followed by further reaction at room temperature for 1 hour.

반응 여액을 위의 방법으로 제거, 세척한 후 용시 제조한 기질-발색용액 200㎕를 웰에 첨가하고 상온에서 20분간 발색시켰다. 발색이 완료된 후 반응 정지액 100㎕를 첨가하여 반응을 정지 시키고 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준액의 활성도(log mIU/mL)를 횡축, 흡광도(A450nm)를 종축으로 하여 표준곡선을 작성하고 작성된 표준곡선으로부터 국제표준액과 검액의 에리트로포이에틴 활성도를 구하고희석배수를 곱하여 시료의 최종 활성도를 산출하였다.After the reaction filtrate was removed and washed in the above manner, 200 µl of the substrate-chromic solution prepared in the elution was added to the wells and developed for 20 minutes at room temperature. After the completion of color development, the reaction stop solution was added to 100μl to stop the reaction and the absorbance was measured at 450nm. Prepare a standard curve using the horizontal axis as the activity of the standard solution (log mIU / mL) and the absorbance (A 450 nm ) as the standard axis. Calculated.

표 2는 CHO 세포주인 DCHE715 세포주의 무혈청 배양액으로부터 상기한 정제 공정을 실시하여 얻은 정제물들의 정제 단계별 분석 예를 나타낸 것이다. Table 2 shows an example of the purification step of the purified products obtained by performing the above purification process from the serum-free culture of the DCHE715 cell line, a CHO cell line.

정제 단계Purification steps 용 량(mL)Capacity (mL) EPO 역가(IU/mL)EPO titer (IU / mL) 단백질 농도(mg/mL)Protein concentration (mg / mL) 비활성(IU/mg)Inactive (IU / mg) 내독소(EU/mL)Endotoxin (EU / mL) 순도(%)water(%) 배양상등액Culture supernatant 104,000104,000 7,5657,565 0.2370.237 31,94131,941 NDND 4646 농축액concentrate 3,4003,400 229,086229,086 7.0187.018 32,64432,644 NDND 48.948.9 염화아연 전처리액Zinc Chloride Pretreatment 3,4003,400 219,830219,830 3.2193.219 70,25670,256 NDND 75.575.5 1단계 (IEC-I)Tier 1 (IEC-I) 3,0003,000 133,294133,294 1.4531.453 91,75691,756 NDND 9696 2단계 (HIC)Tier 2 (HIC) 3,0003,000 129,885129,885 1.2831.283 101,267101,267 NDND 9999 3단계 (IEC-II)Tier 3 (IEC-II) 400400 110,145110,145 0.8660.866 127,243127,243 NDND >99> 99 EPO 원액a EPO stock a 350350 125,877125,877 0.9850.985 127,845127,845 0.10.1 >99> 99 * a : 상기 3단계 정제를 거친 후 제형화한 EPO 원액ND : 측정하지 않음(not determined)* a: EPO stock solution formulated after the three steps of purification ND: not determined

<실험예 5> 내독소, 숙주유래 DNA, 숙주유래 펩타이드의 불순물 검출Experimental Example 5 Impurity Detection of Endotoxin, Host-Derived DNA, and Host-Derived Peptide

(5-1) 내독소 확인 시험(5-1) endotoxin confirmation test

검액과 표준액을 적당한 희석 비율로 희석한 후 96 웰 플레이트에 50㎕씩 분주하고 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 용액 50㎕을 첨가하여 37℃에서 10분간 반응시켰다. 각 웰에 기질 발색용액 100㎕를 첨가하여 37℃에서 10분간 발색시키고 반응 정지액 100㎕를 첨가한 후 405nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준액과 비교하여 검액의 내독소를 환산하고 여기에 희석 배수를 곱하여 검액의 내독소를 산출하였다. 그 결과 본 발명의 3단계 정제방법에 의해 순수정제된 EPO 원액에서는 내독소가 0.1 EU/mL 이하로 검출되었다.After diluting the sample solution and the standard solution at an appropriate dilution ratio, 50 μl was aliquoted into a 96 well plate, and 50 μl of LAL (Limulus Amebocyte Lysate) solution was added thereto, followed by reaction at 37 ° C. for 10 minutes. 100 μl of the substrate color developing solution was added to each well, followed by color development at 37 ° C. for 10 minutes, and 100 μl of the reaction stop solution was added. The endotoxin of the test solution was calculated by converting the endotoxin of the test solution from the standard solution and multiplying it by the dilution factor. As a result, endotoxin was detected at 0.1 EU / mL or less in EPO stock solution purified purely by the three-step purification method of the present invention.

