LT7068B - Cell culture method - Google Patents

Cell culture method Download PDF

Info

Publication number
LT7068B
LT7068B LT2023549A LT2023549A LT7068B LT 7068 B LT7068 B LT 7068B LT 2023549 A LT2023549 A LT 2023549A LT 2023549 A LT2023549 A LT 2023549A LT 7068 B LT7068 B LT 7068B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
cell
protein
nucleic acid
inducible promoter
acid encoding
Prior art date
Application number
LT2023549A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2023549A (en
Inventor
Juozas ŠIURKUS
Dmitrij BUGAJEV
Kristina PAGARAUSKAITĖ
Original Assignee
UAB "Thermo Fisher Scientific Baltics"
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
Priority claimed from GBGB2219698.4A external-priority patent/GB202219698D0/en
Priority claimed from GBGB2312393.8A external-priority patent/GB202312393D0/en
Priority claimed from GBGB2312374.8A external-priority patent/GB202312374D0/en
Application filed by UAB "Thermo Fisher Scientific Baltics" filed Critical UAB "Thermo Fisher Scientific Baltics"
Publication of LT2023549A publication Critical patent/LT2023549A/en
Publication of LT7068B publication Critical patent/LT7068B/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

The invention provides a method for producing a clarified cell culture comprising a recombinant protein, wherein the method comprises: i) inoculating a bioreactor with a host cell to provide a cell culture, wherein said host cell is an Escherichia coli transformed with an expression system comprising: a) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promotor; and b) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promotor, ii) fermenting the cell culture under conditions that: a) allow the expression of the recombinant protein; and b) allow permeabilization of the cell so as to form a spheroplast that secretes the recombinant protein; iii) clarifying the fermented cell culture comprising the secreted recombinant protein, wherein said clarifying comprises a primary clarification step using a first clarification filter having a pore size that provides a retention range of at least about 0.4 μm or more, wherein the clarification step does not comprise centrifugation.

Description

TECHNIKOS SRITISTECHNICAL FIELD

Šis išradimas yra susijęs su sistema, skirta ekspresuoti rekombinantinius baltymus panaudojant E. coli.The present invention relates to a system for expressing recombinant proteins using E. coli.

TECHNIKOS LYGISSTATE OF THE ART

Escherichia coli yra dažnai pasirenkamas mikroorganizmas rekombinantiniams baltymams gaminti. Pagrindinės šio populiarumo priežastys yra dideli augimo tempai ir raiškos lygis, taip pat reikalingos paprastos ir nebrangios auginimo terpės. Tačiau E. coli yra prastai sekretuoja baltymus, o tarpląstelinių baltymų gamybos metodai, kuriuose naudojami E. coli, reikalauja ląstelių ardymo ir ląstelių nuolaužų pašalinimo. Priešingai, užląstelinė rekombinantinių baltymų ir fermentų gamyba labai sumažina bioproceso gamybos metodo sudėtingumą ir pagerina rekombinantinio produkto kokybę, kartu supaprastina baltymų aptikimą ir gryninimą. Be to, buvo įrodyta, kad aplinka, kurioje nėra su ląstelėmis susijusio proteolitinio skaidymo, sukuria optimalią aplinką baltymų erdvinių struktūrų susidarymui.Escherichia coli is a frequently chosen microorganism for the production of recombinant proteins. The main reasons for this popularity are the high growth rates and resolution levels, as well as the simple and inexpensive culture media required. However, E. coli is a poor protein secreter, and methods for intracellular protein production using E. coli require cell disruption and removal of cellular debris. In contrast, cellular production of recombinant proteins and enzymes greatly reduces the complexity of the bioprocess production method and improves the quality of the recombinant product, while simplifying protein detection and purification. Furthermore, an environment free of cell-associated proteolytic degradation has been shown to provide an optimal environment for the formation of protein spatial structures.

Siekiant palengvinti tarpląstelinių baltymų gamybą E. coli, gali būti naudojami įvairūs metodai. Paprastai pradiniai šių metodų etapai apima bakterijų ląstelių lizavimą arba suardymą tam, kad būtų suardyta bakterijų ląstelių sienelė ir ląsteliniai baltymai galėtų išsiskirti į tarpląstelinę aplinką. Po šio atpalaidavimo reikalingi baltymai yra išgryninami iš ekstraktų, įprastai atliekant kelis chromatografijos etapus.Various methods can be used to facilitate the production of intracellular proteins in E. coli. Typically, the initial steps of these methods involve lysing or disrupting bacterial cells to disrupt the bacterial cell wall and release cellular proteins into the extracellular environment. After this release, the required proteins are purified from the extracts, usually by several chromatographic steps.

Įrodyta, kad keli metodai yra naudotini siekiant išlaisvinti tarpląstelinius baltymus iš bakterijų ląstelių. Tarp jų yra cheminės lizės naudojimas, fiziniai ardymo metodai arba cheminių ir fizinių metodų derinys (Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)).Several methods have been shown to be useful for the release of intracellular proteins from bacterial cells. These include the use of chemical lysis, physical disruption methods, or a combination of chemical and physical methods (Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)).

Cheminiai bakterijų ląstelių sienelių ardymo metodai, kurie pasirodė tinkami, apima ląstelių apdorojimą organiniais tirpikliais, tokiais kaip toluenas, (Putnam, S. L., and Koch, A. L., Anal. Biochem. 63:350-360 (1975); Laurent, S. J., and Vannier, F. S., Biochimie 59:747-750 (1977); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)), chaotropais, tokiais kaip guanidino druskos (Hettwer, D., and Wang, H., Biotechnol. Bioeng. 33:886-895 (1989)), antibiotikais, tokiais kaip polimiksinas B (Schupp, J. M., et al., BioTechniques 19:18-20 (1995); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)), arba fermentais, tokiais kaip lizocimas arba lizostafinas (McHenty, C. S., and Kornberg, A., J. Biol. Chem. 252(18):6478-6484 (1977); Cull, M., and McHenry, C. S., Meth. Enzymol. 182:147- 153 (1990); Hughes, A. J., Jr., et al., J. Cell Biochem. Suppl. 016 (Part B):84 (1992); Sambrook, J., et al., in Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), pp. 17- 38; Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York: John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1-4.47). Šių įvairių cheminių medžiagų poveikį galima sustiprinti tuo pačiu metu apdorojant bakterijų ląsteles detergentais, tokiais kaip Triton X-100®, natrio dodecilsulfatas (SDS) arba Brij 35 (Laurent, S. J., and Vannier, F. S., Biochimie 59:747-750 (1977); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211234 (1982); Hettwer, D., and Wang, H., Biotechnol. Bioeng, 33:886-895 (1989); Cull, M., and McHenry, C. S., Meth. Enzymol. 182:147-153 (1990); Schupp, J. M., et al., BioTechniques 19:18-20 (1995)), arba baltymais ar protaminais, tokiais kaip galvijų serumo albuminas arba spermidinas (McHenry, C. H. and Komberg, A., J. Biol. Chem. 252(18): 6478-6484 (1977); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982); Hughes, A. J., Jr., et al., J. Cell Biochem. Suppl. 0 16 (Part B):84 (1992)).Chemical methods of disrupting bacterial cell walls that have proven useful include treating the cells with organic solvents such as toluene (Putnam, S.L., and Koch, A.L., Anal. Biochem. 63:350-360 (1975); Laurent, S.J., and Vannier , F. S., Biochimie 59:747-750 (1977); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)) by chaotropes such as guanidine salts (Hettwer, D., Biotechnol. Bioeng. 33:886-895 (1989)), antibiotics such as polymyxin B (Schupp, J.M., BioTechniques 19:18-20 (1995); Felix, H., Anal. Biochem. 120: 211-234 (1982)), or enzymes such as lysozyme or lysostaphin (McHenty, C.S., and Kornberg, A., J. Biol. Chem. 252(18):6478-6484 (1977); Cull, M., and McHenry, Meth. 182:147-153; J. Cell Suppl. 016 (1992); ., et al., in Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), pp. 17-38; Ausubel, F.M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York: John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1-4.47). The effects of these various chemicals can be enhanced by simultaneously treating the bacterial cells with detergents such as Triton X-100®, sodium dodecyl sulfate (SDS) or Brij 35 (Laurent, S.J., and Vannier, F.S., Biochimie 59:747-750 (1977) ; Felix, H., Biochem. 120:211234; Hettwer, H., Bioeng., 33:886-895; , Meth. Enzymol. 182:147-153 (1990); Schupp, J.M., et al., BioTechniques 19:18-20 (1995)) or proteins such as bovine serum albumin or spermidine (McHenry, C.H. and Komberg, A. Biol. 252(1977): 120:211-234, Hughes, J., et al ., J. Cell Biochem. Suppl. 0 16 (Part B):84 (1992)).

Be šių įvairių cheminių apdorojimo būdų, buvo naudojami keli fiziniai ardymo metodai. Šie fiziniai metodai apima osmosinį šoką, pvz., ląstelių suspensiją hipotoniniame tirpale, kai yra arba nėra emulsiklių (Roberts, J. D., and Lieberman, M. W., Biochemistry 18:4499-4505 (1979); Felix, H., Anal. Biochem. 120:211-234 (1982)), džiovinimą (Mowshowitz, D. B., Anal. Biochem. 70:94-99 (1976)), maišymą su granulėmis, tokį kaip malimą rutuliniame malūne (Felix, H., Anal. Biochem. 120:211234 (1982); Cull, M., and McHenry, C. S., Meth. Enzymol. 182:182:147-153 (1990)), temperatūrinį šoką, pvz., sušaldymo-atšildymo ciklai (Lazzarini, R. A., and Johnson L. D., Nature New Biol. 243:17-20 (1975); Felix, H., Anal, Biochem. 120:211-234 (1982)), apdorojimą ultragarsu (Amos, H., et al., J. Bacteriol. 94:232-240 (1967); Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York, John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1-4.47) suardymą slėgiu, pvz., panaudojant prancūziško preso slėgio kamerą (Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York, John Wiley & Sons (1993), pp. 16.8.6-16.8.8). Kiti metodai apjungia šiuos cheminius ir fizinius suardymo metodus, pvz., apdorojimą lizocimu, po kurio atliekamas apdorojimas ultragarsu arba slėgiu, siekiant maksimaliai padidinti ląstelių ardymą ir baltymų išsiskyrimą (Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York, John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1 -4.47).In addition to these various chemical treatments, several physical degradation methods have been used. These physical methods include osmotic shock, such as suspension of cells in a hypotonic solution in the presence or absence of emulsifiers (Roberts, J.D., and Lieberman, M.W., Biochemistry 18:4499-4505 (1979); Felix, H., Anal. Biochem. 120 :211-234 (1982)), drying (Mowshowitz, D.B., Anal. Biochem. 70:94-99 (1976)), mixing with granules such as ball milling (Felix, H., Anal. Biochem. 120: 211234 (1982); Cull, M., and McHenry, Meth. Enzymol. 182:182:147-153 (1990)), e.g. freeze-thaw cycles (Lazzarini, R. A., Nature New Biol. 243:17-20 (1975); Felix, H., Biochem. 120:211-234 (1982)), sonication (Amos, H., et al., J. Bacteriol. 94: 232-240 (1967); Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York, John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1-4.47) using a French press pressure chamber (Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York, John Wiley & Sons (1993), pp. 16.8.6-16.8.8). Other methods combine these chemical and physical disruption methods, such as lysozyme treatment followed by sonication or pressure to maximize cell disruption and protein release (Ausubel, F. M., et al., in Current Protocols in Molecular Biology, New York , John Wiley & Sons (1993), pp. 4.4.1 -4.47).

Šie suardymo metodai turi keletą privalumų, įskaitant jų gebėjimą greitai ir visiškai suardyti bakterijų ląsteles taip, kad būtų maksimaliai padidintas tarpląstelinių baltymų išsiskyrimas.These disruption methods have several advantages, including their ability to rapidly and completely disrupt bacterial cells in a way that maximizes the release of intracellular proteins.

Tačiau šie metodai taip pat turi ryškių trūkumų. Pavyzdžiui, fiziniai metodai iš esmės apima bakterijų ląstelių sienelių ir plazmos membranų suplėšymą ir suskaidymą. Dėl šių procesų gaunami ekstraktai, kuriuose yra daug kietųjų dalelių, tokių kaip membranos arba ląstelės sienelės fragmentai, kurie turi būti pašalinti iš ekstraktų, įprastai centrifuguojant, prieš išgryninant rekombinantinius baltymus. Šis centrifugavimo poreikis apriboja serijos, kurią galima apdoroti vienu kartu, dydį iki turimos centrifugos tūrio dydžio; taigi, didelio gamybos masto preparatai yra neįgyvendinami, o gal net neįmanomi. Be to, fiziniai metodai ir daugelis cheminių metodų įprastai lemia ne tik norimų tarpląstelinių baltymų, bet ir nepageidaujamų nukleorūgščių bei membraninių lipidų išsiskyrimą iš ląstelių (pastarųjų ypač atsiranda naudojant organinius tirpiklius). Šie nepageidaujami ląstelių komponentai taip pat apsunkina tolesnius pageidaujamų baltymų gryninimo procesus, nes padidina ekstraktų klampumą (Sambrook, J., et al., in: Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), pp 17-38; Cull, M., and McHenry, C. S., Meth. Enzymol. 182:147- 153 (1990)) ir su dideliu avidiškumu bei giminingumu jungiasi prie nukleorūgštis modifikuojančių baltymų, tokių kaip DNR polimerazės, RNR polimerazės ir restrikcijos fermentai.However, these methods also have distinct drawbacks. For example, physical methods essentially involve tearing and breaking down bacterial cell walls and plasma membranes. These processes result in extracts that contain many solids, such as membrane or cell wall fragments, which must be removed from the extracts by conventional centrifugation before the recombinant proteins can be purified. This need for centrifugation limits the size of the batch that can be processed at one time to the volume of the available centrifuge; thus, large-scale production preparations are impractical, if not impossible. In addition, physical methods and many chemical methods usually lead to the release of not only desired intracellular proteins, but also unwanted nucleic acids and membrane lipids from cells (the latter especially occur with organic solvents). These unwanted cellular components also complicate subsequent purification processes of desired proteins by increasing the viscosity of the extracts (Sambrook, J., et al., in: Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), pp 17-38; Cull, C.S., Meth. Enzymol. 182:147-153 (1990)) and binds with high avidity and affinity to nucleic acid modifying proteins such as DNA polymerases. RNA polymerases and restriction enzymes.

Natūraliai atsirandantys lizuojantys ir simbiontiniai bakteriofagai turi galimybę išprovokuoti šeimininko ląstelių lizę, ekspresuodami specifinius baltymus lizinio ciklo metu. Šie lizuojantys baltymai buvo nustatyti ir plačiai ištirti, pavyzdžiui, T4 ir T7 bakteriofaguose. Lizuojantys baltymai apima ir holinus, ir lizocimus. Holinai suformuoja stabilius ir nespecifinius citoplazminės membranos pažeidimus, kurie sudaro sąlygas lizocimams patekti į peptidoglikano sluoksnį. Lizocimai pasižymi muraliziniu aktyvumu prieš tris skirtingus ląstelės sienelės peptidoglikano polimero kovalentinių ryšių tipus (glikozidinius, amidinius ir peptidinius). Kartu holino ir lizocimo aktyvumas suardo dvi gramneigiamų bakterijų ląstelių membranas ir taip sukelia ląstelių lizę.Naturally occurring lytic and symbiotic bacteriophages have the ability to induce host cell lysis by expressing specific proteins during the lytic cycle. These lytic proteins have been identified and extensively studied in, for example, T4 and T7 bacteriophages. Lysing proteins include both holins and lysozymes. Cholins form stable and non-specific lesions in the cytoplasmic membrane, which allow lysozymes to enter the peptidoglycan layer. Lysozymes exhibit muralis activity against three different types of covalent bonds (glycosidic, amide and peptide) in the peptidoglycan polymer of the cell wall. Together, the activity of choline and lysozyme disrupts the two cell membranes of gram-negative bacteria, thereby causing cell lysis.

E. coli buvo sukonstruota taip, kad ekspresuotų T4 bakteriofago lizinius baltymus tam, kad būtų užtikrinta užprogramuota ląstelių lizė, siekiant pagerinti rekombinantinių baltymų gamybos tolesnio apdorojimo efektyvumą ir ekonomiškumą ( M. Morita, K. Asami, Y. Tanji, and H. Unno, “Programmed Escherichia coli Cell Lysis by Expression of Cloned T4 Phage Lysis Genes,” Biotechnology Progress , vol. 17, (no. 3), pp. 573-576, 2001).E. coli was engineered to express T4 bacteriophage lysis proteins to provide programmed cell lysis to improve the efficiency and cost-effectiveness of downstream processing for recombinant protein production (M. Morita, K. Asami, Y. Tanji, and H. Unno, "Programmed Escherichia coli Cell Lysis by Expression of Cloned T4 Phage Lysis Genes," Biotechnology Progress , vol. 3, pp. 573-576, 2001).

Konstruktai Escherichia coli pagrindu yra auksinis standartas rekombinantinių baltymų gamyboje, kai modifikacijos po transliacijos yra nebūtinos. Pagrindinės E. coli populiarumo priežastys yra dideli augimo tempai ir raiškos lygiai, taip pat paprastos ir nebrangios auginimo terpės.Escherichia coli-based constructs are the gold standard for the production of recombinant proteins where post-translational modifications are unnecessary. The main reasons for the popularity of E. coli are the high growth rates and expression levels, as well as the simple and inexpensive culture media.

Tačiau E. coli nėra tobulas šeimininkas, nes jos įprastai neišskiria baltymų į tarpląstelinę terpę. Taigi viena problema, susijusi su metodais, kuriuose panaudojamos E. coli, yra ta, kad ląstelių ardymo žingsnis tampa ribojimu ir nėra ekonomiškai efektyvus bandomuoju arba pramoniniu mastu, kai siekiama įgyvendinti uždarą ir (arba) nuolatinį proceso vyksmą.However, E. coli is not a perfect host because it does not normally secrete proteins into the extracellular medium. Thus, one problem with methods using E. coli is that the cell disruption step becomes limiting and is not cost-effective on a pilot or industrial scale when implementing a closed and/or continuous process.

Viena su šiais metodais susijusių problemų yra ta, kad gauti rekombinantiniai baltymai įprastai turi priemaišų. Tai, pavyzdžiui, yra problema gaminant nukleorūgštis modifikuojančius fermentus, nes fermentų preparatai įprastai yra užteršti nukleorūgštimis (pvz., RNR ir DNR). Ši priemaišinė nukleorūgštis gali būti ne tik iš organizmų, kurie yra fermento šaltinis, bet ir iš nežinomų organizmų, esančių reagentuose ir medžiagose, naudojamose fermentui valyti po jo išsiskyrimo iš ląstelių. Tai ypač aktualu atvirkštinės transkriptazės arba DNR polimerazės fermentams, nes jie yra įprastai naudojami nukleorūgščių molekulių amplifikacijos ir sintezės metoduose (pvz., polimerazės grandininėje reakcijoje (PGR), ypač RT-PGR). Tokiame pavyzdyje užterštos DNR arba RNR buvimas fermentų preparatuose yra didelė problema, nes tai gali sukelti klaidingus amplifikacijos arba sintezės rezultatus. Be to, augant fermentų, kaip biokatalizatorių, poreikiui farmacijoje, fermentų preparatų kokybei keliami papildomi reikalavimai, tokie kaip specifiškumas, nuoseklumas pereinant nuo vienos serijos prie kitos, gyvūninės kilmės priemaišų ir antibiotikų nebuvimas, būtinai turi atitikti norminius reikalavimus.One problem with these methods is that the resulting recombinant proteins usually contain impurities. This is, for example, a problem in the production of nucleic acid-modifying enzymes, as enzyme preparations are typically contaminated with nucleic acids (eg, RNA and DNA). This impurity nucleic acid can come not only from the organisms that are the source of the enzyme, but also from unknown organisms present in the reagents and materials used to purify the enzyme after it is released from the cells. This is particularly true for reverse transcriptase or DNA polymerase enzymes, as they are commonly used in nucleic acid molecule amplification and synthesis methods (eg polymerase chain reaction (PCR), especially RT-PCR). In such a sample, the presence of contaminating DNA or RNA in enzyme preparations is a major problem, as it can lead to false amplification or synthesis results. In addition, with the growing demand for enzymes as biocatalysts in pharmaceuticals, additional requirements are placed on the quality of enzyme preparations, such as specificity, consistency when passing from one series to another, the absence of impurities of animal origin and antibiotics, which must necessarily meet regulatory requirements.