(5-2) 숙주유래 DNA시험(5-2) Host derived DNA test

검액내의 단백질을 페놀/클로로포름 추출법에 의해 제거하고 탈염한 후 100㎕의 부피로 농축하였다. 숙주유래 DNA 표준품을 제조하고 니트로셀룰로오스 멤브레인에 검액과 함께 흡착시키고 디그옥시게닌-dUTP로 표지된 탐침을 이용하여 혼성화하였다. 기질 발색 용액을 첨가하여 발색시키고 발색 정도를 표준액과 비교하여 검액내의 숙주유래 DNA 함량을 환산하였다. 그 결과 본 발명의 3단계 정제방법에 의해 순수정제된 EPO 원액에서는 숙주유래의 DNA가 10pg/60,000IU 이하로 검출되었다.Proteins in the sample were removed by phenol / chloroform extraction, desalted and concentrated to a volume of 100 μl. Host-derived DNA standards were prepared and adsorbed onto the nitrocellulose membrane with the sample solution and hybridized using a probe labeled with Digoxygenin-dUTP. The color development was performed by adding the substrate color development solution, and the degree of color development was compared with the standard solution to calculate the host-derived DNA content in the sample solution. As a result, the host-derived DNA was detected to be less than 10 pg / 60,000 IU in the EPO stock purified by the three-step purification method of the present invention.

(5-3) 숙주유래 펩타이드 시험(5-3) Host derived peptide test

숙주유래 펩타이드에 대한 1차 항체를 96웰 플레이트에 37℃에서 1시간동안 흡착시키고 여액을 세척하였다. 검액 및 숙주유래 펩타이드 표준액을 각 웰에 첨가하여 37℃에서 반응시키고 여액을 세척한 후 효소-항체 접합액을 첨가하여 37℃에서 반응시켰다. 기질 발색 용액을 첨가하여 상온에서 발색시키고 490nm 파장에서 흡광도를 측정한 후 표준액과 비교하여 검액의 숙주유래 펩타이드 농도를 계산한다. 여기에 검액의 희석 배수를 곱하여 최종 숙주 유래 펩타이드 농도를 환산하였다. 그 결과 본 발명의 3단계 정제방법에 의해 순수정제된 EPO 원액에서는 숙주유래의 펩타이드가 78ng/60,000IU 이하로 검출되었다.Primary antibodies to host-derived peptides were adsorbed on 96-well plates at 37 ° C. for 1 hour and the filtrate was washed. A sample solution and host-derived peptide standard solution were added to each well to react at 37 ° C, the filtrate was washed, and then enzyme-antibody conjugate was added to react at 37 ° C. Substrate color development solution is added to color at room temperature, absorbance at 490nm wavelength is measured and compared with the standard solution to calculate the host-derived peptide concentration of the sample solution. The final host-derived peptide concentration was converted by multiplying by the dilution factor of the sample solution. As a result, the host-derived peptide was detected to 78ng / 60,000 IU or less in EPO stock purified purely by the 3-step purification method of the present invention.

본 발명이 제공하는 에리트로포이에틴 정제 방법은 배양상등액 농축 공정, 간단한 2가금속이온 전처리, 2단계 또는 3단계만으로 구성되는 크로마토그래피 단계 등으로 구성되므로, 상기 정제 방법을 이용하면 복잡한 기존의 정제 방법에 비해 정제 소요 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.The erythropoietin purification method provided by the present invention comprises a culture supernatant concentration process, a simple divalent metal ion pretreatment, a chromatography step consisting of only two or three steps, and thus, the conventional purification method is complicated using the purification method. Compared to this, the purification time and cost can be reduced.

Claims (8)