Taigi, išlieka rekombinantinių baltymų, apimančių E. coli, kuriuose iš esmės nėra priemaišų, tokių kaip nukleorūgštys, gamybos metodų poreikis. Šie metodai gali pašalinti užteršimo riziką, pavyzdžiui, iš aplinkos ir personalo, bei įgalinti greitesnį ir lygiagretų gamybos procesą vieno proceso atlikimo įrenginyje.Thus, there remains a need for methods of producing recombinant proteins comprising E. coli that are substantially free of impurities such as nucleic acids. These methods can eliminate the risk of contamination, for example from the environment and personnel, and enable a faster and parallel production process in a single-process facility.

Taigi, išlieka poreikis tokių baltymų paruošimo metodų, kurie būtų efektyvesni, ekonomiškesni (pavyzdžiui, bandomuoju ir pramoniniu mastu), taip pat iš esmės neužteršiančių nepageidaujamais ląstelių komponentais, tokiais kaip nukleorūgštys.Thus, there remains a need for methods of protein preparation that are more efficient, cost-effective (for example, on pilot and industrial scale), and substantially free of unwanted cellular components such as nucleic acids.

TRUMPAS IŠRADIMO APRAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Pagal šį išradimą yra pateiktas nuskaidrintos ląstelių kultūros, apimančios rekombinantinį baltymą, gamybos būdas, kur metodas apima:According to the present invention, there is provided a method for producing a clarified cell culture comprising a recombinant protein, wherein the method comprises:

i) bioreaktoriaus inokuliavimą ląstele šeimininke tam, kad būtų gauta ląstelių kultūra, kur minėta ląstelė šeimininkė yra Escherichia coli, transformuota raiškos sistema, apimančia:(i) inoculating the bioreactor with a host cell to obtain a cell culture, wherein said host cell is Escherichia coli, a transformed expression system comprising:

a) nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vikronektinas (VTN); ir(a) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promoter, wherein the protein is vicronectin (VTN); and

b) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi;b) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter;

ii) ląstelių kultūros fermentavimą, esant tokioms sąlygoms, kurios:(ii) cell culture fermentation under conditions which:

a) suteikia galimybę ekspresuoti rekombinantinį polipeptidą; ir(a) enables expression of the recombinant polypeptide; and

b) suteikia galimybę prasiskverbti į ląstelę taip, kad susidarytų sferoplastas, išskiriantis rekombinantinį polipeptidą;(b) enables cell penetration to form a spheroplast that secretes the recombinant polypeptide;

iii) nuskaidrinimą fermentuotos ląstelių kultūros, apimančios išskiriamą rekombinantinį baltymą, kur minėtas nuskaidrinimas apimaiii) purifying the fermented cell culture comprising the secreted recombinant protein, wherein said purification comprises

a) nukleorūgščių inaktyvavimo etapą prieš pirminį nuskaidrinimo etapą, apimantį nukleorūgšties inaktyvavimo agento pridėjimą į ląstelių kultūrą, kur pasirinktinai nukleorūgšties inaktyvavimo agentas yra benzonazė; ir(a) a nucleic acid inactivation step prior to the primary purification step, comprising adding a nucleic acid inactivating agent to the cell culture, wherein optionally the nucleic acid inactivating agent is benzonase; and

b) pirminio nuskaidrinimo etapą, naudojant pirmąjį nuskaidrinimo filtrą, kurio porų dydis užtikrina bent apie 0,4 μm arba didesnes sulaikymo ribas, kur nuskaidrinimo etapas neapima centrifugavimo.(b) a primary clarification step using a first clarification filter having a pore size of at least about 0.4 μm or greater retention limits, where the clarification step does not include centrifugation.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, metodas papildomai apima antrinį nuskaidrinimo etapą, panaudojant antrą filtrą, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai 0,4 μm arba didesnes sulaikymo ribas.Conveniently, in the methods of the present invention, the method further comprises a secondary clarification step using a second filter having a pore size of at least 0.4 μm or greater retention limits.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, pirminiame nuskaidrinimo etape naudojamas pirmas filtras, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai nuo 1,0 iki 3,0 μm sulaikymo ribas.Conveniently, in the methods of the present invention, the primary clarification step uses a first filter having a pore size that provides retention limits of at least 1.0 to 3.0 μm.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, antrinio nuskaidrinimo etape naudojamas antras filtras, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai apie 0,22 μm, mažiausiai nuo maždaug 1,0 iki maždaug 3,0 μm arba mažiausiai nuo maždaug 0,4 iki maždaug 0,8 μm sulaikymo ribas.Suitably, in the methods of the present invention, the secondary clarification step includes a second filter that provides a pore size of at least about 0.22 μm, at least about 1.0 to about 3.0 μm, or at least about 0.4 to about 0.8 μm retention limits.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, pirminis nuskaidrinimo etapas ir (arba) antrinis nuskaidrinimo etapas yra mikrofiltravimas.Suitably, in the methods of the present invention, the primary clarification step and/or the secondary clarification step is microfiltration.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, mikrofiltravimas yra giluminis filtravimas.Suitably, in the methods of the present invention, microfiltration is depth filtration.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, mikrofiltravimas yra parenkamas iš normalaus srauto filtravimo (NFF) arba tangentinio srauto filtravimo (TFF).Suitably, in the methods of the present invention, microfiltration is selected from normal flow filtration (NFF) or tangential flow filtration (TFF).

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, nuskaidrintos ląstelių kultūros drumstumas yra mažesnis nei maždaug 20 NTU.Suitably, in the methods of the present invention, the clarified cell culture has a turbidity of less than about 20 NTU.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, minėta fermentacijos pakopa apima stabilizuojančio agento pridėjimą į ląstelių kultūrą.Conveniently, in the methods of the present invention, said fermentation step comprises adding a stabilizing agent to the cell culture.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, procesas atliekamas uždaroje sistemoje taip, kad tarp bioreaktoriaus ir pirmojo bei antrojo nuskaidrinimo filtrų būtų palaikomas sterilus srautas.Conveniently, in the methods of the present invention, the process is carried out in a closed system such that a sterile flow is maintained between the bioreactor and the first and second clarification filters.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, procesas taip pat apima pakopą, kai su minėta nuskaidrinta ląstelių kultūra vykdomos viena arba daugiau iš minėto rekombinantinio baltymo gryninimo pakopų.Conveniently, in the methods of the present invention, the process also includes the step of subjecting said clarified cell culture to one or more of the purification steps of said recombinant protein.

Išradimas taip pat pateikia baltymo gamybos būdą, apimantį:The invention also provides a method of producing a protein comprising:

i) rekombinantinės Escherichia coli ląstelės kultivavimą tokiomis sąlygomis, kurios:(i) culturing a recombinant Escherichia coli cell under conditions which:

a) suteikia galimybę ekspresuoti baltymą; ir(a) enables expression of the protein; and

b) suteikia galimybę prasiskverbti į ląstelę taip, kad susidarytų sferoplastas, išskiriantis baltymą; ir ii) baltymo išskyrimą iš kultūros be visiškos rekombinantinės ląstelės lizės, kur ląstelė apima raiškos sistemą, apimančią:(b) enables cell penetration to form a spheroplast that secretes the protein; and (ii) isolating the protein from the culture without complete lysis of the recombinant cell, wherein the cell comprises an expression system comprising:

a) nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vikronektinas (VTN); ir(a) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promoter, wherein the protein is vicronectin (VTN); and

b) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi.(b) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter.

Tinkamu būdu, išradimo metodai neapima: (i) mechaninio ląstelių ardymo; (ii) egzogeninio fermento, kuris ardo ląstelės sienelę, pridėjimo; ir (iii) ląstelės transformavimo raiškos vektoriais, kurių sudėtyje yra nukleorūgštis, koduojanti egzogeninį fermentą, kuris ardo citoplazminę membraną.Suitably, the methods of the invention do not include: (i) mechanical cell disruption; (ii) addition of an exogenous enzyme that degrades the cell wall; and (iii) transforming the cell with expression vectors containing a nucleic acid encoding an exogenous enzyme that disrupts the cytoplasmic membrane.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, nukleorūgštis, koduojanti baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, yra pirmajame konstrukte, o nukleorūgštis, koduojanti T4 lizocimą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, yra antrajame konstrukte.Conveniently, in the methods of the present invention, the nucleic acid encoding the protein operably linked to the first inducible promoter is present in the first construct, and the nucleic acid encoding T4 lysozyme in frame with the nucleic acid encoding the PelB secretory signal peptide is present in the second construct.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, pirmasis indukuojamas promotorius ir antrasis indukuojamas promotorius yra indukuojami nuosekliai.Conveniently, in the methods of the present invention, the first inducible promoter and the second inducible promoter are induced sequentially.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, pirmasis indukuojamas promotorius ir antrasis indukuojamas promotorius yra indukuojami vienu metu.Conveniently, in the methods of the present invention, the first inducible promoter and the second inducible promoter are simultaneously induced.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, pirmasis indukuojamas promotorius yra IPTG indukuojamas promotorius, pasirinktinai kur IPTG indukuojamas promotorius yra PT7.Suitably, in the methods of the present invention, the first inducible promoter is an IPTG-inducible promoter, optionally wherein the IPTG-inducible promoter is PT7.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, antrasis indukuojamas promotorius yra arabinozės indukuojamas promotorius, kur pasirinktinai arabinozės indukuojamas promotorius yra araB.Suitably, in the methods of the present invention, the second inducible promoter is an arabinose-inducible promoter, wherein optionally the arabinose-inducible promoter is araB.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, T4 lizocimo fermentą koduoja genas E.Conveniently, in the methods of the present invention, the T4 lysozyme enzyme is encoded by the gene E.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, E. coli yra Escherichia coli B kamienas.Suitably, in the methods of the present invention, the E. coli is Escherichia coli B strain.

Tinkamu būdu, šio išradimo metoduose, fermentavimas arba kultivavimas apima temperatūros pakeitimą iš pirmosios temperatūros į antrąją temperatūrą, pasirinktinai kur antroji temperatūra yra žemesnė nei pirmoji temperatūra.Suitably, in the methods of the present invention, the fermentation or culturing comprises changing the temperature from a first temperature to a second temperature, optionally wherein the second temperature is lower than the first temperature.

Išradimas taip pat pateikia rekombinantinį baltymą, pagamintą naudojant šio išradimo metodus.The invention also provides a recombinant protein produced using the methods of the invention.

TRUMPAS BRĖŽINIŲ APRAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Išradimo įgyvendinimo variantai toliau aprašomi kartu su nuoroda į pridedamus brėžinius, kuriuose:Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which:

paveiksle parodytos plazmidžių struktūros: (A) pET29-optVTN, (B) T4 geno gpe raiškos vektorius pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI.plasmid structures are shown in the figure: (A) pET29-optVTN, (B) T4 gene gpe expression vector pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI.

paveiksle parodytas mikroskopinis E. coli ląstelių vaizdas prieš ir po gpe geno ekspresijos indukcijos.the figure shows a microscopic view of E. coli cells before and after induction of gpe gene expression.

paveiksle parodyta dviejų skirtingų E. coli kamienų transformacija tikslinėmis plazmidėmis. (A) kultūros auginimas, kai JS007 E. coli kamienas ir BL21 (DE3) E. coli kamienas buvo transformuoti tikslinėmis plazmidėmis. Grafike pažymėta ekspresijos indukcija su 0,1 mM IPTG (OD600 1,0-1,5). Po 7 valandų inkubacijos BL21 (DE3) kultūros optinis tankis buvo 12,40, tuo tarpu JS007 kultūros optinis tankis buvo 6,60. (B) VTN baltymo raiškos rezultatas - JS007 kamienas (kairėje) ir BL21 (DE3) kamienas (dešinėje). Nuorodos: (1), (6) - „Page Ruler Prestained Protein Ladder“ (Thermo Scientific); (2), (7) - bendra baltymų frakcija prieš indukciją; (3), (8) - bendra baltymų frakcija po indukcijos (0,1 mM IPTG, 4,5 val. 25 °C temperatūroje); (4), (9) - tirpi baltymų frakcija po indukcijos; (5), (10) - netirpi baltymų frakcija po indukcijos. Tiksliniai baltymai pažymėti rodyklėmis.the figure shows the transformation of two different strains of E. coli with target plasmids. (A) Culture growth when JS007 E. coli strain and BL21 (DE3) E. coli strain were transformed with target plasmids. Induction of expression with 0.1 mM IPTG (OD600 1.0-1.5) is indicated in the graph. After 7 hours of incubation, the BL21 (DE3) culture had an optical density of 12.40, whereas the JS007 culture had an optical density of 6.60. (B) VTN protein expression result of JS007 strain (left) and BL21 (DE3) strain (right). References: (1), (6) - Page Ruler Prestained Protein Ladder (Thermo Scientific); (2), (7) - total protein fraction before induction; (3), (8) - total protein fraction after induction (0.1 mM IPTG, 4.5 h at 25 °C); (4), (9) - soluble protein fraction after induction; (5), (10) - insoluble protein fraction after induction. Target proteins are indicated by arrows.

paveiksle parodytas fermentacijos masto padidinimo kolboje, Biostat A, Biostat C ir SUF palyginimas. (A) skirtingo masto fermentacijos biomasės ir terpės frakcijų palyginimas. Nuorodos: (5), (10), - „Page Ruler Prestained Protein Ladder“ (Thermo Scientific); (1) - biomasė, biostatas A prieš indukciją; (2) - biomasė, kolba po indukcijos; (3) - biomasė, biostatas A po indukcijos; (4) - biomasė SUF, po indukcijos; (6) - terpė, biostatas A prieš indukciją; (7) - terpė, kolba po indukcijos; (8) - terpė, biostatas A po indukcijos; (9) - vidutinė, SUF po indukcijos; SDS PAGE gelis 4-12% Bolt. (B) Tipinis fermentacijos proceso profilis Biostat A.the figure shows a comparison of scale-up fermentation, Biostat A, Biostat C and SUF. (A) Comparison of biomass and medium fractions for fermentation at different scales. References: (5), (10), - Page Ruler Prestained Protein Ladder (Thermo Scientific); (1) - biomass, biostat A before induction; (2) - biomass, flask after induction; (3) - biomass, biostat A after induction; (4) - biomass SUF, after induction; (6) - medium, biostat A before induction; (7) - medium, flask after induction; (8) - medium, biostat A after induction; (9) - medium, SUF after induction; SDS PAGE gel 4-12% Bolt. (B) Typical profile of the fermentation process in Biostat A.

paveiksle parodytas VTN fermentacijos proceso atkartojamumas didelio masto 300 l SUF. (A) Trijų fermentacijų fermentacijos profiliai. (B) Supernatantų frakcijų SDS PAGE analizė po fermentacijos proceso atskirų fermentacijų. Nuorodos: (1) - „Page Ruler Prestained Protein Ladder“ (Thermo Scientific); (2), (3), (4) supernatanto frakcija po skirtingų fermentacijų autolizės 300 l SUF. 4-12% Bolt SDS gelis.the figure shows the reproducibility of the VTN fermentation process in a large-scale 300 L SUF. (A) Fermentation profiles of the three fermentations. (B) SDS PAGE analysis of supernatant fractions after the fermentation process for individual fermentations. References: (1) - Page Ruler Prestained Protein Ladder (Thermo Scientific); (2), (3), (4) supernatant fraction after autolysis of different fermentations in 300 l SUF. 4-12% Bolt SDS gel.

paveiksle parodyta nuskaidrinimo proceso schema, naudojama įvairiems rekombinantiniams baltymams, tokiems kaip VTN (vitronektinas), gauti.figure shows a schematic of the purification process used to obtain various recombinant proteins such as VTN (vitronectin).

DETALUS APRAŠYMASDETAILED DESCRIPTION

Skaitytojo dėmesys nukreipiamas į visus straipsnius ir dokumentus, kurie yra pateikti kartu su šia specifikacija arba iki jos pateikimo, susijusius su šia paraiška, ir kurie yra atviri visuomenei susipažinti su šia specifikacija, o visų tokių straipsnių ir dokumentų turinys čia įtrauktas kaip nuoroda.The reader's attention is directed to all articles and documents that are filed with or prior to this specification relating to this application and that are open to the public in connection with this specification, and the contents of all such articles and documents are incorporated herein by reference.

Atitinkamai, išradimas pateikia išgrynintos ląstelių kultūros, apimančios rekombinantinį baltymą, gamybos būdą, kur metodas apima:Accordingly, the invention provides a method for producing a purified cell culture comprising a recombinant protein, wherein the method comprises:

i) bioreaktoriaus inokuliavimą ląstele šeimininke tam, kad būtų gauta ląstelių kultūra, kur minėta ląstelė šeimininkė yra Escherichia coli, transformuota raiškos sistema, apimančia:(i) inoculating the bioreactor with a host cell to obtain a cell culture, wherein said host cell is Escherichia coli, a transformed expression system comprising:

a) nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vikronektinas (VTN); ir(a) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promoter, wherein the protein is vicronectin (VTN); and

b) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi;b) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter;

ii) ląstelių kultūros fermentavimą, esant tokioms sąlygoms, kurios:(ii) cell culture fermentation under conditions which:

a) suteikia galimybę ekspresuoti rekombinantinį polipeptidą; ir(a) enables expression of the recombinant polypeptide; and

b) suteikia galimybę prasiskverbti į ląstelę taip, kad susidarytų sferoplastas, išskiriantis rekombinantinį polipeptidą;(b) enables cell penetration to form a spheroplast that secretes the recombinant polypeptide;

iii) nuskaidrinimą fermentuotos ląstelių kultūros, apimančios išskiriamą rekombinantinį baltymą, kur minėtas nuskaidrinimas apimaiii) purifying the fermented cell culture comprising the secreted recombinant protein, wherein said purification comprises

a) nukleorūgščių inaktyvavimo etapą prieš pirminį nuskaidrinimo etapą, apimantį nukleorūgšties inaktyvavimo agento pridėjimą į ląstelių kultūrą, kur pasirinktinai nukleorūgšties inaktyvavimo agentas yra benzonazė; ir(a) a nucleic acid inactivation step prior to the primary purification step, comprising adding a nucleic acid inactivating agent to the cell culture, wherein optionally the nucleic acid inactivating agent is benzonase; and

b) pirminio nuskaidrinimo etapą, naudojant pirmąjį nuskaidrinimo filtrą, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai apie 0,4 μm arba didesnes sulaikymo ribas, kur nuskaidrinimo etapas neapima centrifugavimo.(b) a primary clarification step using a first clarification filter having a pore size of at least about 0.4 μm or greater retention limits, where the clarification step does not include centrifugation.

Kaip privalumą išradėjai nustatė, kad rekombinantiniai E. coli sferoplastai išskiria baltymą iki ląstelių lizės.As an advantage, the inventors have found that recombinant E. coli spheroplasts secrete the protein prior to cell lysis.

Išradėjai parodė, kad koordinuota nukleorūgšties, koduojančios T4 lizocimą, susietą su pektato liazės B (PelB) sekrecijos signaline seka, ekspresija kartu su nukleorūgšties, koduojančios rekombinantinį polipeptidą (pvz., vitronektiną), užtikrina labai veiksmingą būdą ekspresuoti didelius rekombinantinio baltymo kiekius, pvz. vitronektino, be reikmės surinkti rekombinantines ląsteles iš fermentacijos kultūros ir vėliau ląsteles lizuoti mechaniniu arba fermentiniu būdu taip, kad būtų atpalaiduotas rekombinantinis baltymas. Tuo atveju, kai T4 fago lizocimo genas yra klonuojamas po griežtai kontroliuojamo promotoriaus, pvz., araB, T4 fago lizocimo periplazminis kaupimasis gali būti sužadintas pridedant induktoriaus (pvz., arabinozės) tinkamu fermentacijos proceso metu. T4 fago lizocimo raiška su PelB signaline seka palengvina T4 lizocimo perkėlimą į periplazminę sritį, kur fermentas suardo peptidoglikano sluoksnį, ir dėl to ląstelėje atsiranda morfologinių pokyčių, dėl kurių susidaro sferoplastas.The inventors have shown that the coordinated expression of a nucleic acid encoding T4 lysozyme linked to a pectate lyase B (PelB) secretion signal sequence together with a nucleic acid encoding a recombinant polypeptide (eg, vitronectin) provides a highly efficient way to express large amounts of recombinant protein, e.g. vitronectin, without the need to harvest the recombinant cells from the fermentation culture and subsequently lyse the cells mechanically or enzymatically to release the recombinant protein. In the event that the T4 phage lysozyme gene is cloned under a tightly controlled promoter such as araB, periplasmic accumulation of T4 phage lysozyme can be induced by the addition of an inducer (eg, arabinose) during the appropriate fermentation process. Expression of T4 phage lysozyme with a PelB signal sequence facilitates translocation of T4 lysozyme to the periplasmic region, where the enzyme degrades the peptidoglycan layer, leading to morphological changes in the cell leading to spheroplast formation.

Rekombinantinis polipeptido genas, pvz., vitronektino genas, yra klonuojamas kontroliuojant indukuojamam promotorių, pvz., PT7 arba lacUV5, baltymo ekspresija gali būti indukuojama pridedant induktorių, pvz., IPTG, tinkamu fermentacijos proceso metu. Rekombinantinio polipeptido, pvz., vitronektino ir T4 fago lizocimo, nukleorūgščių raišką kontroliuojant atskirais promotoriais, jų raiška gali nepriklausomai reguliuoti kiekvieno baltymo gamybą fermentacijos metu. Išradėjai parodė, kad T4 lizocimo indukuoti sferoplastai į kultūros supernatantą išskiria rekombinantinį baltymą, pvz., vitronektiną, nesant sekrecijos signalo sekos. Išradėjai pastebėjo, kad rekombinantinė rekombinantinio baltymo, pvz., vitronektino, raiška neturi žalingo poveikio ląstelei šeimininkei. Tiesą sakant, išradėjai pademonstravo, kad indukuoti sferoplastai galėjo de novo ekspresuoti rekombinantinį baltymą, pvz., vitronektiną trumpiausiai 4 valandas po T4 lizocimo indukcijos.A recombinant polypeptide gene, such as the vitronectin gene, is cloned under the control of an inducible promoter, such as PT7 or lacUV5, and expression of the protein can be induced by adding an inducer, such as IPTG, during the appropriate fermentation process. By controlling nucleic acid expression of a recombinant polypeptide such as vitronectin and T4 phage lysozyme by separate promoters, their expression can independently regulate the production of each protein during fermentation. The inventors have shown that spheroplasts induced by T4 lysozyme secrete a recombinant protein such as vitronectin into the culture supernatant in the absence of a secretion signal sequence. The inventors have observed that recombinant expression of a recombinant protein such as vitronectin has no deleterious effect on the host cell. In fact, the inventors demonstrated that induced spheroplasts were able to de novo express a recombinant protein such as vitronectin as little as 4 hours after T4 lysozyme induction.

Be to išradėjai parodė, kad gautą fermentuotą ląstelių kultūrą galima sėkmingai nuskaidrinti naudojant skaidrinimo filtrą, turintį neįprastai didelį porų dydį, kuris užtikrina mažiausiai apie 0,4 μm sulaikymo ribas. Tai visiškai netikėta, nes nustatyti pirminiai E. coli valymo metodai remiasi tangentiniu srautiniu filtravimu, naudojant filtrą, kurio porų dydis <0,2 μm, kartu su centrifugavimu tam, kad būtų pašalintos ląstelių nuolaužos.Furthermore, the inventors have shown that the resulting fermented cell culture can be successfully clarified using a clarification filter having an unusually large pore size that provides retention limits of at least about 0.4 μm. This is completely unexpected, as the established primary purification methods for E. coli rely on tangential flow filtration using a <0.2 μm pore size filter combined with centrifugation to remove cell debris.

Dar daugiau, išradėjai parodė, kad fermentuotos sferoplastų ląstelių kultūros gali būti efektyviai nuskaidrintos nenaudojant centrifugavimo. Atsisakius centrifugavimo pakopos, fermentacija ir nuskaidrinimas gali būti vykdomi uždaroje sistemoje, todėl pašalinama išorinio užteršimo rizika.Furthermore, the inventors have shown that fermented spheroplast cell cultures can be efficiently clarified without the use of centrifugation. By eliminating the centrifugation step, fermentation and clarification can be carried out in a closed system, eliminating the risk of external contamination.

Taigi E. coli, transformuotų ekspresijos sistema, kuri sudaro sąlygas ląstelės pralaidumui, derinyje su nuskaidrinimo procesu, kuriam nereikalingas centrifugavimas, ne tik sumažina užteršimo riziką baltymų gamybos metu, bet ir papildomai eliminuoja eilę tolesnių apdorojimo būdų gamybos etapuose, įskaitant: ląstelių surinkimą, mechaninę ir (arba) fermentinį ląstelių lizavimą, ląstelių nuolaužų atskyrimą, nukleorūgščių nusodinimą, po kurio vyksta atskyrimas naudojant filtravimą arba centrifugavimą. Taigi, apibrėžti metodai užtikrina didelę baltymų išeigą, esant dideliam ląstelių tankiui ir padidintam mastui. Be to, eliminavus poreikį lizuoti ląsteles šeimininkes ir susijusius centrifugavimo etapus, sutrumpėja didelio masto apdorojimo laikas negu naudojant įprastus metodus lizės pagrindu.Thus, in E. coli, a transformed expression system that enables cell permeability, in combination with a clarification process that does not require centrifugation, not only reduces the risk of contamination during protein production, but additionally eliminates a number of downstream processing methods in the production stages, including: cell harvesting, mechanical and/or enzymatic cell lysis, cell debris separation, nucleic acid precipitation followed by separation by filtration or centrifugation. Thus, defined methods provide high protein yields at high cell densities and scale-up. In addition, eliminating the need to lyse host cells and associated centrifugation steps reduces large-scale processing times compared to conventional lysis-based methods.

Raiškos sistemaResolution system

Išradimo būdas naudoja raiškos sistemą, kuri apima i) nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi; ir ii) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vitronektinas (VTN).A method of the invention utilizes an expression system that comprises i) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promoter; and ii) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter, wherein the protein is vitronectin (VTN).

Čia vartojamas terminas „vitronektinas“ arba „VTN“ reiškia 75 kD glikoproteiną, kuris, kaip pranešama, jungiasi su įvairiais biologiniais ligandais ir vaidina svarbų vaidmenį audinių pertvarkymo procese. Vitronektinas gali būti kilęs iš žmogaus ir gali turėti seką, apibrėžtą NCBI sekos ID: AAH05046.1. Atitinkamai, vitronektinas gali apimti seką SEQ ID Nr. 1.As used herein, the term "vitronectin" or "VTN" refers to a 75 kD glycoprotein that is reported to bind to a variety of biological ligands and play an important role in tissue remodeling. Vitronectin may be of human origin and may have the sequence defined in NCBI Sequence ID: AAH05046.1. Accordingly, vitronectin may comprise the sequence of SEQ ID NO. 1.

Čia vartojamas terminas „T4 lizocimas“, „E baltymas“ arba „gpe“ reiškia citoplazminę muramidazę, kuri palengvina T4 fagu užkrėstų bakterijų ląstelių lizę, tokiu būdu atpalaiduojant replikuotas fago daleles (Tsugita and Inouye, J. Mol. Biol., 37: 20112 (1968); Tsugita and Inouye, J. Biol. Chem., 243: 391-97 (1968), Uniprot accession: D9IEF7), arba mutantą, darinį arba fragmentą, turintį DNR polimerazės aktyvumą. Ją koduoja T4 bakteriofago genas, ir ji hidrolizuoja ryšius tarp N-acetilgliukozamino ir Nacetilmuramo rūgšties liekanų standžiajame E. coli ląstelės apvalkalo peptidoglikano sluoksnyje. Fermentas yra vienos polipeptidinės grandinės, kurios molekulinė masė yra 18,3 kDa. Ji yra maždaug 250 kartų aktyvesnė nei HEW-lizocimas bakterinio peptidoglikano atžvilgiu (Matthews et al., J. Mol. Biol., 147: 545-558 (1981)). Optimali pH vertė T4 lizocimo fermento aktyvumui yra 7,3, o HEW-lizocimui - 9 (The Worthington Manual ; pp 219- 221). T4 fermentas gali turėti seką, apibrėžtą NCBI referentinę seką: NP_049736.1. T4 fermentas gali turėti seką SEQ ID NO: 2.As used herein, the term "T4 lysozyme," "E protein," or "gpe" refers to a cytoplasmic muramidase that facilitates lysis of T4 phage-infected bacterial cells, thereby releasing replicated phage particles (Tsugita and Inouye, J. Mol. Biol., 37: 20112 (1968); Tsugita and Inouye, J. Biol. Chem., 243: 391-97 (1968), Uniprot accession: D9IEF7), or a mutant, derivative or fragment having DNA polymerase activity. It is encoded by the T4 bacteriophage gene and hydrolyzes the bonds between N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid residues in the rigid peptidoglycan layer of the E. coli cell envelope. The enzyme is a single polypeptide chain with a molecular weight of 18.3 kDa. It is approximately 250-fold more active than HEW-lysozyme on bacterial peptidoglycan (Matthews et al., J. Mol. Biol., 147: 545-558 (1981)). The optimal pH value for T4 lysozyme enzyme activity is 7.3, and for HEW-lysozyme - 9 (The Worthington Manual; pp 219-221). The T4 enzyme may have the sequence defined in NCBI reference sequence: NP_049736.1. The T4 enzyme may have the sequence of SEQ ID NO: 2.

Čia vartojamas terminas „rekombinantinis“ reiškia baltymus, kurie yra sukonstruoti, paruošti, ekspresuoti, sukurti, pagaminti ir (arba) išskirti rekombinantinėmis priemonėmis, tokiomis kaip, polipeptidai, ekspresuojami naudojant rekombinantinį raiškos vektorių, transfekuotą į ląstelę šeimininkę. Kai kuriuose įgyvendinimo variantuose rekombinantinis baltymas yra funkcinis variantas, gautas iš polipeptido, kurio seka SEQ ID Nr. 1. Pavyzdžiui, variantas gali būti funkcinis vitronektino variantas. Kai kuriuose įgyvendinimo variantuose funkcinio varianto polipeptido seka yra mažiausiai 70 %, 75 %, 80 %, 82 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 %, identiška SEQ ID Nr. 1. Dviejų sekų tapatumo procentinė dalis priklauso nuo identiškų sekų padėčių skaičiaus, atsižvelgiant į tarpų skaičių ir kiekvieno tarpo ilgį, kurį reikia įvesti tam, kad dvi sekos būtų optimaliai suderintos. Sekų palyginimas ir dviejų sekų tapatumo procentinis nustatymas gali būti atliktas naudojant matematinį algoritmą. Priimtiname įgyvendinimo variante dviejų aminorūgščių sekų identiškumo procentinė dalis yra nustatoma naudojant (Needleman ir kt. (1970) J. Mol. Biol. 48:444-453) algoritmą, kuris buvo įtrauktas į GAP programą GCG programinės įrangos pakete (galima rasti adresu http://www.gcg.com), naudojant BLOSUM 62 matricą arba PAM250 matricą ir tarpo svorį lygų 16, 14, 12, 10, 8, 6 arba 4, o ilgio svorį lygų 1, 2, 3, 4, 5 arba 6. Dar kitame priimtiname įgyvendinimo variante procentinis dviejų nukleotidų sekų tapatumas nustatomas naudojant GAP programą GCG programinės įrangos pakete (galima rasti adresu http://www.gcg.com), naudojant NWSgapdna.CMP matricą ir tarpo svorį lygų 40, 50, 60, 70 arba 80, o ilgio svorį lygų 1, 2, 3, 4, 5 arba 6. Ypač pageidautinas parametrų rinkinys (ir tas, kuris turėtų būti naudojamas, jei specialistas nėra tikras, kokius parametrus reikėtų taikyti tam, kad nustatytų, ar molekulė išsitenka išradimo sekos tapatumo arba homologijos apribojimuose) yra BLOSUM 62 balų skaičiavimo matrica su tarpo bauda lygia 12, tarpo išplėtimo bauda 4, ir rėmelio poslinkio tarpo bauda lygia 5. Kaip alternatyvą, dviejų aminorūgščių arba nukleotidų sekų procentinį tapatumą galima nustatyti naudojant algoritmą (Meyers ir kt. (1989) CABIOS 4:11-17)), kuris buvo įtrauktas į ALIGN programą (2.0 versija), naudojant PAM120 svorio liekanos lentelę, tarpo ilgio baudą lygią 12 ir tarpo baudą lygią 4.As used herein, the term "recombinant" refers to proteins that are engineered, prepared, expressed, engineered, produced and/or isolated by recombinant means, such as polypeptides expressed using a recombinant expression vector transfected into a host cell. In some embodiments, the recombinant protein is a functional variant derived from a polypeptide of SEQ ID NO. 1. For example, a variant may be a functional variant of vitronectin. In some embodiments, the polypeptide sequence of the functional variant is at least 70%, 75%, 80%, 82%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93 %, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, identical to SEQ ID NO. 1. The percentage of identity between two sequences depends on the number of identical sequence positions, taking into account the number of gaps and the length of each gap that must be introduced to optimally align the two sequences. Comparison of sequences and determination of the percentage identity between two sequences can be performed using a mathematical algorithm. In a preferred embodiment, the percent identity between two amino acid sequences is determined using the (Needleman et al. (1970) J. Mol. Biol. 48:444-453) algorithm that was incorporated into the GAP program in the GCG software package (available at http: //www.gcg.com) using the BLOSUM 62 matrix or the PAM250 matrix and a gap weight of 16, 14, 12, 10, 8, 6, or 4 and a length weight of 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In yet another preferred embodiment, the percent identity between two nucleotide sequences is determined using the GAP program in the GCG software package (available at http://www.gcg.com) using the NWSgapdna.CMP matrix and a gap weight of 40, 50, 60, 70 or 80, and a length weight of 1, 2, 3, 4, 5, or 6. A set of parameters is particularly preferred (and one that should be used if one of ordinary skill in the art is unsure what parameters should be applied to determine whether a molecule satisfies the sequence of the invention in identity or homology constraints) is a BLOSUM 62 scoring matrix with a gap penalty of 12, a gap expansion penalty of 4, and a frameshift gap penalty of 5. Alternatively, the percent identity between two amino acid or nucleotide sequences can be determined using an algorithm (Meyers et al. (1989) CABIOS 4:11-17)) which was entered into the ALIGN program (version 2.0) using the PAM120 weight residue table, a gap length penalty of 12 and a spacing penalty of 4.

Raiškos sistemos, skirtos panaudoti pagal šio išradimo būdą, gali būti suformuotos naudojant metodus, kurie yra gerai žinomi šioje srityje. Apskritai, cDNR arba genominė DNR, koduojanti rekombinantinį baltymą, tokį kaip vitronektinas arba T4 lizocimas, yra tinkamai įterpiama į replikuojamą vektorių, skirtą raiškai E. coli ląstelėse, kontroliuojant E. coli tinkamu promotoriumi. Tinkami vektoriai yra gerai žinomi šioje srityje, o atitinkamo vektoriaus pasirinkimas priklausys nuo nukleorūgšties, kuri bus įterpiama į vektorių, dydžio ir ląstelės šeimininkės, kuri turi būti transformuojama vektoriumi. Kiekvienas vektorius turi įvairių komponentų. Pavyzdžiui, bakterinės transformacijos vektoriai apims rekombinantinio polipeptido signalinę seką ir taip pat rekombinantinio polipeptido promotorių. Pageidautina, kad jie apimtų replikacijos pradžią ir vieną arba daugiau žymeklių genų.Expression systems for use in the method of the present invention can be formed using methods well known in the art. In general, a cDNA or genomic DNA encoding a recombinant protein such as vitronectin or T4 lysozyme is suitably inserted into a replicable vector for expression in E. coli cells under the control of an E. coli appropriate promoter. Suitable vectors are well known in the art and the selection of an appropriate vector will depend on the size of the nucleic acid to be inserted into the vector and the host cell to be transformed by the vector. Each vector has different components. For example, bacterial transformation vectors will include a recombinant polypeptide signal sequence as well as a recombinant polypeptide promoter. Preferably, they include the origin of replication and one or more marker genes.

Pageidautina, kad vektoriai būtų gauti iš rūšių, suderinamų su ląstele šeimininke, ir būtų naudojami kartu su bakteriniais šeimininkais, t. y. vektorius, suderinamas su E. coli. Pageidautina, kad vektoriuje būtų replikacijos vieta ir žymenys, kurie užtikrintų transformuotų ląstelių fenotipinę atranką. Raiškos vektoriai, skirti naudoti šiame išradime, pageidautina, turi nukleorūgšties seką, kuri leidžia vektoriui replikuotis vienoje arba keliose pasirinktose ląstelėse šeimininkėse. Yra gerai žinomos tokios įvairių bakterijų sekos.Preferably, the vectors are derived from species compatible with the host cell and are used in conjunction with bacterial hosts, i.e. i.e. vector compatible with E. coli. Preferably, the vector contains a site of replication and markers to ensure phenotypic selection of the transformed cells. Expression vectors for use in the present invention preferably have a nucleic acid sequence that allows the vector to replicate in one or more selected host cells. Such sequences are well known for various bacteria.

Raiškos vektoriai, skirti naudoti šiame išradime, pageidautina turi atrankos geną arba atrankai skirtą žymenį. Šis genas koduoja baltymą, būtiną transformuotų ląstelių šeimininkių, auginamų selektyvioje auginimo terpėje, išgyvenimui arba augimui. Ląstelės šeimininkės, netransformuotos vektoriumi, bet turinčios atrankos geną, auginimo terpėje neišgyvena. Tipiški atrankos genai koduoja baltymus, kurie (a) suteikia atsparumą antibiotikams arba kitiems toksinams, pvz., ampicilinui, neomicinui, metotreksatui arba tetraciklinui, (b) papildo auksotrofinius trūkumus arba (c) aprūpina svarbiomis maistinėmis medžiagomis, kurių nėra kompleksinėje terpėje.Expression vectors for use in the present invention preferably contain a selectable gene or a selectable marker. This gene encodes a protein essential for the survival or growth of transformed host cells grown in a selective culture medium. Host cells not transformed by the vector but carrying the selection gene do not survive in the culture medium. Typical selection genes encode proteins that (a) confer resistance to antibiotics or other toxins such as ampicillin, neomycin, methotrexate, or tetracycline, (b) complement auxotrophic deficiencies, or (c) supply important nutrients not present in the complex medium.

Raiškos vektoriai, skirti naudoti šiame išradime, turi indukuojamą promotorių, kurį atpažįsta bakterinis organizmas šeimininkas, ir kuris yra funkcionaliai sujungtas su nukleorūgštimi, koduojančia dominantį polipeptidą, t. y. rekombinantinio baltymo, pvz., vitronektino arba T4 lizocimo.Expression vectors for use in the present invention contain an inducible promoter that is recognized by the host bacterial organism and that is operably linked to a nucleic acid encoding a polypeptide of interest, ie. i.e. recombinant protein such as vitronectin or T4 lysozyme.

Indukuojami promotoriai, tinkami naudoti su bakterinėmis šeimininkėmis, tokiomis kaip E. coli, apima β-laktamazės ir laktozės promotorių sistemas (Chang et al., Nature, 275: 615 (1978); Goeddel et al., Nature, 281: 544 (1979)), arabinozės promotorių sistemą, įskaitant araBAD promotorių (Guzman et al., J. Bacteriol., 174: 7716-7728 (1992); Guzman et al., J. Bacteriol., 177: 4121-4130 (1995); Siegele and Hu, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94: 8168-8172 (1997)), ramnozės promotorių (Haldimann et al., J. Bacteriol., 180: 1277-1286 (1998)), šarminės fosfatazės promotorių, triptofano (trp) promotoriaus sistemą (Goeddel, Nucleic Acids Res., 8: 4057 (1980) and EP 36,776), PLtetO-1 ir Plac/ara-1 promotorius (Lutz and Bujard, Nucleic Acids Res., 25: 1203-1210 (1997)) ir hibridinius promotorius, tokius kaip tac promotorius (deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80: 21-25 (1983)).Inducible promoters suitable for use with bacterial hosts such as E. coli include the β-lactamase and lactose promoter systems (Chang et al., Nature, 275: 615 (1978); Goeddel et al., Nature, 281: 544 (1979 )), the arabinose promoter system, including the araBAD promoter (Guzman et al., J. Bacteriol., 174: 7716-7728 (1992); Guzman et al., J. Bacteriol., 177: 4121-4130 (1995); Siegele and Hu, Natl. Sci. USA, 94: 8168-8172 (Haldimann et al., 180: 1277-1286) tryptophan (trp) promoter system (Goeddel, Nucleic Acids Res., 8: 4057 (1980) and EP 36,776), PLtetO-1 and Plac/ara-1 promoter (Lutz and Bujard, Nucleic Acids Res., 25: 1203-1210 (1997)) and hybrid promoters such as the tac promoter (deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80: 21-25 (1983)).

Čia vartojamas terminas „indukuojamas promotorius“ reiškia promotorių, kuris, prisijungęs prie transkripcijos faktoriaus, nukreipia transkripciją padidintu arba sumažintu greičiu.As used herein, the term "inducible promoter" refers to a promoter that, upon binding to a transcription factor, directs transcription at an increased or decreased rate.