재조합 인간 에리트로포이에틴을 생산하는 동물세포의 배양 상등액으로부터 재조합 에리트로포이에틴을 정제하는 방법에 있어서,In the method for purifying recombinant erythropoietin from the culture supernatant of animal cells producing recombinant human erythropoietin, 2가금속 양이온 침전 단계, 음이온교환 크로마토그래피 단계 및 소수성 크로마토그래피 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.An erythropoietin purification method comprising a divalent metal cation precipitation step, an anion exchange chromatography step and a hydrophobic chromatography step. 제 1항에 있어서, 동물세포는 CHO 또는 BHK 세포주인 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 1, wherein the animal cell is a CHO or BHK cell line. 제 1항에 있어서, 2가금속 양이온 침전 단계는 2가금속염을 20 ~ 120 mM 농도로 첨가하고 약 30 분 ~ 2 시간 반응시킨 후 원심분리하여 불순물을 침전시키는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 1, wherein the divalent metal cation precipitation step adds a divalent metal salt at a concentration of 20 to 120 mM, reacts for about 30 minutes to 2 hours, and then precipitates impurities by centrifugation. . 제 3항에 있어서, 2가금속 양이온 침전 단계는 염화아연을 약 80 mM 농도로 첨가하고 약 4℃에서 1시간 정도 반응시킨 후 원심분리하여 불순물을 침전시키는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 3, wherein the divalent metal cation precipitation step adds zinc chloride at a concentration of about 80 mM and reacts for about 1 hour at about 4 ° C, followed by centrifugation to precipitate impurities. 제 1항에 있어서, 음이온 교환 크로마토그래피 단계는 100 mM, 250 mM 및 500 mM 염화나트륨의 단계별 농도구배 용액으로 용출하고, 이중 100 mM 염화나트륨 분획을 활성 분획으로 분리하는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 1, wherein the anion exchange chromatography step is eluted with a stepwise gradient solution of 100 mM, 250 mM and 500 mM sodium chloride, and the 100 mM sodium chloride fraction is separated into the active fraction. . 제 1항에 있어서, 소수성 크로마토그래피 단계는 0 ~ 70 % 에탄올 선형 농도 구배 용액으로 용출하고, 이중 에탄올 10 ~ 35 % 농도 구간을 활성 분획으로 분리하는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 1, wherein the hydrophobic chromatography step is eluted with a 0-70% ethanol linear concentration gradient solution, and the ethanol 10-35% concentration section is separated into active fractions. 제 1항에 있어서, 2가금속 양이온 침전 단계 이전에 여과막(MWCO 5 ~ 20 K)을 통한 한외 여과를 수행하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 에리트로포이에틴 정제 방법.The method for purifying erythropoietin according to claim 1, wherein the ultrafiltration through a filtration membrane (MWCO 5-20 K) is performed before the divalent metal cation precipitation step. 제 1항에 있어서, 소수성 크로마토그래피 단계 이후에 추가적인 음이온 교환 pI 3.5 ~ 4.5 사이의 이성체(isomer) 밴드만을 포함하고 있는 분획만을 수거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체내 활성이 높은 에리트로포이에틴의정제 방법.The method of claim 1, further comprising the step of collecting only the fraction containing only an isomer band between the additional anion exchange pI 3.5 to 4.5 after the hydrophobic chromatography step. Method of Purification of Ethine.
KR1019990059466A 1999-12-20 1999-12-20 Process for the purification of recombinant human erythropoietin KR100344059B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990059466A KR100344059B1 (en) 1999-12-20 1999-12-20 Process for the purification of recombinant human erythropoietin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990059466A KR100344059B1 (en) 1999-12-20 1999-12-20 Process for the purification of recombinant human erythropoietin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010064976A true KR20010064976A (en) 2001-07-11
KR100344059B1 KR100344059B1 (en) 2002-07-24

Family

ID=19627346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990059466A KR100344059B1 (en) 1999-12-20 1999-12-20 Process for the purification of recombinant human erythropoietin

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100344059B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100834732B1 (en) * 2006-11-24 2008-06-09 한국생명공학연구원 Pre-treatment Method for Purification of Recombinant Proteins from Transgenic Animal Milk
CN115015415A (en) * 2022-05-30 2022-09-06 科兴生物制药股份有限公司 Content detection method of recombinant human erythropoietin

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988706B1 (en) * 2007-03-07 2010-10-18 한미홀딩스 주식회사 A Novel method for purifying recombinant erythropoietin
KR101443257B1 (en) 2011-10-18 2014-09-19 주식회사 종근당 Methods for Purifying Erythropoietin Analogs Having Lower Isoelectric Point

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100834732B1 (en) * 2006-11-24 2008-06-09 한국생명공학연구원 Pre-treatment Method for Purification of Recombinant Proteins from Transgenic Animal Milk
CN115015415A (en) * 2022-05-30 2022-09-06 科兴生物制药股份有限公司 Content detection method of recombinant human erythropoietin

Also Published As

Publication number Publication date
KR100344059B1 (en) 2002-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4109204B2 (en) Method for producing desired erythropoietin glycoisoform profile
EP1127063B1 (en) Methods of purifying recombinant human erythropoietin from cell culture supernatants
JP6280499B2 (en) Purification method of FC fusion protein
KR100392021B1 (en) Method for Purifying Recombinant Human Serum Albumin
US20200172589A1 (en) Purification of erythropoietin
US7619073B2 (en) Method for purifying erythropoietin
US8779110B2 (en) Purification of low isoelectric point isoforms of darbepoietin
KR101163297B1 (en) Purification of pegylated polypeptides
RU2566267C2 (en) Method of purifying pegylated erythropoietin
KR960005731B1 (en) Colony-stimulating factor and the preparation thereof
AU2006250885A1 (en) A recombinant method for production of an erythropoiesis stimulating protein
KR100344059B1 (en) Process for the purification of recombinant human erythropoietin
CN111499764B (en) Long-acting fusion protein with erythropoietin activity
JP6231559B2 (en) Method for producing and purifying highly glycosylated sustained human growth hormone protein
RU2643365C2 (en) Method for purifying darbepoetin alpha
WO2011156369A2 (en) Purification of modified cytokines
KR101847169B1 (en) Composition comprising long-acting Erythropoietin
JP2519561B2 (en) Acidic glycoprotein
KR20180026688A (en) Composition comprising long-acting Erythropoietin
CN107937425A (en) The production method of long-acting recombinant human erythropoietin
JPS63250400A (en) Colony stimulating factor and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121231

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131226

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141211

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161222

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 17