Čia vartojamas terminas „transkripcijos faktorius“ reiškia bet kokius faktorius, kurie gali prisijungti prie promotoriaus reguliavimo arba kontrolės srities ir taip paveikti transkripciją. Transkripcijos faktoriaus sintezė arba promotorių surišimo gebėjimas ląstelėje šeimininkėje gali būti kontroliuojamas veikiant šeimininkę „induktoriumi“ arba pašalinant „represorių“ iš ląstelės šeimininkės terpės. Atitinkamai, norint reguliuoti indukuojamo promotoriaus raišką, į ląstelės šeimininkės auginimo terpę pridedamas induktorius arba iš jos pašalinamas represorius.As used herein, the term "transcription factor" refers to any factor that can bind to the regulatory or control region of a promoter and thereby affect transcription. Transcription factor synthesis or promoter binding ability in a host cell can be controlled by treating the host with an "inducer" or by removing a "repressor" from the host cell's environment. Accordingly, to regulate the expression of an inducible promoter, an inducer is added to or a repressor is removed from the culture medium of the host cell.

Čia vartojama frazė „sukelti ekspresiją“ arba „indukuoti raišką“ reiškia padidinti transkripciją nuo specifinių genų, veikiant ląsteles, kuriose yra tokių genų, efektoriumi arba induktoriumi.As used herein, the phrase "causing expression" or "inducing expression" refers to increasing transcription from specific genes by acting on cells containing such genes as an effector or inducer.

Čia vartojamas terminas „induktorius“ yra cheminis arba fizinis agentas, kuris, patekęs į ląsteles, padidina transkripcijų nuo specifinių genų kiekį. Tai gali būti mažos molekulės, kurių poveikis būdingas tam tikriems operonams arba genų grupėms ir gali apimti cukrų, alkoholį, metalų jonus, hormonus, šilumą, šaltį ir panašiai. Pavyzdžiui, izopropiltio-β-galaktozidas (IPTG) ir laktozė yra lac UV5 promotoriaus induktoriai, o Larabinozė yra tinkamas arabinozės (araB) promotoriaus induktorius.As used herein, the term "inducer" is a chemical or physical agent that, when introduced into cells, increases the amount of transcription from specific genes. These may be small molecules whose effects are specific to particular operons or groups of genes and may include sugar, alcohol, metal ions, hormones, heat, cold, and the like. For example, isopropylthio-β-galactoside (IPTG) and lactose are inducers of the lac UV5 promoter, while Larabinose is a suitable inducer of the arabinose (araB) promoter.

Čia vartojamas terminas „indukuojamas promotorius“ yra promotorius, kuris, prisijungęs prie transkripcijos faktoriaus, nukreipia transkripciją padidintu arba sumažintu greičiu.As used herein, the term "inducible promoter" refers to a promoter that, upon binding to a transcription factor, directs transcription at an increased or decreased rate.

Čia vartojamas terminas „kontroliuojamas (-a)“ reiškia nukleorūgščių seką, funkcionaliai susietą su kita nukleorūgščių seka. Pavyzdžiui, promotorius arba stipriklis yra funkcionaliai susietas su koduojančia seka, jei tai veikia sekos transkripciją. Tam reikia, kad prijungtos DNR sekos būtų viena greta kitos ir, jei sekreciniai peptidai yra nuskaitymo rėmelyje.As used herein, the term "controlled" refers to a nucleic acid sequence operably linked to another nucleic acid sequence. For example, a promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it affects transcription of the sequence. This requires that the attached DNA sequences are adjacent to each other and that the secretory peptides are in the reading frame.

Atitinkamai E. coli yra transformuojama naudojant pBR322 - plazmidę, gautą iš E. coli rūšių. Žiūr. pvz., Bolivar et al., Gene, 2: 95 (1977). Plazmidėje pBR322 yra genų, suteikiančių atsparumą ampicilinui ir tetraciklinui tam, kad būtų galima identifikuoti transformuotas ląsteles. Plazmidė pBR322 arba kita mikrobinė plazmidė, arba fagas taip pat įprastai turi, arba yra modifikuotas taip, kad jame būtų promotorių, kuriuos bakterinis organizmas gali naudoti atrenkamiems žymenų genams ekspresuoti. Išradimo raiškos sistema apima nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, koduojantį viktronektiną, funkcionaliai prijungtą prie pirmojo indukuojamo promotoriaus.Accordingly, E. coli is transformed using pBR322, a plasmid derived from E. coli species. See eg, Bolivar et al., Gene, 2:95 (1977). Plasmid pBR322 contains genes conferring resistance to ampicillin and tetracycline to allow identification of transformed cells. Plasmid pBR322 or another microbial plasmid or phage also typically contains, or is modified to contain, promoters that can be used by the bacterial organism to express selectable marker genes. The expression system of the invention comprises a nucleic acid encoding a recombinant protein encoding victronectin operably linked to a first inducible promoter.

Šio išradimo raiškos sistema taip pat apima nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi.The expression system of the present invention also comprises a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter.

Čia vartojamas terminas „sekrecinis signalinis peptidas“ arba „signalinis peptidas“ reiškia peptidą, kuris gali būti naudojamas rekombinantiniam polipeptidui išskirti į bakterijos šeimininkės periplazmą. Heterologinio polipeptido signalas gali būti endogeninis bakterijoms, arba jis gali būti egzogeninis, įskaitant signalus, būdingus polipeptidui, kurį gamina bakterijos šeimininkės. Paprastai signalinė seka gali būti vektoriaus komponentas arba polipeptidinės DNR, įterptos į vektorių, dalis.As used herein, the term "secretory signal peptide" or "signal peptide" refers to a peptide that can be used to secrete a recombinant polypeptide into the periplasm of a bacterial host. The signal for the heterologous polypeptide may be endogenous to the bacteria, or it may be exogenous, including signals specific to the polypeptide produced by the host bacteria. Typically, the signal sequence can be a component of the vector or part of the polypeptide DNA inserted into the vector.

Pageidautina, kad vektorius turėtų nukleorūgštį, koduojančią signalinę seką T4 lizocimo baltymo N gale. Pageidautina, kad sekrecinis signalinis peptidas būtų pektato liazė B (PelB). Viename įgyvendinimo variante PelB seka gali būti iš Erwinia spp. Atitinkamai, čia atskleista gpe su pelb signaline seka, kuri apima seką SEQ ID Nr. 2. Sekrecijos signalinė seka gali būti tiesiogiai susieta su nukleotidų seka, koduojančia rekombinantinį polipeptidą, pvz. vitronektiną. Kaip alternatyva, tarp sekrecinio signalinio peptido ir nukleotidų sekos, koduojančios rekombinantinį polipeptidą, pvz. vitronektiną, gali būti tarpiklis. Tarpiklis gali apimti daugiau arba mažiau nei 9 nukleotidus, pavyzdžiui, nuo 5 iki 20 nukleotidų.Preferably, the vector has a nucleic acid encoding a signal sequence at the N-terminus of the T4 lysozyme protein. Preferably, the secretory signal peptide is pectate lyase B (PelB). In one embodiment, the PelB sequence may be from Erwinia spp. Accordingly, disclosed herein is a gpe with a pelb signal sequence that comprises the sequence of SEQ ID NO. 2. The secretion signal sequence can be directly linked to the nucleotide sequence encoding the recombinant polypeptide, e.g. vitronectin. Alternatively, between the secretory signal peptide and the nucleotide sequence encoding the recombinant polypeptide, e.g. vitronectin, may be a spacer. The spacer may comprise more or less than 9 nucleotides, for example 5 to 20 nucleotides.

Konstruojant vektorius, turinčius vieną arba daugiau aukščiau aprašytų komponentų, naudojami gerai žinomi ligavimo metodai. DNR fragmentai suskaidomi ir vėl surišami tokia forma, kuri reikalinga tinkamiems vektoriams sukurti.For the construction of vectors containing one or more of the components described above, well-known ligation techniques are used. The DNA fragments are broken down and religated into the form needed to create suitable vectors.

Patvirtinimą, kad sukonstruotose plazmidėse ir vektoriuose yra teisingos sekos, galima gauti transformuojant E. coli K12 kamieną 294 (ATCC 31 446) arba kitus tinkamus kamienus ir atrenkant transformantus pagal atsparumą ampicilinui arba tetraciklinui.Confirmation that the constructed plasmids and vectors contain the correct sequences can be obtained by transforming E. coli K12 strain 294 (ATCC 31 446) or other suitable strains and selecting the transformants for resistance to ampicillin or tetracycline.

Viename įgyvendinimo variante vektorius ekspresuoja vitronektiną, kontroliuojant IPTG indukuojamam pT7 promotoriui arba IPTG indukuojamam lacUV5 promotoriui. Pageidautina, kad vektorius būtų pET29 vektorius. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pBR322 vektorius. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pET29 - optVTN, kaip aprašyta čia.In one embodiment, the vector expresses vitronectin under the control of the IPTG-inducible pT7 promoter or the IPTG-inducible lacUV5 promoter. Preferably, the vector is a pET29 vector. In one embodiment, the vector is a pBR322 vector. In one embodiment, the vector is pET29 - optVTN as described herein.

Viename įgyvendinimo variante vektorius ekspresuoja T4 fago lizocimą, turintį N gale PelB signalinę seką, kontroliuojamą T7 polimerazės promotoriaus. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pLATE11 (kat. K1241, Thermo Fisher). Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI, kaip aprašyta čia. Viename įgyvendinimo variante T7 polimerazės promotorius turi dvi greta esančias lac operatoriaus sekas, užtikrinančias griežtą genų raiškos kontrolę, ir dar gali turėti vieną arba daugiau iš (i) Ptet promotorių tam, kad sumažintų bazinę ekspresiją nuo T7 promotoriaus, (ii) T7 terminatorių, kuris nutraukia transkripciją nuo T7 promotoriaus ir (iii) lac represorių, kuris užtikrina griežtą bazinės ekspresijos nuo T7 promotoriaus kontrolę. Viename įgyvendinimo variante T7 promotorius gali būti subklonuotas į pACYC184 vektorių, kuris turi p15A replikacijos pradžią ir yra suderinamas su plazmidėmis, turinčiomis ColEI ori.In one embodiment, the vector expresses a T4 phage lysozyme containing an N-terminal PelB signal sequence under the control of a T7 polymerase promoter. In one embodiment, the vector is pLATE11 (cat. K1241, Thermo Fisher). In one embodiment, the vector is pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI as described herein. In one embodiment, the T7 polymerase promoter contains two flanking lac operator sequences for tight control of gene expression and may further contain one or more of (i) a Ptet promoter to downregulate basal expression from the T7 promoter, (ii) a T7 terminator that terminates transcription from the T7 promoter and (iii) the lac repressor, which ensures tight control of basal expression from the T7 promoter. In one embodiment, the T7 promoter can be subcloned into the pACYC184 vector, which contains the p15A origin of replication and is compatible with plasmids containing the ColEI ori.

Viename įgyvendinimo variante vektorius ekspresuoja T4 fago lizocimą, turintį N gale PelB signalinę seką, kontroliuojamą araB promotoriaus. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pBR322 vektorius. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pET29 vektorius. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pLysS-lacl-PcsP-pelBgpe, kur lacl-PcsP yra šalčiu indukuojamas promotorius csp kartu su IPTG indukuojamu operonu lacl. Viename įgyvendinimo variante vektorius yra pACYC184lacl-Pcsp-PelB-gpe.In one embodiment, the vector expresses a T4 phage lysozyme containing an N-terminal PelB signal sequence under the control of the araB promoter. In one embodiment, the vector is a pBR322 vector. In one embodiment, the vector is a pET29 vector. In one embodiment, the vector is pLysS-lacl-PcsP-pelBgpe, where lacl-PcsP is the cold-inducible promoter csp together with the IPTG-inducible operon lacl. In one embodiment, the vector is pACYC184lacl-Pcsp-PelB-gpe.

Ląstelė šeimininkėThe host cell

Išradimo metode panaudojama ląstelė šeimininkė, t. y. E. coli, transformuota arba transfekuota aukščiau aprašytomis raiškos sistemomis.The method of the invention uses a host cell, i.e. i.e. E. coli transformed or transfected with the expression systems described above.

Čia vartojamas terminas „transformuotas“ arba „transformacija“ reiškia DNR įvedimą į organizmą taip, kad DNR būtų replikuojama arba kaip ekstrachromosominis elementas, arba kaip chromosomų integracija. Priklausomai nuo naudojamos ląstelės šeimininkės, transformacija atliekama naudojant standartinius tokioms ląstelėms tinkamus metodus.As used herein, the term "transformed" or "transformation" refers to the introduction of DNA into an organism such that the DNA is replicated either as an extrachromosomal element or as a chromosomal integration. Depending on the host cell used, transformation is performed using standard techniques appropriate for such cells.

Rekombinantinės ląstelės, skirtos naudoti šio išradimo metoduose, gali būti pagamintos panaudojant rekombinantines DNR technologijas, kurios yra žinomos tos srities specialistui (žiūr. pvz., Kotewicz, M. L., et al., Nucl. Acids Res. 16:265 (1988); Soltis, D. A., and Skalka, A. M., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:3372-3376 (1988)). Tokios rekombinantinės ląstelės gali būti auginamos taikant standartinius mikrobiologinius metodus, panaudojant auginimo terpę ir inkubavimo sąlygas, tinkamas tam tikrų rūšių aktyvioms kultūroms auginti, kurios yra gerai žinomos tos srities specialistui (žiūr. pvz., Brock, T. D., and Freeze, H., J. Bacteriol. 98(1):289-297 (1969); Oshima, T., and Imahori, K., Int. J. Syst. Bacteriol. 24(1):102-112 (1974)).Recombinant cells for use in the methods of the present invention can be produced using recombinant DNA techniques known to those skilled in the art (see, e.g., Kotewicz, M.L., et al., Nucl. Acids Res. 16:265 (1988); Soltis , D. A., and A. M., Proc. Acad. Sci. 85:3372-3376). Such recombinant cells can be cultured by standard microbiological techniques using culture medium and incubation conditions suitable for the growth of certain types of active cultures, which are well known to those skilled in the art (see, e.g., Brock, T.D., and Freeze, H., J .Bacteriol. 98(1):289-297; Imahori, K. 24(1):102-112.

Transformacija reiškia DNR įvedimą į organizmą taip, kad DNR būtų replikuojama kaip ekstrachromosominis elementas, arba kaip chromosominė integracija. Priklausomai nuo naudojamos ląstelės šeimininkės, transformacija atliekama naudojant standartinius tokioms ląstelėms tinkamus metodus. Apdorojimas kalciu naudojant kalcio chloridą, kaip aprašyta Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), įprastai naudojamas bakterijų ląstelėms, kuriose yra esminių ląstelių sienelių barjerų. Kitame transformacijos būde panaudojamas polietileno glikolis/DMSO, kaip aprašyta Chung and Miller, Nucleic Acids Res., 16: 3580 (1988). Dar vienas metodas yra technologijos, vadinamos elektroporacija, panaudojimas.Transformation refers to the introduction of DNA into an organism such that the DNA is replicated as an extrachromosomal element or as a chromosomal integration. Depending on the host cell used, transformation is performed using standard techniques appropriate for such cells. Calcium treatment with calcium chloride, as described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), is commonly used for bacterial cells that contain essential cell wall barriers. Another transformation method uses polyethylene glycol/DMSO as described in Chung and Miller, Nucleic Acids Res., 16: 3580 (1988). Another method is the use of a technology called electroporation.

Čia vartojamos sąvokos „ląstelė“, „ląstelių linija“ ir „ląstelių kultūra“ vartojamos pakaitomis, ir visos šios sąvokos apima palikuonis. Taigi, žodžiai „transformantai“ ir „transformuotos ląstelės“ apima pirminę ląstelę ir iš jų gautas kultūras, neatsižvelgiant į pasažų skaičių.As used herein, the terms "cell", "cell line" and "cell culture" are used interchangeably and all include progeny. Thus, the words "transformants" and "transformed cells" include the primary cell and the cultures derived therefrom, regardless of the number of passages.

Čia vartojama „Escherichia coli“ arba „E. coli“ reiškia gramneigiamą, fakultatyvinę anaerobinę lazdelės formos koliforminę Escherichia genties bakteriją. E. coli kaip šeimininkės kamienai, skirti rekombinantinių DNR produktų fermentacijai, yra gerai žinomi šioje srityje ir apima E. coli B (pvz., BL21(DE3) arba jos darinius, E. coli W3110 (ATCC 27,325), E. coli 294 (ATCC 31,446) ir E. coli X1776 (ATCC 31,537). Pagal išradimo metodus E. coli B yra tinkamiausias šeimininkas.Here, Escherichia coli or E. coli' means a gram-negative, facultative anaerobic rod-shaped coliform bacterium of the genus Escherichia. E. coli host strains for fermentation of recombinant DNA products are well known in the art and include E. coli B (eg, BL21(DE3) or derivatives thereof, E. coli W3110 (ATCC 27,325), E. coli 294 ( ATCC 31,446) and E. coli X1776 (ATCC 31,537) E. coli B is the preferred host for the methods of the invention.

Pagal išradimo būdą E. coli gali būti transformuota vienu arba dviem raiškos vektoriais, turinčiais nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, ir nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą. Viename įgyvendinimo variante bakterinės ląstelės transformuojamos dviem vektoriais, atitinkamai turinčiais nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, ir nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą. Alternatyviame įgyvendinimo variante nukleorūgštis, koduojanti rekombinantinį baltymą, ir nukleorūgštis, koduojanti T4 lizocimo baltymą, yra viename vektoriuje, kuriuo transformuojamos bakterinės ląstelės.According to the method of the invention, E. coli can be transformed with one or two expression vectors containing a nucleic acid encoding a recombinant protein and a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein. In one embodiment, bacterial cells are transformed with two vectors, respectively, containing a nucleic acid encoding a recombinant protein and a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein. In an alternative embodiment, the nucleic acid encoding the recombinant protein and the nucleic acid encoding the T4 lysozyme protein are present in a single vector used to transform bacterial cells.

E. coli ląstelės yra transformuojamos aukščiau aprašytu (-iais) šio išradimo raiškos vektoriumi (-ais) ir kultivuojamos įprastose mitybinėse terpėse, modifikuotose taip, kaip būtų tinkamos įvairiems promotoriams indukuoti, jei indukcija vykdoma.E. coli cells are transformed with the expression vector(s) of the present invention described above and cultured in conventional nutrient media modified to be suitable for inducing the various promoters, if induction is to be effected.

Viename įgyvendinimo variante ląstelė šeimininkė yra E. coli, pageidautina E. coli B kamienas, transformuotas vektoriumi, ekspresuojančiu vitronektiną, kontroliuojant IPTG indukuojamam PT7 arba IPTG indukuojamam lacUV5 promotoriui. Vektorius gali būti bet koks tinkamas vektorius, pvz., pET29 arba pBR322 vektorius.In one embodiment, the host cell is E. coli, preferably E. coli B strain, transformed with a vector expressing vitronectin under the control of the IPTG-inducible PT7 or IPTG-inducible lacUV5 promoter. The vector can be any suitable vector such as pET29 or pBR322 vector.

Viename įgyvendinimo variante ląstelė šeimininkė yra E. coli, pageidautina E. coli B kamienas, toks kaip BL21(DE3), transformuotas vektoriumi, ekspresuojančiu T4 fago lizocimą, turintį N galo PelB signalinę seką, kontroliuojamą PT7 arba araB promotoriaus. Vektorius gali būti bet koks tinkamas vektorius, pvz., pBR322 vektorius.In one embodiment, the host cell is E. coli, preferably an E. coli B strain such as BL21(DE3), transformed with a vector expressing a T4 phage lysozyme containing an N-terminal PelB signal sequence under the control of the PT7 or araB promoter. The vector can be any suitable vector, such as the pBR322 vector.

Viename įgyvendinimo variante ląstelė šeimininkė yra E. coli, pageidautina E. coli B kamienas, transformuotas vektoriumi, ekspresuojančiu vitronektiną, kontroliuojant IPTG indukuojamam promotoriui, pvz., PT7 arba lacUV5 promotoriui, ir T4 fago lizocimą, turintį N-galinę PelB signalinę seką, kontroliuojant promotoriui, pvz., pT7 promotoriui arba araB promotoriui. Vektorius gali būti bet koks čia aprašytas tinkamas vektorius, pavyzdžiui toks kaip pBR322 vektorius.In one embodiment, the host cell is E. coli, preferably E. coli B strain, transformed with a vector expressing vitronectin under the control of an IPTG-inducible promoter, such as the PT7 or lacUV5 promoter, and T4 phage lysozyme containing the N-terminal PelB signal sequence under the control promoter, such as the pT7 promoter or the araB promoter. The vector can be any suitable vector described herein, such as the pBR322 vector.

Ląstelių kultūraCell culture

Aukščiau aprašytos transformuotos ląstelės šeimininkės yra fermentuojamos taip, kad ekspresuotų nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą (pvz., vitronektiną) ir nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimą.The transformed host cells described above are fermented to express a nucleic acid encoding a recombinant protein (eg, vitronectin) and a nucleic acid encoding T4 lysozyme.

Čia vartojami terminai „fermentavimas“ ir „kultivavimas“ vartojami pakaitomis, norint nurodyti dideliais kiekiais auginamas ląsteles auginimo terpėje. Tai apima eksponentinę fazę, kuriai būdingas ląstelių padvigubėjimas, masinis augimas ir stacionari fazė, kur ląstelių augimo greitis ir žūties greitis yra vienodi, dažnai dėl augimą ribojančio veiksnio, tokio kaip pagrindinės maistinės medžiagos išeikvojimo ir (arba) slopinamojo produkto, tokio kaip organinės rūgšties, susidarymo.As used herein, the terms "fermentation" and "cultivation" are used interchangeably to refer to cells grown in large quantities in a culture medium. These include an exponential phase characterized by cell doubling, massive growth, and a stationary phase where the rate of cell growth and death rate are equal, often due to a growth-limiting factor such as depletion of a key nutrient and/or an inhibitory product such as an organic acid. formation.

Išradimo procese kiekvieno iš rekombinantinio baltymo ir T4 lizocimo ekspresija yra kontroliuojama susijusių promotorių indukcijos dėka. Kiekvieno baltymo (pvz., vitronektino) ir T4 lizocimo promotorių indukcija gali būti atliekama nuosekliai arba vienu metu.In the process of the invention, the expression of each of the recombinant protein and T4 lysozyme is controlled by induction of associated promoters. Induction of each protein (eg, vitronectin) and T4 lysozyme promoters can be performed sequentially or simultaneously.

Nukleorūgšties, koduojančios rekombinantinį baltymą ir T4 lizocimą, raiškos indukcija yra vykdoma, pageidautina, į kultūrą pridedant induktorių. Paprastai induktorius pridedamas po to, kai ląstelės yra kultivuojamos, kol pasiekiamas tam tikras optinis tankis, pvz. OD600 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0 arba didesnis. Viename įgyvendinimo variante T4 lizocimo induktorius pridedamas kartu su rekombinantinio baltymo induktoriumi. Viename įgyvendinimo variante T4 lizocimo induktorius pridedamas nuosekliai po rekombinantinio baltymo indukcijos.Induction of the expression of the nucleic acid encoding the recombinant protein and T4 lysozyme is carried out, preferably by adding an inducer to the culture. Usually, the inducer is added after the cells are cultured until a certain optical density is reached, e.g. OD600 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 or greater. In one embodiment, the T4 lysozyme inducer is added together with the recombinant protein inducer. In one embodiment, the T4 lysozyme inducer is added sequentially after induction of the recombinant protein.

Viename įgyvendinimo variante kiekvieno rekombinantinio baltymo ir T4 lizocimo promotorių indukcija vyksta vienu metu. Šiame įgyvendinimo variante T4 lizocimo ir polimerazę koduojančios nukleorūgšties promotoriai gali būti identiški. Nors promotoriai gali būti bet kokie šiam tikslui tinkami promotoriai, pageidautina, kad rekombinantinio baltymo ir polimerazės promotoriai būtų IPTG indukuojami promotoriai, pavyzdžiui, T7 promotoriai.In one embodiment, induction of each recombinant protein and T4 lysozyme promoters occurs simultaneously. In this embodiment, the promoters of T4 lysozyme and the nucleic acid encoding the polymerase may be identical. Although the promoters can be any promoter suitable for this purpose, it is preferred that the promoters for the recombinant protein and the polymerase are IPTG-inducible promoters, such as the T7 promoter.

Viename įgyvendinimo variante kiekvieno rekombinantinio baltymo ir T4 lizocimo promotorių indukcija yra nuosekli, o T4 lizocimo promotoriaus indukcija prasideda maždaug po 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 arba daugiau valandų po rekombinantinio baltymo promotoriaus indukcijos. Šiame įgyvendinimo variante T4 lizocimą koduojančios nukleorūgšties ir polimerazę koduojančios nukleorūgšties promotoriai turi būti skirtingi tam, kad nukleorūgšties koduojamo rekombinantinio baltymo raiška būtų indukuota prieš nukleorūgšties koduojamo T4 lizocimo raišką arba daug aukštesniu lygiu, kai promotoriai yra indukuojami. Nors promotoriai gali būti bet kokie šiam tikslui tinkami promotoriai, pageidautina, kad rekombinantinio baltymo ir polimerazės promotoriai būtų atitinkamai arabinozės promotorius ir IPTG indukuojamas promotorius.In one embodiment, the induction of each of the recombinant protein and T4 lysozyme promoters is sequential, with induction of the T4 lysozyme promoter beginning about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more hours after induction of the recombinant protein promoter. In this embodiment, the promoters of the T4 lysozyme-encoding nucleic acid and the polymerase-encoding nucleic acid must be different so that expression of the nucleic acid-encoded recombinant protein is induced before expression of the nucleic acid-encoded T4 lysozyme or at a much higher level when the promoters are induced. Although the promoters can be any promoter suitable for this purpose, it is preferred that the promoters for the recombinant protein and the polymerase are an arabinose promoter and an IPTG-inducible promoter, respectively.

Kai T4 lizocimo induktorius pridedamas nuosekliai, tai induktorius įprastai pridedamas po to, kai susikaupia norimas kiekis rekombinantinio baltymo (pavyzdžiui, kai nustatoma pagal optinį tankį, pasiekiantį tikslinį kiekį, kuris buvo pastebėtas praeityje, ir kuris koreliuoja su norimu polipeptido kaupimusi). Įprastai T4 lizocimo indukcija vyksta po inokuliacijos, praėjus maždaug 75-90 %, pageidautina maždaug 80-90 % viso fermentacijos proceso laiko. Pavyzdžiui, T4 lizocimo promotoriaus indukcija gali įvykti praėjus maždaug 30 valandų, pageidautina 32 valandoms, iki maždaug 36 valandų po inokuliacijos fermentacijos procese, trunkančiame 40 valandų. Pavyzdžiui, T4 lizocimo promotoriaus indukcija gali įvykti praėjus maždaug 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 arba daugiau valandų po rekombinantinio baltymo (pvz., vitronektino) raiškos indukcijos.When the T4 lysozyme inducer is added sequentially, the inducer is typically added after the desired amount of recombinant protein has accumulated (eg, as determined by optical density reaching a target amount that has been observed in the past and that correlates with the accumulation of the desired polypeptide). Typically, induction of T4 lysozyme occurs after inoculation after about 75-90%, preferably about 80-90%, of the total fermentation time. For example, induction of the T4 lysozyme promoter can occur from about 30 hours, preferably 32 hours, to about 36 hours after inoculation in a 40 hour fermentation process. For example, induction of the T4 lysozyme promoter can occur about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more hours after induction of expression of the recombinant protein (eg, vitronectin).

T4 lizocimo indukcija ląstelę padaro pralaidžia taip, kad susiformuotų sferoplastas, išskiriantis rekombinantinį baltymą (pvz., vitronektiną). Čia vartojamas terminas „padaro pralaidžia“ reiškia angų padarymą ląstelės sienelėje jos visiškai nepašalinant. „Sferoplastas“ - tai ląstelė, kurioje gramneigiamos bakterijos ląstelės sienelė iš dalies prarandama ir tampa sferine. Sferoplastizacija gali būti atliekama gramneigiamas bakterijas apdorojant lizocimu, penicilinu ar pan. Kadangi sferoplastizuotų gramneigiamų bakterijų ląstelių membrana iš dalies prarandama, informaciją apie tikslinio baltymo ir polipeptido sąveiką (elektrofiziologinius pokyčius) galima analizuoti elektrofiziologiniu metodu. Be to, to paties polipeptido didelė koncentracija yra vienos ląstelės sferoplaste, o tai yra palanki sąlyga išmatuoti polipeptido aktyvumą tiksliniame baltyme. Paprastai sferoplastai, kurie išlaiko iš esmės visas sferoplaste esančias nukleorūgštis, tuo pačiu leidžiant tarpląsteliniams baltymams (įskaitant rekombinantinį baltymą) judėti per sferoplasto membraną.Induction of T4 lysozyme permeabilizes the cell to form a spheroplast that secretes a recombinant protein (eg, vitronectin). As used herein, the term "permeabilizes" refers to making openings in the cell wall without removing it completely. A "spheroplast" is a cell in which the cell wall of a gram-negative bacterium is partially lost and becomes spherical. Spheroplastization can be performed by treating gram-negative bacteria with lysozyme, penicillin, or the like. Since the cell membrane of spheroplastized Gram-negative bacteria is partially lost, information about the interaction between the target protein and the polypeptide (electrophysiological changes) can be analyzed by electrophysiological method. Moreover, the same polypeptide is present in high concentration in the spheroplast of a single cell, which is a favorable condition for measuring the activity of the polypeptide on the target protein. Generally, spheroplasts that retain substantially all of the nucleic acids present in the spheroplast while allowing intracellular proteins (including recombinant protein) to move across the spheroplast membrane.

Paprastai kultivavimo etapas vyksta esant dideliam ląstelių tankiui, tai yra, kai ląstelių tankis yra nuo 15 iki 150 g sausos masės/litre, pageidautina mažiausiai apie 40, labiau pageidautina apie 40-150, labiausiai pageidautina nuo maždaug 40 iki 100. Be to kultivuoti galima naudojant bet kokius, net labai didelius 100 000 litrų tūrius. Pageidautina, kad tūris būtų apie 100 litrų arba didesnis, pageidautina bent apie 500 litrų, o labiausiai pageidautina nuo maždaug 500 litrų iki 100 000 litrų.Generally, the culturing step is carried out at a high cell density, that is, when the cell density is between 15 and 150 g dry weight/liter, preferably at least about 40, more preferably about 40-150, most preferably about 40 to 100. In addition, culturing can be using any, even very large volumes of 100,000 liters. The volume is preferably about 100 liters or more, preferably at least about 500 liters, and most preferably from about 500 liters to 100,000 liters.

E. coli ląstelės, naudojamos šiame išradime aprašytam dominančiam polipeptidui gaminti, yra kultivuojamos tinkamoje terpėje, kurioje promotoriai gali būti indukuojami, kaip įprastai aprašyta, pvz., Sambrook ir kt.The E. coli cells used to produce the polypeptide of interest described in the present invention are cultured in a suitable medium in which the promoters can be induced as conventionally described, e.g., Sambrook et al.

Sąvokos terpė, ląstelių auginimo terpė ir fermentacijos terpė čia vartojamos pakaitomis ir reiškia tirpalą, kuriame yra maistinių medžiagų, reikalingų bakterijoms, t. y. E. coli, augti. Paprastai ląstelių auginimo terpėje yra būtinų ir nepakeičiamų aminorūgščių, vitaminų, energijos šaltinių, lipidų ir mikroelementų, kurių ląstelei reikia minimaliam augimui ir (arba) išgyvenimui. Pageidautina, kad terpė būtų chemiškai apibrėžta tuo, kad visi jos komponentai ir jų koncentracija būtų žinomi. Jei ląstelės kultivuojamos periodinio tiekimo režimu, kaip aprašyta toliau, terminas „kultūros terpė“ reiškia ir bazinę, ir maitinimo terpę, jei nenurodyta kitaip. Terpės pH vertė gali būti bet koks pH nuo 5 iki 9, daugiausia priklausomai nuo šeimininko organizmo.The terms medium, cell culture medium, and fermentation medium are used interchangeably herein and refer to a solution containing nutrients required by bacteria, i.e. i.e. E. coli, grow. Generally, the cell culture medium contains essential and essential amino acids, vitamins, energy sources, lipids and micronutrients that the cell needs for minimal growth and/or survival. Preferably, the medium is chemically defined in that all its components and their concentrations are known. If cells are cultured in a fed-batch mode as described below, the term "culture medium" refers to both basal and nutrient medium, unless otherwise specified. The pH value of the medium can be anywhere between pH 5 and 9, depending mainly on the host organism.

Norint kaupti rekombinantinį geno produktą, t. y. rekombinantinį baltymą, tokį kaip vitronektinas, ląstelė šeimininkė yra kultivuojama tokiomis sąlygomis, kurių pakanka geno produktui kaupti. Tokios sąlygos apima, pvz., temperatūrą, maistines medžiagas ir ląstelių tankio sąlygas, kurios leidžia ląstelėje ekspresuoti ir kaupti baltymus. Be to, tokios sąlygos yra tokios, kurioms esant ląstelė gali atlikti pagrindines ląstelines funkcijas - transkripciją, transliaciją ir baltymų perėjimą iš vieno ląstelės skyriaus į kitą, skirtą išskiriamiems baltymams, kaip tai žinoma šios srities specialistams.In order to accumulate the recombinant gene product, i.e. i.e. recombinant protein such as vitronectin, the host cell is cultured under conditions sufficient to accumulate the gene product. Such conditions include, for example, temperature, nutrients, and cell density conditions that allow protein expression and accumulation within the cell. Moreover, such conditions are those under which the cell can perform the basic cellular functions of transcription, translation, and the movement of proteins from one cell compartment to another for secreted proteins, as is known to those skilled in the art.

Galimos skirtingos ląstelių kultūros strategijos, įskaitant kultūrą, auginamą uždarose talpose, perfuzinę kultūrą, nuolatinę kultūrą ir periodinio tiekimo kultūrą.Different cell culture strategies are available, including closed vessel culture, perfusion culture, continuous culture, and fed-batch culture.

Viename šio išradimo metodų įgyvendinimo variante temperatūra pakeičiama kultivavimo proceso metu iš pirmosios temperatūros į antrąją, t. y. temperatūra yra aktyviai mažinama. Pageidautina, kad antroji temperatūra būtų žemesnė nei pirmoji. Pirmoji temperatūra gali būti 37 °C ± 0,2 °C. Antroji temperatūra gali būti intervale nuo 25 °C iki 36 °C, geriausia, kad ji būtų intervale nuo 28 °C iki 36 °C, dar geriau, kad ji būtų nuo 28 °C iki 32 °C, labiausiai pageidautina, kad ji būtų nuo 29 °C iki 31 °C. Antroji temperatūra gali būti 29 °C, 30 °C arba 31 °C. Viename įgyvendinimo variante pirmoji temperatūra yra 37 °C, o antroji temperatūra yra 30 °C.In one embodiment of the methods of the present invention, the temperature is changed during the cultivation process from a first temperature to a second temperature, i.e. i.e. the temperature is actively reduced. Preferably, the second temperature should be lower than the first. The first temperature can be 37 °C ± 0.2 °C. The second temperature may be in the range of 25°C to 36°C, preferably in the range of 28°C to 36°C, more preferably in the range of 28°C to 32°C, most preferably in the range of from 29 °C to 31 °C. The second temperature can be 29 °C, 30 °C or 31 °C. In one embodiment, the first temperature is 37°C and the second temperature is 30°C.

Genų raiška gali būti matuojama mėginyje tiesiogiai, pavyzdžiui, naudojant įprastą Northern blot metodą, siekiant kiekybiškai įvertinti mRNR transkripciją (Thomas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 5201-5205 (1980)).Gene expression can be measured in a sample directly, for example, using a conventional Northern blot technique to quantify mRNA transcription (Thomas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 5201-5205 (1980)).

Kai kuriuose įgyvendinimo variantuose bakterijos kultivuojamos bioreaktoriuje. Kaip aprašyta čia, buvo įrodyta, kad išradimo metodai yra ypač tinkami didelio masto gamybai, pvz., bioreaktoriuje arba talpose, kurių tūris didesnis nei 1 l. Kai kuriuose įgyvendinimo variantuose bioreaktorius yra mažiausiai apie 1 l tūrio, mažiausiai apie 5 l tūrio, mažiausiai apie 10 l tūrio, mažiausiai apie 15 l tūrio, mažiausiai apie 20 l tūrio, mažiausiai apie 30 l tūrio, mažiausiai apie 40 l tūrio, mažiausiai apie 50 l tūrio, mažiausiai apie 100 l tūrio, mažiausiai apie 200 l tūrio, mažiausiai apie 250 l tūrio, mažiausiai apie 500 l tūrio, mažiausiai apie 750 l tūrio, mažiausiai apie 1000 l tūrio, mažiausiai apie 1500 l tūrio, mažiausiai apie 2000 l tūrio, mažiausiai apie 2500 l tūrio, mažiausiai apie 3000 l tūrio, mažiausiai apie 3500 l tūrio, mažiausiai apie 4000 l tūrio, mažiausiai apie 5000 l tūrio, mažiausiai apie 7500 l tūrio, mažiausiai apie 10 000 l tūrio, mažiausiai 15 000 l tūrio, mažiausiai 20 000 l tūrio, mažiausiai 30 000 l tūrio, mažiausiai 50 000 l tūrio , mažiausiai apie 100 000 l tūrio, mažiausiai apie 150 000 l tūrio, mažiausiai apie 200 000 l tūrio, mažiausiai apie 250 000 l tūrio, mažiausiai apie 300 000 l tūrio, mažiausiai apie 350 000 l tūrio, mažiausiai apie 400 000 l tūrio, mažiausiai apie 450 000 l tūrio arba mažiausiai apie 500 000 l tūrio.In some embodiments, the bacteria are cultured in a bioreactor. As described herein, the methods of the invention have been shown to be particularly suitable for large-scale production, such as in a bioreactor or in vessels larger than 1 L. In some embodiments, the bioreactor is at least about 1 L volume, at least about 5 L volume, at least about 10 L volume, at least about 15 L volume, at least about 20 L volume, at least about 30 L volume, at least about 40 L volume, at least about 50 l volume, at least about 100 l volume, at least about 200 l volume, at least about 250 l volume, at least about 500 l volume, at least about 750 l volume, at least about 1000 l volume, at least about 1500 l volume, at least about 2000 l volume, at least about 2,500 l volume, at least about 3,000 l volume, at least about 3,500 l volume, at least about 4,000 l volume, at least about 5,000 l volume, at least about 7,500 l volume, at least about 10,000 l volume, at least 15,000 l volume , at least 20,000 l volume, at least 30,000 l volume, at least 50,000 l volume, at least about 100,000 l volume, at least about 150,000 l volume, at least about 200,000 l volume, at least about 250,000 l volume, at least about 300 000 l volume, at least about 350,000 l volume, at least about 400,000 l volume, at least about 450,000 l volume or at least about 500,000 l volume.

Kadangi rekombinantinis polipeptidas (pvz., vitronektinas) yra sėkmingai išskiriamas į ląstelių kultūros supernatantą auginimo proceso metu, rekombinantinis polipeptidas gali būti išskirtas auginimo proceso pabaigoje, atskiriant ląstelių kultūros supernatantą, apimantį rekombinantinį baltymą. Šis metodas sėkmingai pašalina poreikį lizuoti transformuotas ląsteles tam, kad būtų galima išskirti rekombinantinį baltymą. Taip sumažinamas ląstelių nuolaužų kiekis ir nukleorūgščių bei jų molekulių išsiskyrimas, galintis turėti įtakos rekombinantinio baltyminio produkto kokybei. Ląstelių surinkimas reiškia fermentacijos / kultivavimo pabaigą. Ląstelės gali būti surenkamos bet kuriuo fermentacijos momentu, kuris laikomas pakankamu fermentacijos procesui užbaigti ir ekspresuojamam rekombinantiniam baltymui išgauti. Ląstelių surinkimas gali įvykti nuo 10 iki 60 valandų po sąlygų, leidžiančių ekspresuoti rekombinantinį baltymą, indukcijos. Pavyzdžiui, ląstelės gali būti surenkamos nuo 15 iki 40 valandų po indukcijos. Ląstelių surinkimo metu fermentuota auginimo terpė apima ląsteles, kurios buvo autolizuotos ir kurių membrana padaryta pralaidi. Pavyzdžiui, apie 50 % arba daugiau surinktų ląstelių galėjo būti autolizuotos. Kaip alternatyva apie 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 80 % arba 85 % surinktų ląstelių buvo autolizuotos.Since the recombinant polypeptide (eg, vitronectin) is successfully secreted into the cell culture supernatant during the culture process, the recombinant polypeptide can be isolated at the end of the culture process by separating the cell culture supernatant comprising the recombinant protein. This method successfully eliminates the need to lyse the transformed cells in order to isolate the recombinant protein. This reduces the amount of cellular debris and the release of nucleic acids and their molecules, which can affect the quality of the recombinant protein product. Collecting the cells marks the end of the fermentation/cultivation. Cells can be harvested at any point in the fermentation considered sufficient to complete the fermentation process and yield the expressed recombinant protein. Cell harvesting can occur 10 to 60 hours after induction of conditions allowing expression of the recombinant protein. For example, cells can be harvested 15 to 40 hours after induction. At the time of cell harvesting, the fermented culture medium includes cells that have been autolyzed and membrane permeabilized. For example, about 50% or more of the harvested cells may have been autolyzed. Alternatively, about 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 80% or 85% of the harvested cells were autolysed.

Čia vartojami terminai „ląstelių lizė“, „lizė“ arba „lizavimas“ reiškia DNR išsiskyrimą iš ląstelės dėl visiško ląstelės membranos pažeidimo. Jei ląstelė netenka DNR, ji gali būti vertinama kaip nebegyvybinga, t. y. mirusi. Priešingai, „membranos pralaidumas“ ir „pralaidumas“ reiškia ląstelės membranos vientisumo sutrikimą, kuris atsiranda dėl rekombinantinio produkto nutekėjimo į ląstelių kultūros supernatantą be visiškos ląstelės membranos lizės. Išradimo būdas leidžia išskirti rekombinantinį baltymą visiškai nesuardant ląstelių. Tiksliau, išradimo būdas numato rekombinantinio baltymo išskyrimą, kuris turi būti atliktas be mechaninio ląstelės ardymo; nepridedant egzogeninio fermento, kuris ardo ląstelės sienelę; be ląstelės transformacijos raiškos vektoriais, turinčiais nukleorūgštį, koduojančią egzogeninį fermentą, kuris ardo citoplazminę membraną, pvz. T4 holino baltymą. Atitinkamai, įgyvendinimo variantuose išradimo būdas neapima nė vieno iš šių veiksmų: (i) mechaninio ląstelių ardymo; (ii) egzogeninio fermento, kuris ardo ląstelės sienelę, pridėjimo; ir (iii) ląstelės transformavimo raiškos vektoriais, turinčiais nukleorūgštį, koduojančią egzogeninį fermentą, kuris ardo citoplazminę membraną, pvz. T4 holino baltymą.As used herein, the terms "cell lysis," "lysis," or "lysing" refer to the release of DNA from a cell by complete disruption of the cell membrane. If a cell loses its DNA, it can be considered non-viable, i.e. dead. i.e. dead In contrast, "membrane permeability" and "permeability" refer to disruption of the integrity of the cell membrane that results from leakage of the recombinant product into the cell culture supernatant without complete lysis of the cell membrane. The method of the invention makes it possible to isolate the recombinant protein without completely disrupting the cells. More precisely, the method of the invention provides for the isolation of the recombinant protein, which must be carried out without mechanical disruption of the cell; without adding an exogenous enzyme that degrades the cell wall; without transforming the cell with expression vectors containing a nucleic acid encoding an exogenous enzyme that disrupts the cytoplasmic membrane, e.g. T4 choline protein. Accordingly, in embodiments, the method of the invention does not include any of the following steps: (i) mechanical cell disruption; (ii) addition of an exogenous enzyme that degrades the cell wall; and (iii) transforming the cell with expression vectors containing a nucleic acid encoding an exogenous enzyme that disrupts the cytoplasmic membrane, e.g. T4 choline protein.

Yra žinomi metodai, skirti stebėti ir rekombinantinio produkto išsiskyrimą ir ląstelių lizę. Abiem bendras metodas yra žymenų molekulių aptikimas, pvz., užląstelinio produkto, parodančio išsiskyrimą arba DNR lizę. Išsiskyrimo matavimo metodai apima fotometriją (Dietzsch, J. Biotechnol., 163 , pp. 362-370 (2013); Wurm, Eng. Life Sci., 17 pp. 215-222 (2017)) ir didelio efektyvumo skysčių chromatografiją (Amand, Biotechnol. Prog., 30 , pp. 249-255 (2014); Kaiser Eng. Life Sci., 8 pp. 132138 (2008);). Lizės matavimo metodai apima kolorimetrinius tyrimus rankiniu būdu valdomais fotometrais (at-line) arba suporuotus su skysčių valdymo sistemomis (at/online) (Rajamanickam, Anal. Bioanal. Chem., 409, pp. 667-671 (2017)) ir infraraudonųjų spindulių/ramano spektroskopiją (Abu- Absi, Pharm. Bioprocess., 2 , pp. 267-284 (2014); Buckley, Appl. Spectrosc., 71 , pp. 1085-1116 (2017); C^en, Anal. Bioanal. Chem., 409 pp. 651-666 (2017); Sales, Biotechnol. Prog., 33, pp. 285-298 (2017)). Autolizė gali būti netiesiogiai nustatoma pagal DNR koncentraciją išgrynintose surinktose ląstelėse arba pagal talpą.Methods are known to monitor both release of the recombinant product and cell lysis. Common to both is the detection of marker molecules, such as a cellular product that indicates shedding or DNA lysis. Methods for measuring release include photometry (Dietzsch, J. Biotechnol., 163, pp. 362-370 (2013); Wurm, Eng. Life Sci., 17 pp. 215-222 (2017)) and high performance liquid chromatography (Amand, Biotechnol., 30, pp. 249-255; Kaiser Eng., 8 pp. 138 (2008); Methods for measuring lysis include colorimetric assays with hand-held photometers (at-line) or coupled with liquid handling systems (at/online) (Rajamanickam, Anal. Bioanal. Chem., 409, pp. 667-671 (2017)) and infrared /raman spectroscopy (Abu-Absi, Pharm. Bioprocess., 2 , pp. 267-284 (2014); Buckley, Appl. Spectrosc., 71 , pp. 1085-1116 (2017); C^en, Anal. Bioanal. Chem., 409 pp. 651-666 (2017); Biotechnol., 33, pp. 285-298 (2017). Autolysis can be measured indirectly by DNA concentration in purified harvested cells or by capacity.

Išskirti rekombinantiniai baltymai yra jautrūs ląstelių kultūros nestabilumui, pavyzdžiui, agreguoja ir suformuoja netinkamą erdvinę struktūrą po sekrecijos / ląstelių lizės. Tam tikrų įgyvendinimo variantų atveju į ląstelių kultūrą pridedama stabilizuojančio agento. Stabilizatorius gali būti pridedamas prieš fermentaciją, jos metu arba po jos. Tinkamų stabilizatorių pavyzdžiai yra kalio chloridas, DTT, natrio chloridas, trehalozė, sacharozė, glicino betainas, manitolis, kalio citratas, CuCl2, prolinas, ksilitolis, NDSB 201, CTAB, K2PO4 Na2SO4 ir Brij 35. Tam tikruose įgyvendinimo variantuose stabilizuojantis priedas gali apimti aminorūgštis, tokias kaip argininas.Secreted recombinant proteins are sensitive to cell culture instability, such as aggregating and forming improper spatial structure after secretion/cell lysis. In certain embodiments, a stabilizing agent is added to the cell culture. The stabilizer can be added before, during or after fermentation. Examples of suitable stabilizers include potassium chloride, DTT, sodium chloride, trehalose, sucrose, glycine betaine, mannitol, potassium citrate, CuCl2, proline, xylitol, NDSB 201, CTAB, K2PO4 Na2SO4, and Brij 35. In certain embodiments, the stabilizing additive may include amino acids , such as arginine.

Tam tikruose įgyvendinimo variantuose gali būti naudojamas nukleorūgšties inaktyvavimo agentas (pvz., benzonazė) tam, kad būtų pašalinta laisvą nukleorūgštis (DNR ir (arba) RNR) iš ląstelių kultūros. Nukleorūgšties inaktyvavimo agentas gali būti pridėtas prieš fermentaciją, jos metu arba po jos. Pageidautina, kad prieš nuskaidrinant ląstelių kultūrą nukleorūgščių inaktyvavimo agentas nebūtų centrifuguojamas. Taigi, bet kuris išradimo būdas gali apimti (i) nukleorūgšties (pvz., DNR) inaktyvavimo agento (tokio kaip benzonazės) pridėjimą į ląstelių kultūrą, nesant tolesnio centrifugavimo etapo.In certain embodiments, a nucleic acid inactivating agent (eg, benzonase) can be used to remove free nucleic acid (DNA and/or RNA) from the cell culture. The nucleic acid inactivating agent can be added before, during or after fermentation. Preferably, the nucleic acid inactivating agent is not centrifuged prior to clarifying the cell culture. Thus, any method of the invention may include (i) adding a nucleic acid (eg, DNA) inactivating agent (such as benzonase) to the cell culture in the absence of a further centrifugation step.

NuskaidrinimasClarification

Pagal šio išradimo metodus autolizuotos ir (arba) pralaidžios ląstelės yra atskiriamos nuo auginimo terpės prieš produkto išskyrimą ir išgryninimą iš užląstelinės terpės nuskaidrinant.According to the methods of the present invention, autolyzed and/or permeabilized cells are separated from the culture medium prior to isolation and purification of the product from the cell medium by clarification.

Čia vartojami terminai „nuskaidrinti“, „nuskaidrinimas“, „skaidrinimo pakopa“ reiškia procesą, apimantį vieną arba daugiau pakopų, naudojamą kietoms priemaišoms pašalinti iš ląstelių kultūros tam, kad būtų gautas skystas neapdorotas filtratas, kuriame yra rekombinantinis baltymas.As used herein, the terms "clarify", "clarification", "clarification step" refer to a process comprising one or more steps used to remove solid impurities from a cell culture to obtain a liquid crude filtrate containing a recombinant protein.

Nuskaidrinimo pakopos efektyvumas yra labai svarbus siekiant palengvinti tolesnius apdorojimo etapus, kai reikia išvalyti dominančią biomolekulę. Parametrai, galintys turėti įtakos nuskaidrinimo pakopai, apima bendrą ląstelių koncentraciją, ląstelių gyvybingumą, pradinį nuskaidrinimui skirtos ląstelės kultūros drumstumą, kultivuojamų ląstelių gaminamos biomolekulės koncentraciją ir ląstelių liekanų dydį. Čia vartojamas terminas bendra ląstelių koncentracija (TCC) reiškia ląstelių skaičių tam tikrame kultūros tūryje. Čia vartojamas terminas gyvybingų ląstelių koncentracija (VCC) reiškia gyvų ląstelių skaičių tam tikrame kultūros tūryje, nustatytą standartiniais, žinomais, gyvybingumo tyrimais. Čia vartojamas terminas „gyvybingumas“ reiškia gyvų ląstelių procentinį kiekį. Įprastai kuo didesnis TCC, tuo didesnė biomasė, kurią reikia pašalinti iš ląstelių kultūros, ir tuo didesnis poveikis nuskaidrinimui. Čia vartojamas terminas „drumstumas“ reiškia skysčio drumstumą arba miglotumą, kurį sukelia daug atskirų dalelių. Visų pirma, drumstumas rodo medžiagos ir mažų dalelių, galinčių išsklaidyti šviesą, kiekį skystyje. Įprastai ląstelių kultūros drumstumas koreliuoja su esančiomis kultūroje ląstelėmis, ląstelių liekanomis, nukleorūgštimis ir ląstelių šeimininkių baltymu (HCP) papildomai prie rekombinantinio polipeptido.The efficiency of the clarification step is critical to facilitate subsequent processing steps that require the purification of the biomolecule of interest. Parameters that can affect the clarification step include total cell concentration, cell viability, initial turbidity of the cell culture for clarification, concentration of biomolecule produced by cultured cells, and size of cell debris. As used herein, the term total cell concentration (TCC) refers to the number of cells in a given culture volume. As used herein, the term viable cell concentration (VCC) refers to the number of viable cells in a given volume of culture as determined by standard known viability assays. As used herein, the term "viability" refers to the percentage of living cells. Generally, the higher the TCC, the greater the biomass to be removed from the cell culture and the greater the effect on clarification. As used herein, the term "turbidity" refers to the turbidity or turbidity of a liquid caused by a large number of individual particles. In particular, turbidity indicates the amount of matter and small particles in a liquid that can scatter light. Typically, cell culture turbidity correlates with cells in culture, cell debris, nucleic acids, and host cell protein (HCP) in addition to the recombinant polypeptide.

Nuskaidrinimo pakopa sumažina pradinį fermentuotos ląstelių kultūros drumstumą iki mažesnio nuskaidrintos ląstelių kultūros drumstumo tam, kad būtų gauta nuskaidyta ląstelių kultūra su didžiausia dominančios biomolekulės koncentracija ir mažesniu kiekiu kitos ląstelių kultūros medžiagos.The clarification step reduces the initial turbidity of the fermented cell culture to a lower turbidity of the clarified cell culture to produce a clarified cell culture with the highest concentration of the biomolecule of interest and a lower amount of other cell culture material.

Viename įgyvendinimo variante pradinis fermentuotų ląstelių kultūros drumstumas yra didesnis nei apie 10 000 NTU, apie 20 000 NTU, apie 30 000 NTU. Kai kuriuose įgyvendinimo variantuose pradinis fermentuotų ląstelių kultūros drumstumas yra tarp maždaug 10 000 NTU ir maždaug 150 000 NTU, tiksliau, apima nuo maždaug 30 000 NTU iki maždaug 100 000 NTU.In one embodiment, the initial turbidity of the fermented cell culture is greater than about 10,000 NTU, about 20,000 NTU, about 30,000 NTU. In some embodiments, the initial turbidity of the fermented cell culture is between about 10,000 NTU and about 150,000 NTU, and more specifically includes between about 30,000 NTU and about 100,000 NTU.

Viename įgyvendinimo variante nuskaidrintos ląstelių kultūros drumstumas yra lygus arba mažesnis už maždaug 40, 30, 25 arba 20 NTU. Pageidautina, kad nuskaidrintos ląstelių kultūros drumstumas būtų lygus maždaug 20 NTU arba mažesnis.In one embodiment, the clarified cell culture has a turbidity equal to or less than about 40, 30, 25, or 20 NTU. The clarified cell culture preferably has a turbidity of about 20 NTU or less.

Tam, kad nuskaidrinimo metodas būtų efektyvus, taip pat svarbu maksimaliai padidinti našumą. Čia vartojami terminai „našumas“ arba „įkrovos talpa“ arba „talpa“ gali būti vartojami pakaitomis, ir nurodo tūrį, nuskaidrintą skaidrinimo funkcionaliajame vienete, pavyzdžiui, per filtrą išfiltruotą turį, tiksliau, turį, normalizuotą pagal filtro plotą (L/m2).For the clarification method to be effective, it is also important to maximize throughput. As used herein, the terms "capacity" or "carrying capacity" or "capacity" may be used interchangeably and refer to the volume clarified in a functional unit of clarification, such as the volume filtered through a filter, more specifically the volume normalized by the filter area (L/m 2 ) .

Išradimo ląstelių kultūros nuskaidrinimas apima pirminį nuskaidrinimo etapą. Čia vartojami terminai „pirminis nuskaidrinimas“ reiškia didelių dalelių, tokių kaip visos ląstelės ir ląstelių nuolaužos, pašalinimą. Įgyvendinimo variantuose po pirminio nuskaidrinimo gali sekti antrinis nuskaidrinimo etapas. Čia vartojamas terminas „antrinis nuskaidrinimas“ įprastai reiškia mažesnių dalelių, pvz., dalelių mažesnių nei visos ląstelės, pašalinimą. Kiekviename iš pirminio ir antrinio nuskaidrinimo etapų kaip nuskaidrinimo funkcionalusis vienetas naudojamas filtras.Clarification of the cell culture of the invention includes a primary clarification step. As used herein, the terms "primary clarification" refer to the removal of large particles such as whole cells and cell debris. In embodiments, the primary clarification may be followed by a secondary clarification step. As used herein, the term "secondary clarification" generally refers to the removal of smaller particles, such as particles smaller than whole cells. Each of the primary and secondary clarification stages uses a filter as the functional unit of clarification.

Tinkamiausiame įgyvendinimo variante pirminis nuskaidrinimo etapas ir (arba) antrinis nuskaidrinimo etapas yra mikrofiltravimas. Įprastai mikrofiltravimas naudojamas 0,1-10 μm dydžio dalelėms atskirti nuo tirpalo. Dažniausiai jis naudojamas atskirti polimerą, kurio molekulinė masė yra 1 χ 105 g/mol. Be to, mikrofiltravimas gali būti naudojamas nuosėdoms, pirmuoniams, didelėms bakterijoms ir kt. pašalinti. Šiame išradime mikrofiltravimas gali būti lengvai naudojamas ištisoms ląstelėms ir ląstelių nuolaužoms pašalinti. Įprastai mikrofiltravimo procesas atliekamas naudojant slėgio siurblį arba vakuuminį siurblį, kurio greitis yra 0,1-5 m/s, pageidautina 1-3 m/s, ir slėgis 50-600 kPa, pageidautina 100-400 kPa.In a preferred embodiment, the primary clarification step and/or the secondary clarification step is microfiltration. Typically, microfiltration is used to separate particles of 0.1-10 μm in size from the solution. It is most often used to separate a polymer with a molecular weight of 1 χ 10 5 g/mol. In addition, microfiltration can be used for sediments, protozoa, large bacteria, etc. remove In the present invention, microfiltration can easily be used to remove whole cells and cell debris. Typically, the microfiltration process is carried out using a pressure pump or a vacuum pump with a speed of 0.1-5 m/s, preferably 1-3 m/s, and a pressure of 50-600 kPa, preferably 100-400 kPa.

Tinkamiausiame įgyvendinimo variante pirminis nuskaidrinimo etapas ir (arba) antrinis nuskaidrinimo etapas yra giluminis filtravimas. Čia vartojamas terminas „filtravimas giluminiu būdu“ reiškia technologiją, kuri išnaudoja tam tikro porėtumo filtrus tam, kad būtų sulaikytos terpės daleles visame filtre, o ne tik ant filtro paviršiaus. Giluminiai filtrai įprastai yra sudaryti iš celiuliozės pluoštų arba sintetinių polimerinių pluoštų, tokių kaip poliakrilas arba polistirenas. Šie pluoštai sudaro trimatį tinklą su tam tikru porėtumu. Giluminis filtras gali būti tinkamas pirminiam ir (arba) antriniam išskyrimui, arba tik pirminiam, arba antriniam išskyrimui. Filtrai, tinkami pirminiam ir (arba) antriniam regeneravimui, taip pat žinomi kaip vienpakopiai filtrai. Vienpakopiai filtrai gali būti naudojami tiek pirminiam, tiek antriniam išskyrimui atlikti, arba jie gali būti naudojami kaip filtrai pirminiam išskyrimui ir kartu su tolesniu antrinio išskyrimo filtro naudojimu. Tam tikruose įgyvendinimo variantuose šis giluminis filtras yra teigiamai įkrautas. Sąveika tarp teigiamai įkrauto filtro ir koloidinių dalelių fermentuotoje ląstelių kultūroje sėkmingai leidžia pašalinti tokias mažas priemaišas, o didesnes daleles sulaiko filtro matricos porėtumas.In a preferred embodiment, the primary clarification step and/or the secondary clarification step is depth filtration. As used herein, the term "depth filtration" refers to a technology that utilizes filters of a certain porosity to trap media particles throughout the filter and not just on the surface of the filter. Depth filters are typically composed of cellulose fibers or synthetic polymer fibers such as polyacrylic or polystyrene. These fibers form a three-dimensional network with a certain porosity. A depth filter may be suitable for primary and/or secondary extraction, or only for primary or secondary extraction. Filters suitable for primary and/or secondary regeneration are also known as single-stage filters. Single-stage filters can be used to perform both primary and secondary extraction, or they can be used as filters for primary extraction and in combination with the subsequent use of a secondary extraction filter. In certain embodiments, this depth filter is positively charged. The interaction between the positively charged filter and the colloidal particles in the fermented cell culture successfully allows the removal of such small impurities, while the larger particles are retained by the porosity of the filter matrix.

Filtras gali būti sudarytas iš įvairių medžiagų, gerai žinomų šioje srityje. Tokios medžiagos gali apimti, bet neapsiribojant, polimerines medžiagas, tokias kaip nailonas, celiuliozės medžiagas (pvz., celiuliozės acetatą), polivinilideno fluoridą (PVDF), polietersulfoną, poliamidą, polisulfoną, polipropileną ir polietileno tereftalatą. Tam tikrų įgyvendinimo variantų atveju filtrai, naudotini ląstelių lizatams nuskaidrinti, gali apimti, bet neapsiribojant, StaxTM giluminių filtrų sistemas (Pall Life Sciences), ULTIPLEAT PROFILE™ filtrus (Pall Corporation, Port Washington, NY), SUPOR™ membraninius filtrus (Pall Corporation, Port Washington, NY). Prekyboje parduodami giluminiai filtrai apima StaxTM giluminių filtrų sistemas (Pall Life Sciences), Millistak+ Pod giluminių filtrų sistemą, XOHC media (Millipore Corporation), Zeta Plus™ giluminį filtrą (3M Purification Inc.) ir kt.The filter may be composed of a variety of materials well known in the art. Such materials may include, but are not limited to, polymeric materials such as nylon, cellulosic materials (eg, cellulose acetate), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethersulfone, polyamide, polysulfone, polypropylene, and polyethylene terephthalate. In certain embodiments, filters used to clarify cell lysates may include, but are not limited to, StaxTM depth filter systems (Pall Life Sciences), ULTIPLEAT PROFILE™ filters (Pall Corporation, Port Washington, NY), SUPOR™ membrane filters (Pall Corporation, Port Washington, NY). Commercial depth filters include StaxTM depth filter systems (Pall Life Sciences), Millistak+ Pod depth filter system, XOHC media (Millipore Corporation), Zeta Plus™ depth filter (3M Purification Inc.), and others.

Įgyvendinimo variantuose pirminis nuskaidrinimas atliekamas pirmuoju filtru, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai apie 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 7,0, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13,0, 14,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,0, 20,0 μm (mikrometras) arba didesnes sulaikymo ribas. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 20,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 9,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 3,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 0,8 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 1,0 μm iki maždaug 3,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 1,0 μm iki maždaug 20,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 1,0 μm iki maždaug 9,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 4,0 μm iki maždaug 20,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante pirmasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 4,0 μm iki maždaug 9,0 μm. Tam tikrame įgyvendinimo variante pirmoji nuskaidrinimo pakopa yra atliekama panaudojant pirmąjį giluminį filtravimą.In embodiments, pre-clarification is performed with a first filter having a pore size of at least about 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 11.0, 12.0, 13.0, 14.0, 15.0, 16.0 , 17.0, 18.0, 19.0, 20.0 μm (micrometer) or greater retention limits. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits from about 0.4 μm to about 20.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits from about 0.4 μm to about 9.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 0.4 μm and about 3.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 0.4 μm and about 0.8 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 1.0 μm and about 3.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 1.0 μm and about 20.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 1.0 μm and about 9.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 4.0 μm and about 20.0 μm. In another embodiment, the first filter has a pore size that provides retention limits between about 4.0 μm and about 9.0 μm. In a certain embodiment, the first clarification step is performed using a first depth filtration.

Nuskaidrinimo efektyvumą galima pagerinti padidinus filtro pralaidumą. Čia vartojami terminai „pralaidumas“ arba „įkrovos talpa“ arba „talpa“ yra vartojami pakaitomis ir nurodo turį, nuskaidrintą funkcionaliu nuskaidrinimo vienetu, pavyzdžiui, per filtrą išfiltruotą tūrį, tiksliau, tūrį, normalizuotą pagal filtro plotą (L/m2).The clarification efficiency can be improved by increasing the filter bandwidth. As used herein, the terms "permeability" or "carrying capacity" or "capacity" are used interchangeably and refer to the volume clarified by a functional unit of clarification, such as the volume filtered through a filter, or rather, the volume normalized by the filter area (L/m 2 ).

Viename įgyvendinimo variante pirminio nuskaidrinimo etapo maksimalus pralaidumas yra lygus mažiausiai 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 L/m2.In one embodiment, the maximum throughput of the pre-clarification step is at least 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800 , 850, 900, 950, 1000 L/m2.

Įgyvendinimo variantuose antrinis nuskaidrinimas atliekamas antruoju filtru, pvz. giluminis filtras, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13,0, 14,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,0, 20,0 μΜ arba didesnes sulaikymo ribas. Kitame įgyvendinimo variante antrasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina s sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 3,0 μm. Kitame įgyvendinimo variante antrasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 0,4 μm iki maždaug 0,8 μm. Kitame įgyvendinimo variante antrasis filtras turi porų dydį, kuris užtikrina sulaikymo ribas nuo maždaug 1,0 μm iki maždaug 3,0 μm. Tam tikrame įgyvendinimo variante antrasis nuskaidrinimo etapas vykdomas panaudojant antrąjį giluminį filtravimą.In embodiments, the secondary clarification is performed by a second filter, e.g. depth filter with a pore size of at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 2.0, 3, 0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 11.0, 12.0, 13.0, 14.0, 15.0, 16.0, 17.0, 18.0, 19.0, 20.0 μΜ or higher retention limits. In another embodiment, the second filter has a pore size that provides retention limits of about 0.4 μm to about 3.0 μm. In another embodiment, the second filter has a pore size that provides retention limits between about 0.4 μm and about 0.8 μm. In another embodiment, the second filter has a pore size that provides retention limits between about 1.0 μm and about 3.0 μm. In a certain embodiment, the second clarification step is performed using a second depth filtering.

Viename įgyvendinimo variante antrinio nuskaidrinimo etapo maksimalus pralaidumas yra lygus mažiausiai apie 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 L/m2.In one embodiment, the maximum throughput of the secondary clarification step is at least about 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 L/m2.

Viename šio išradimo įgyvendinimo variante prieš pirminį nuskaidrinimą atliekamas ląstelių kultūros išankstinio apdorojimo etapas, siekiant padidinti nuskaidrinimo efektyvumą, pvz., flokuliaciją.In one embodiment of the present invention, a step of pre-treatment of the cell culture is performed prior to primary clarification to increase clarification efficiency, such as flocculation.

Čia vartojamas terminas „flokuliacija“ reiškia netirpių dalelių, tokių kaip ląstelių medžiaga, įskaitant ląsteles, ląstelių liekanas, ląstelės šeimininkės baltymus, DNR ir kitus komponentus, agregaciją, nusodinimą ir (arba) aglomeraciją, kurią sukelia tinkamo flokuliavimo agento pridėjimas į fermentuotą ląstelių kultūrą. Padidinus netirpių komponentų, esančių fermentuotoje ląstelių kultūroje, dalelių dydį, pagerėja atskyrimo efektyvumas, pavyzdžiui, nuskaidrinimas filtruojant. Flokuliaciją galima inicijuoti žinomais metodais, įskaitant ląstelių kultūros pH vertės sumažinimą arba flokuliavimo agento pridėjimą. Neribojami flokuliavimo agento pavyzdžiai: kalcio fosfatas, kaprilo rūgštis, dvivalenčiai katijonai arba teigiamai įkrauti polimerai, tokie kaip poliaminas, polietileniminas (PEI), chitozanas arba polidialildimetilamonio chloridas (pvz., pDADMAC), kurie sukelia dalelių agregaciją dėl sąveikos su neigiamo krūvio ląstelių paviršiumi ir ląstelių liekanomis. Viename įgyvendinimo variante flokuliavimo agentas yra teigiamai įkrautas polimeras, pageidautina polietileniminas (PEI). Įgyvendinimo variantuose flokuliavimo agentas yra PEI ir yra pridedamas į fermentuotą ląstelių kultūrą nuo maždaug 0,10 % (t/t) iki maždaug 0,50 % (t/t). Įgyvendinimo variantuose flokuliavimo agentas yra PEI ir į fermentuotą ląstelių kultūrą pridedama koncentracija yra nuo maždaug 0,15 % (t/t) iki maždaug 0,25 % (t/t). Įgyvendinimo variantuose flokuliavimo agentas pridedamas į fermentuotą ląstelių kultūrą koncentracija lygia maždaug 0,10 % (t/t), 0,15 % (t/t), 0,20 % (t/t), 0,25 % (t/t) arba 0,30 % (t/t). Įgyvendinimo variantuose flokuliavimo agentas yra PEI ir į fermentuotą ląstelių kultūrą pridedama koncentracija yra lygi maždaug 0,15 % (t/t) arba maždaug 0,25 % (t/t).As used herein, the term "flocculation" refers to the aggregation, precipitation, and/or agglomeration of insoluble particles such as cellular material, including cells, cellular debris, host cell proteins, DNA, and other components, caused by the addition of a suitable flocculating agent to a fermented cell culture. Increasing the particle size of the insoluble components present in the fermented cell culture improves the efficiency of separation, such as clarification by filtration. Flocculation can be initiated by known methods, including lowering the pH value of the cell culture or adding a flocculating agent. Non-limiting examples of a flocculating agent include calcium phosphate, caprylic acid, divalent cations, or positively charged polymers such as polyamine, polyethyleneimine (PEI), chitosan, or polydiallyldimethylammonium chloride (e.g., pDADMAC) that cause particle aggregation through interactions with the negatively charged cell surface and cell remains. In one embodiment, the flocculating agent is a positively charged polymer, preferably polyethyleneimine (PEI). In embodiments, the flocculating agent is PEI and is added to the fermented cell culture at about 0.10% (v/v) to about 0.50% (v/v). In embodiments, the flocculating agent is PEI and added to the fermented cell culture at a concentration of from about 0.15% (v/v) to about 0.25% (v/v). In embodiments, the flocculating agent is added to the fermented cell culture at a concentration of about 0.10% (v/v), 0.15% (v/v), 0.20% (v/v), 0.25% (v/v ) or 0.30% (v/v). In embodiments, the flocculating agent is PEI and added to the fermented cell culture at a concentration equal to about 0.15% (v/v) or about 0.25% (v/v).

Viename įgyvendinimo variante flokuliavimo agentas yra tiesiogiai pridedamas į fermentuotą ląstelių kultūros skystį fermentacijos pabaigoje, o flokuliuota medžiaga, įskaitant ląsteles, yra pašalinama iš ląstelių kultūros skysčio filtruojant. Viename įgyvendinimo variante flokuliavimo agentas pridedamas prieš surenkant ląsteles.In one embodiment, the flocculating agent is added directly to the fermented cell culture liquid at the end of the fermentation, and the flocculated material, including the cells, is removed from the cell culture liquid by filtration. In one embodiment, the flocculating agent is added prior to harvesting the cells.

Tinkamiausiuose įgyvendinimo variantuose fermentacija ir nuskaidrinimas atliekami kaip uždaros sistemos metodas. Čia vartojamas terminas „uždaros sistemos metodas“ reiškia metodą arba procesą, kuris atliekamas uždarose steriliose sistemose kontroliuojamos aplinkos sąlygomis, nekeliant jokios išorinio užteršimo iš operatoriaus arba laboratorijos aplinkos rizikos. Kuriant GGP klasės produktus ypač svarbu naudoti uždarą sistemą. Iš esmės pageidaujamuose įgyvendinimo variantuose išradimo metodai yra uždarų sistemų metodai, kurie neapima centrifugavimo, nes centrifugavimas negali būti atliktas uždaroje sistemoje ir reikalauja tarpinio produkto (lizuotų ląstelių) perkėlimo į centrifugavimo indus. Nuskaidrinimas po fermentacijos gali būti atliekamas perduodant fermentuotą kultūrą iš bioreaktoriaus srautu uždarose vamzdelių sistemose į nuskaidrinimo filtrus, be jokio kontakto su operatoriumi.In preferred embodiments, fermentation and clarification are performed as a closed system method. As used herein, the term "closed system method" refers to a method or process that is performed in closed sterile systems under controlled environmental conditions without any risk of external contamination from the operator or the laboratory environment. It is especially important to use a closed system when creating products of the GGP class. In substantially preferred embodiments, the methods of the invention are closed system methods that do not involve centrifugation, since centrifugation cannot be performed in a closed system and requires transfer of an intermediate product (lysed cells) to centrifugation vessels. Post-fermentation clarification can be carried out by transferring the fermented culture from the bioreactor in a flow in closed tube systems to the clarification filters, without any operator contact.

Tolesnis išvalyto baltymo apdorojimasFurther processing of the purified protein

Įgyvendinimo variantuose rekombinantinis baltymas gali būti išskirtas tiesiogiai iš nuskaidrintos auginimo terpės. Po rekombinantinio baltymo išskyrimo gali būti atliekamas gryninimas, siekiant užtikrinti tinkamą rekombinantinio baltymo grynumą. Įvairūs baltymų gryninimo būdai yra gerai žinomi šios srities specialistams.In embodiments, the recombinant protein can be isolated directly from the clarified culture medium. Isolation of the recombinant protein may be followed by purification to ensure adequate purity of the recombinant protein. Various methods of protein purification are well known to those skilled in the art.

Tinkami valymo būdai apima, bet tuo neapsiriboja, yra nusodinimas amonio sulfatu arba etanoliu, ekstrahavimas rūgštimi, gelio elektroforezė, imunoadsorbcija, anijonų arba katijonų mainų chromatografija, fosfoceliuliozės chromatografija, hidrofobinės sąveikos chromatografija, giminingumo chromatografija, imuninio giminingumo chromatografija, gelfiltracija, skystinė chromatografija (LC), didelio efektyvumo LC (HPLC), aukšto našumo LC (FPLC), hidroksiapatito chromatografija, lektino chromatografija ir imobilizuoto metalo giminingumo chromatografija (IMAC). Labiausiai pageidautina, kad rekombinantiniai baltymai būtų išgryninti skysčių chromatografijos metodų, įskaitant jonų mainų, giminingumo ir gelfiltraciją.Suitable purification techniques include, but are not limited to, ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, gel electrophoresis, immunoadsorption, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, immunoaffinity chromatography, gel filtration, liquid chromatography (LC ), high performance LC (HPLC), high performance LC (FPLC), hydroxyapatite chromatography, lectin chromatography and immobilized metal affinity chromatography (IMAC). Most preferably, recombinant proteins are purified by liquid chromatography techniques including ion exchange, affinity and gel filtration.

Taigi išradimo metodai pateikia iš esmės grynus rekombinantinius baltymus. Iš esmės grynas, kaip čia vartojama, reiškia preparatą arba mėginį, kuriame iš esmės nėra priemaišų komponentų, baltymų ir kt.Thus, the methods of the invention provide substantially pure recombinant proteins. Substantially pure, as used herein, refers to a preparation or sample that is substantially free of impurity components, proteins, etc.

Visame šios specifikacijos aprašyme ir teiginiuose žodžiai „apima“ ir „sudėtyje yra“ bei jų variantai reiškia „įskaitant, bet neapsiribojant“, ir jie nėra skirti (ir neatmeta) kitų dalių, priedų, komponentų arba pakopų. Visame šios specifikacijos aprašyme ir apibrėžtyje vienaskaita apima daugiskaitą, nebent kontekstas reikalauja kitaip. Visų pirma, kai naudojamas neapibrėžtas artikelis, specifikacija turi būti suprantama kaip apimanti daugiskaitą ir vienaskaitą, nebent kontekstas reikalauja kitaip.Throughout the description and statements of this specification, the words "comprising" and "comprising" and their variations mean "including but not limited to" and do not refer to (and do not exclude) other parts, accessories, components or steps. Throughout the description and definition of this specification, the singular includes the plural unless the context otherwise requires. In particular, when the indefinite article is used, the specification shall be understood to include both the plural and the singular unless the context otherwise requires.

Požymiai, sveikieji skaičiai, charakteristikos, junginiai, cheminės dalys arba grupės, aprašytos kartu su konkrečiu išradimo aspektu, įgyvendinimu arba pavyzdžiu, turi būti suprantami kaip taikytini bet kuriam kitam čia aprašytam aspektui, įgyvendinimui arba pavyzdžiui, nebent jie su jais nesuderinami. Visos savybės, atskleistos šioje specifikacijoje (įskaitant bet kokias kartu pateiktas apibrėžtis, santraukas ir brėžinius) ir (arba) visi taip atskleisto metodo arba proceso etapai gali būti derinami bet kokiu deriniu, išskyrus derinius, kuriuose bent kai kurios iš tokių savybių ir (arba) etapų yra vienas su kitu nesuderinami. Išradimas neapsiriboja bet kokių anksčiau pateiktų įgyvendinimo variantų detalėmis. Išradimas apima bet kurį naują arba bet kokį naują šioje specifikacijoje atskleistų savybių derinį (įskaitant bet kokias kartu esančias apibrėžtis, santraukas ir brėžinius), arba bet kurį naują, arba bet kokį naują bet kurio metodo arba proceso etapų derinį, tokiu būdu atskleistą.Signs, integers, characteristics, compounds, chemical moieties, or groups described in connection with a particular aspect, embodiment, or example of the invention are to be understood as applicable to any other aspect, embodiment, or example described herein unless inconsistent therewith. All features disclosed in this specification (including any accompanying definitions, abstracts and drawings) and/or all steps of the method or process so disclosed may be combined in any combination except combinations in which at least some of such features and/or stages are incompatible with each other. The invention is not limited to the details of any of the above embodiments. The invention includes any new or any new combination of features disclosed in this specification (including any accompanying definitions, abstracts and drawings), or any new or any new combination of steps in any method or process so disclosed.

Skaitytojo dėmesys atkreipiamas į visus straipsnius ir dokumentus, kurie yra pateikti kartu su šia specifikacija arba iki jos pateikimo, susijusius su šia paraiška, ir kurie yra atviri visuomenei susipažinti su šia specifikacija, o visų tokių straipsnių ir dokumentų turinys čia įtrauktas kaip nuoroda.The reader's attention is directed to all articles and documents filed with or prior to this specification relating to this application and open to the public in connection with this specification, and the contents of all such articles and documents are incorporated herein by reference.

PAVYZDŽIAI pavyzdysEXAMPLES example

Vitronektino konstravimas (toliau - VTN)Construction of vitronectin (hereinafter referred to as VTN)

Tikslinis vitronektino genas (seka čia atskleista kaip SEQ ID Nr. 1) buvo klonuotas į pET vektorių po indukuojamo promotoriaus PT7 (1A pav.). NCBI sekos ID: AAH05046.1, baltymo pavadinimas: vitronektinas, tikslinio geno kilmė: Homo sapiens.The target vitronectin gene (sequence disclosed herein as SEQ ID NO: 1) was cloned into the pET vector under the inducible promoter PT7 (Figure 1A). NCBI Sequence ID: AAH05046.1, Protein Name: Vitronectin, Target Gene Origin: Homo sapiens.

T4 bakteriofago lizocimo geno gpe konstravimasConstruction of the T4 bacteriophage lysozyme gene gpe

T4 bakteriofago lizocimo genas gpe buvo klonuotas į griežtai kontroliuojamą pLATE11 vektorių (kat. Nr. K1241, Thermo Fisher), siekiant sumažinti lizės genų raišką neindukuotose ląstelėse. Be to pelB signalinis peptidas, skirtas pagaminto baltymo perkėlimui į periplazminę erdvę, buvo sulietas Gpe N gale. Fragmentas, turintis transkripcijos terminatorių rrnBT1-T2, užkirto kelią bazinei geno ekspresijai nuo promotoriaus tipo elementų, kilusių iš vektoriaus, T7 RNR polimerazės promotorius, kuris skatina klonuoto gpe geno transkripciją, ir dvi flanginės lac operatoriaus sekos užtikrina griežtą geno raiškos kontrolę, Ptet promotorius sumažina bazinę ekspresiją nuo T7 promotoriaus, T7 terminatorius, kuris nutraukia transkripciją nuo T7 promotoriaus, ir lac represorius, užtikrinantis griežtą bazinės ekspresijos kontrolę nuo T7 promotoriaus, buvo subklonuoti į pACYC184 vektorių, kuris turi p15A replikacijos pradžią ir yra suderinamas su plazmidėmis, turinčiomis ColE1 ori. Rekombinantinė plazmidė buvo pavadinta pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI (1B pav.).The T4 bacteriophage lysozyme gene gpe was cloned into a tightly controlled pLATE11 vector (cat. no. K1241, Thermo Fisher) to reduce lysis gene expression in uninduced cells. In addition, the pelB signal peptide for translocation of the produced protein to the periplasmic space was fused to the N terminus of Gpe. A fragment containing the transcription terminator rrnBT1-T2 prevented basal gene expression from vector-derived promoter-like elements, the T7 RNA polymerase promoter that drives transcription of the cloned gpe gene, and two flanking lac operator sequences provide tight control of gene expression, the Ptet promoter reduces constitutive expression from the T7 promoter, the T7 terminator, which stops transcription from the T7 promoter, and the lac repressor, which ensures tight control of constitutive expression from the T7 promoter, were subcloned into the pACYC184 vector, which contains the p15A origin of replication and is compatible with plasmids containing the ColE1 ori. The recombinant plasmid was named pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI (Figure 1B).

Šiame pavyzdyje buvo naudojamas modifikuotas polipeptidas, vadinamas Gpe. Seka yra kilusi iš Eschericia coli T4 bakteriofago lizocimo ir čia yra atskleista kaip SEQ ID Nr. 2 - NCBI referentinė seka: NP_049736.1, baltymo pavadinimas: glikozido hidrolazės šeimos baltymas (Escherichia fagas T4). PelB signalinė seka: 1 - 22, T4 bakteriofago lizocimas 23 - 164.This example used a modified polypeptide called Gpe. The sequence is derived from Eschericia coli T4 bacteriophage lysozyme and is disclosed herein as SEQ ID NO. 2 - NCBI reference sequence: NP_049736.1, protein name: glycoside hydrolase family protein (Escherichia phage T4). PelB signal sequence: 1 - 22, T4 bacteriophage lysozyme 23 - 164.

Raiškos kamieno paruošimasExpression strain preparation

One Shot™ BL21 (DE3) E. coli ląstelės buvo transformuotos plazmidėmis pET29- optVTN ir pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI plazmidėmis, ir padengtos ant LB ne gyvūninės kilmės (AOF) agaro su kanamicinu (50 g/l) ir 25 μg/ml chloramfenikolio.One Shot™ BL21 (DE3) E. coli cells were transformed with plasmids pET29-optVTN and pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI and plated on LB non-animal origin (AOF) agar with kanamycin (50 g/L) and 25 μg/ml chloramphenicol.

Transformacija buvo pagrįsta temperatūros šoko metodu. Tyrimo ląstelių bankas (RCB) buvo pagamintas kultivuojant transformantus skystoje TB4 AOF terpėje su reikalingais antibiotikais 37 °C temperatūroje ir 220 aps./min. Sterilus 50 % glicerolio tirpalas buvo naudojamas 25 % glicerolio RCB gamybai, kuris buvo padalytas į kriogeninius mėgintuvėlius ir laikomas -70 ° C temperatūroje.The transformation was based on the temperature shock method. A research cell bank (RCB) was produced by culturing transformants in liquid TB4 AOF medium with the required antibiotics at 37 °C and 220 rpm. A sterile 50% glycerol solution was used to produce 25% glycerol RCB, which was aliquoted into cryogenic tubes and stored at −70°C.

Auginimo terpėGrowing medium

Transformantų ir plazmidžių dauginimas buvo atliekamos kietoje ir skystoje LB be gyvulinės kilmės medžiagų (AOF) terpėje, kurioje buvo augalinis peptonas (10 g/l), mielių ekstraktas (5 g/l), NaCl (10 g/l), ir kietai terpei 15 g/l mikrobiologinio agaro, taip pat reikalingų antibiotikų. Periodinio tiekimo ir auginimo uždarose talpose kultivavimas buvo atliktas glicerolio pagrindu sukurtame AOF sultinyje (TB4 AOF ir TB AOF), kurio sudėtis (litre): augalinis peptonas 12 g, mielių ekstraktas 24 g, (NH4)2SO4 2,68 g, KH2PO4 2,3 g, K2HPO4 12,5 g ir glicerolio nuo 4 iki 10 g. Be to prieš auginimą TB terpė buvo papildyta šiais steriliais tirpalais: 2 ml (1 M) MgSO4 ir 2 ml mikroelementų tirpalo, kurio sudėtis (litre): CaCl2 χ 2H2O 0,5 g, ZnSO4 χ 7H2O 0,18 g, MnSO4 χ H2O 0,1 g, Na2-EDTA 20,1 g, FeCfe x 6H2O 16,7 g, CuSO4 x 5H2O 0,16 g, CoCl2 x 6H2O 0,18 g; taip pat 100 μl L-1 tiamino hidrochlorido (1 M), 1 ml 5 kanamicino (50 mg ml/l) ir 1 ml chloramfenikolio (30 mg/l).Propagation of transformants and plasmids was performed in solid and liquid LB animal-free (AOF) medium containing plant peptone (10 g/l), yeast extract (5 g/l), NaCl (10 g/l), and solid medium 15 g/l of microbiological agar, as well as the necessary antibiotics. Batch-feed and closed-cell cultivation was carried out in glycerol-based AOF broth (TB4 AOF and TB AOF) containing (per liter): vegetable peptone 12 g, yeast extract 24 g, (NH4)2SO4 2.68 g, KH2PO4 2, 3 g, K2HPO4 12.5 g and glycerol from 4 to 10 g. In addition, before cultivation, the TB medium was supplemented with the following sterile solutions: 2 ml (1 M) MgSO4 and 2 ml of a micronutrient solution with the composition (per liter): CaCl2 χ 2H2O 0.5 g, ZnSO4 χ 7H2O 0.18 g, MnSO4 χ H2O 0.1 g, Na2-EDTA 20.1 g, FeCfe x 6H2O 16.7 g, CuSO4 x 5H2O 0.16 g, CoCl2 x 6H2O 0.18 g; as well as 100 μl L-1 thiamine hydrochloride (1 M), 1 ml 5-kanamycin (50 mg ml/l) and 1 ml chloramphenicol (30 mg/l).

Raiškos ir autolizės sąlygos purtomose kolboseExpression and autolysis conditions in shake flasks

Norint pasirinkti optimalų E. coli kamieną VTN raiškai, E. coli JS007 ir Invitrogen One Shot™ BL21 (DE3) chemiškai kompetentinės E. coli ląstelės buvo transformuotos abiem tikslinėmis rekombinantinėmis plazmidėmis pET29-optVTN ir pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI. Baltymų raiškos lygis abiejuose kamienuose buvo panašus (3B pav.), tačiau BL21 (DE3) ląstelės parodė didesnę biomasės išeigą (3A pav.), todėl BL21 (DE3) kamienas buvo pasirinktas tolesniam naudojimui ląstelių banko kūrime. Ląstelės ir terpės frakcijos buvo atskirtos centrifuguojant 30 m in., 14000 aps./min., 4 °C. Terpės frakcijos buvo laikomos 4 °C temperatūroje. Ląstelių mėginiai, paimti iš kultivavimo kolbos, buvo resuspenduojami lizės buferyje tokiu santykiu: 1 g biomasės resuspenduota 10 ml lizės buferio (50 mM Tris-HCl, 50 mM NaCl, 0,1 mM EDTA, 0,1 mg/ml lizocimo). Biomasė buvo apdorota ultragarsu 60 sekundžių 4 °C temperatūroje. Tirpios ir netirpios baltymų frakcijos buvo atskirtos centrifuguojant 20 min., 14000 aps./min., 4 °C. Bendra baltymų frakcija yra ląstelių nuolaužų suspensija (neapdorotas ekstraktas). Ląstelių mėginiai SDS-PAGE atskyrimui buvo paruošti taip: 20 μl neapdoroto ekstrakto mėginio, 25 μl 4 x SDS-PAGE užnešimo buferio, 5 μΙ 2M DTT ir 50 μΙ dejonizuoto vandens tam, kad galutinis mėginio tūris būtų 100 μΙ. SDSPAGE atskyrimo terpės mėginiai buvo paruošti taip: 70 μΙ auginimo terpės, 25 μΙ 4 x SDS-PAGE užnešimo buferio, 5 μΙ 2 M tam, kad galutinis mėginio tūris būtų 100 μΙ. Mėginiai kaitinami 10 minučių 95 °C temperatūroje. Kiekvienai geHo juostai buvo užnešama 10 μΙ mėginio.To select an optimal E. coli strain for VTN expression, E. coli JS007 and Invitrogen One Shot™ BL21 (DE3) chemically competent E. coli cells were transformed with both targeting recombinant plasmids pET29-optVTN and pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI. The level of protein expression was similar in both strains (Fig. 3B), but BL21(DE3) cells showed higher biomass yield (Fig. 3A), so the BL21(DE3) strain was selected for further use in cell banking. Cells and medium fractions were separated by centrifugation at 30 m in., 14000 rpm, at 4 °C. Medium fractions were stored at 4 °C. Cell samples taken from the culture flask were resuspended in lysis buffer at the following ratio: 1 g of biomass was resuspended in 10 ml of lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 50 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 0.1 mg/ml lysozyme). The biomass was sonicated for 60 seconds at 4 °C. Soluble and insoluble protein fractions were separated by centrifugation for 20 min, 14000 rpm, 4 °C. The total protein fraction is a suspension of cell debris (crude extract). Cell samples for SDS-PAGE separation were prepared as follows: 20 μl of crude extract sample, 25 μl of 4x SDS-PAGE loading buffer, 5 μΙ of 2M DTT, and 50 μΙ of deionized water for a final sample volume of 100 μΙ. Samples of SDSPAGE separation medium were prepared as follows: 70 μΙ growth medium, 25 μΙ 4x SDS-PAGE loading buffer, 5 μΙ 2 M for a final sample volume of 100 μΙ. The samples are heated for 10 minutes at 95 °C. 10 μΙ of sample was applied to each geHo lane.

Raiškos ir autoHzės sątygos bioreaktoriujeExpression and autolysis conditions in the bioreactor

Auginimo terpė ir maitinamasis tirpaus - preinokuHato ir inokuhato dauginimas buvo athktas gHceroho pagrindu be gyvuHnės kHmės medžiagų (AOF) terpėje sukurtame sukinyje (TB4 AOF), kurio sudėtis (Htre): augaHnis peptonas 12 g, mieHų ekstraktas 24 g, (NH4)2SO4 2,68 g, KH2PO4 2,3 g, K2HPO4 12,5 g ir augaHnis g^eroMs 4 g. Be to prieš užsėjant TB4 terpė buvo papHdyta šiais steriHais tirpaus: 3 ηηΙ/Ι (1 M) MgSO4 ir 3 m^ mikroetementų tirpai (TES), kurio sudėtis (Htre): Cad2 x 2H2O 0,5 g, ZnSO4 x 7H2O 0,18 g, MnSO4 x H2O 0,1 g, Na2-EDTA 20,1 g, FeCfe x 6H2O 16,7 g, CUSO4 x 5H2O 0,16 g, Cod2 x 6H2O 0,18 g; taip pat 3 m^ tiamino hidrocNorido (10 g/Ι), 1 m^ kanamicino (50 mg ml·^ ir 1 m^ cNoramfenikoho (25 mg/Ι). Sukinio terpė su 15 g gHceroHo (TB15 AOF).Cultivation medium and nutrient solution - Propagation of the preinoculate and inoculum was carried out in a rotation created on a gerose-based medium without animal feed (AOF) (TB4 AOF) with the composition (Htre): vegetable peptone 12 g, barley extract 24 g, (NH4)2SO4 2 ,68 g, KH2PO4 2.3 g, K2HPO4 12.5 g and augaHnis g^eroMs 4 g. In addition, before seeding, the TB4 medium was treated with the following sterile solutions: 3 ηηΙ/Ι (1 M) MgSO4 and 3 m^ microelement solutions (TES) with the composition (Htre): Cad2 x 2H2O 0.5 g, ZnSO4 x 7H2O 0, 18 g, MnSO4 x H2O 0.1 g, Na2-EDTA 20.1 g, FeCfe x 6H2O 16.7 g, CUSO4 x 5H2O 0.16 g, Cod2 x 6H2O 0.18 g; as well as 3 m^ of thiamine hydrocNoride (10 g/Ι), 1 m^ of kanamycin (50 mg ml·^ and 1 m^ of cNoramfenikoho (25 mg/Ι). Spin medium with 15 g of gHceroHo (TB15 AOF).

PreinokuHato paruošimasPreinokuHato preparation

Pavienė kotonija iš E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN ir pACYC184 PT7-PeBgpe-tacI] transformantų ptokštetes buvo perkeka į 250 ml ta^os purtymo kobas su 50 ml TB4 AOF terpės su papHdais ir antibiotikais ir inkubuojama 8 ±1 val· esant 37 °C / 230 aps./min. Kukūros optinis tankis (OD600) buvo išmatuotas auginimo pabaigoje, o užsėjimo tūris kobos užsėjimui buvo apskaičiuojamas pagal formdę: 4/OD preinokuHatas = mkSingle cotton from plates of E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN and pACYC184 PT7-PeBgpe-tacI] transformants were transferred to 250 ml ta^a shake flasks with 50 ml TB4 AOF medium with papHds and antibiotics and incubated for 8 ± 1 h · at 37 °C / 230 rpm. The optical density (OD600) of the maize was measured at the end of cultivation, and the seeding volume for seeding the cob was calculated using the formula: 4/OD preinokuHatas = mk

InokuHato paruošimasPreparation of InokuHato

Apskaičiuotas preinokuHato tūris buvo perkekas į 2000 ml purtymo kobas su 500 ml TB4 AOF terpės su papHdais ir antibiotikais ir inkubuojama 17 ± 1 vatandą 25 °C / 230 aps./min. Kukūros optinis tankis (OD600) yra išmatuojamas auginimo pabaigoje. Užsėjimo tūris bioreaktoriams sudaro 2 % visos terpės tūrio.The calculated preincubate volume was transferred to 2000 ml shake flasks with 500 ml of TB4 AOF medium with papHds and antibiotics and incubated for 17 ± 1 vat at 25 °C / 230 rpm. The optical density (OD600) of the corn is measured at the end of cultivation. The seeding volume for bioreactors is 2% of the total medium volume.

Bioreaktoriaus procesaiBioreactor processes

Serijos etapas buvo atliktas 300 L S.U. fermentatoriuje (250 l terpės). Kultūros augimo dinamika buvo stebima optinio tankio matavimais esant 600 nm bangos ilgiui. Mėginiai iš bioreaktorių buvo imami įvairiose proceso stadijose ir analizuojami. Į bioreaktorius buvo užsėtas naktinis inokuliatas (2 % pagal tūrį). Pradiniai auginimo parametrai prieš tikslinio baltymo ir tuo pačiu metu sukeliamą lizės indukciją buvo tokie: ištirpusio deguonies (DO) kontrolė buvo palaikoma 30 % automatine kaskada: oro srautas (nuo 75 iki 250 l/min.); maišymo greitis (nuo 100 iki 375 aps./min.); gryno deguonies srautas (nuo 0 iki 160 l/min.). Kultūros pH vertė buvo reguliuojama ties 7,0 ± 0,05, automatiškai pridedant NH4OH (25 %) arba H3PO4 (42,5 %). Prieš VTN indukciją (VTN indukcijos taškas: 3,5-5,5 OD) buvo palaikoma auginimo temperatūra 37 °C. Prieš indukciją 0,1 mM IPTG temperatūra visuose procesuose buvo sumažinama nuo 37 iki 25 °C. IPTG pridėjimas tuo pačiu metu sukelia tikslinių baltymų raišką ir lizocimo raišką ląstelėse. Praėjus 0,5 valandos po indukcijos, buvo nustatytas 3% OD. Praėjus 2-4 valandoms po indukcijos įpilta 18750000 u benzonazės (universalios nukleazės), tada maišytuvas pakeičiamas į mažiausiai 100 aps./min., mažiausias oro srautas iki 40 l/min. Fermentacija tęsiama 17 - 22 val. po indukcijos. Fermentacijos proceso pabaigoje pridedama 18750000 u benzonazės (universalios nukleazės) ir maišoma 15 min.The batch stage was performed at 300 L S.U. in a fermenter (250 l medium). The growth dynamics of the culture was monitored by optical density measurements at a wavelength of 600 nm. Samples were taken from the bioreactors at various stages of the process and analyzed. Bioreactors were seeded with an overnight inoculum (2% by volume). Initial culture parameters prior to induction of target protein and concomitant lysis were as follows: dissolved oxygen (DO) control was maintained at 30% by automatic cascade: air flow (75 to 250 L/min); mixing speed (from 100 to 375 rpm); pure oxygen flow (from 0 to 160 l/min.). The culture pH was adjusted at 7.0 ± 0.05 by automatic addition of NH4OH (25%) or H3PO4 (42.5%). The culture temperature was maintained at 37 °C before VTN induction (VTN induction point: 3.5-5.5 OD). Before induction in 0.1 mM IPTG, the temperature was lowered from 37 to 25 °C in all processes. Addition of IPTG simultaneously induces expression of target proteins and expression of lysozyme in cells. 3% OD was determined 0.5 h after induction. 2-4 hours after induction, 18750000 u of benzonase (universal nuclease) is added, then the mixer is changed to at least 100 rpm, minimum air flow to 40 l/min. Fermentation continues at 17 - 22 hours. after induction. At the end of the fermentation process, 18750000 u of benzonase (universal nuclease) is added and stirred for 15 min.

VTN baltymo autolizės ir ekspresijos analizėAutolysis and expression analysis of VTN protein

Ląstelės ir terpės frakcijos buvo atskirtos centrifuguojant 30 min., 14000 aps./min., 4 °C. Terpės frakcijos buvo laikomos 4 °C temperatūroje. Ląstelių mėginiai, paimti iš auginimo kolbos arba fermentatoriaus, buvo analizuojami SDS-PAGE elektroforeze. Ląstelių mėginiai buvo paimami skirtingu auginimo laiku (prieš indukciją ir po indukcijos). Tirpios ir netirpios baltymų frakcijos buvo atskiriamos centrifuguojant 20 min., 14000 aps./min., 4 °C. Tirpi baltymų frakcija arba supernatantas po centrifugavimo parodė autolizės proceso efektyvumą ir tai, kokia baltymų dalis buvo tirpi. Netirpi frakcija - tai nesuardytos ląstelės ir netirpūs baltymai. Ląstelių mėginiai SDS-PAGE atskyrimui buvo paruošti taip: 20 μl neapdoroto ekstrakto mėginio, 25 μl 4 x SDS-PAGE užnešimo buferio, 5 μl 2M DTT ir 50 μl dejonizuoto vandens taip, kad galutinis mėginio tūris būtų 100 pl. Terpės mėginiai SDS-PAGE atskyrimui buvo paruošti taip: 70 pl auginimo terpės, 25 pl 4 χ SDS-PAGE užnešimo buferio, 5 pl 2 M DTT taip, kad galutinis mėginio tūris būtų 100 pl. Mėginiai buvo kaitinami 10 minučių 95 °C temperatūroje. 10 pl mėginio buvo užnešta į kiekvieną 4-12 % gradientinio SDS35Cells and media fractions were separated by centrifugation for 30 min, 14000 rpm, 4 °C. Medium fractions were stored at 4 °C. Cell samples taken from the culture flask or fermenter were analyzed by SDS-PAGE electrophoresis. Cells were sampled at different culture times (pre-induction and post-induction). Soluble and insoluble protein fractions were separated by centrifugation for 20 min, 14000 rpm, 4 °C. The soluble protein fraction or supernatant after centrifugation showed the efficiency of the autolysis process and how much of the protein was soluble. The insoluble fraction is unbroken cells and insoluble proteins. Cell samples for SDS-PAGE separation were prepared as follows: 20 μl of crude extract sample, 25 μl of 4x SDS-PAGE loading buffer, 5 μl of 2M DTT, and 50 μl of deionized water so that the final sample volume was 100 μl. Media samples for SDS-PAGE separation were prepared as follows: 70 µl culture medium, 25 µl 4 χ SDS-PAGE loading buffer, 5 µl 2 M DTT so that the final sample volume was 100 µl. The samples were heated for 10 minutes at 95 °C. 10 µl of sample was loaded into each 4-12% SDS35 gradient

PAGE gelio juostos takelį.PAGE gel strip track.

NuskaidrinimasClarification

Nustatyta, kad P100 ir KS50P terpėms, panaudojant porų dydį 1,0 - 3,0 μm, pašalinamos skirtingo optinio tankio ląsteles ir ląstelių nuolaužos. Vitronektino fermentacijos kultūra efektyviai sukuria skaidrų, nuskaidrintą supernatantą. Eksperimentai buvo pakartoti su gamybiniu mastu (150 l) auginta vitronektino fermentacijos kultūra ir paskaičiuota, kad su 0,05 m2 dydžio P100 ir KS50P terpės filtru galima filtruoti 0,6-0,7 l fermentacijos kultūros (OD 600 nm = 15). Eksperimentinės serijos plėtros rezultatai buvo ekstrapoliuoti, ir eksperimentas buvo atliktas su 150 l fermentacijos kultūra (OD 600 nm = 17) ir 7 x 2 m2 StaxTM 1,0 - 3,0 μm, P100 terpe, giluminio filtro kapsulėmis. Atsižvelgiant į tai, kad membranos užsikimšimas nebuvo pastebėtas, ir buvo gautas skaidrus filtruotas supernatantas, šios sąlygos gali būti palaikomis gamybiniu mastu.For P100 and KS50P media, using a pore size of 1.0 - 3.0 μm, it was found that cells and cell debris of different optical densities are removed. Vitronectin fermentation culture efficiently produces a clear, clarified supernatant. The experiments were repeated with a production-scale (150 l) grown vitronectin fermentation culture and it was calculated that 0.6-0.7 l fermentation culture (OD 600 nm = 15) can be filtered with a 0.05 m 2 P100 and KS50P media filter. The results of the experimental series development were extrapolated and the experiment was carried out with a 150 L fermentation culture (OD 600 nm = 17) and 7 x 2 m2 StaxTM 1.0 - 3.0 μm, P100 medium, depth filter capsules. Given that no membrane fouling was observed and a clear filtered supernatant was obtained, these conditions could be maintained on a production scale.

Norint pašalinti likusias ląstelių liekanas ir paruošti supernatantą tolesniems etapams, nuskaidrinta ląstelių kultūra buvo filtruojama per 0,2 μm filtrą. Buvo išbandytas 1 m2 membranos ploto Supor® EX klasės ECV filtras, ir visas 150 l nuskaidrintas tirpalas buvo sėkmingai nufiltruotas.To remove the remaining cell debris and prepare the supernatant for subsequent steps, the clarified cell culture was filtered through a 0.2 μm filter. A 1 m2 membrane area Supor® EX class ECV filter was tested and all 150 L of clarified solution was successfully filtered.

Tolesniam naudojimui buferinis tirpalas nuskaidrintoje terpėje buvo pakeistas ultrafiltruojant. Ultrafiltravimas buvo atliktas tangentinio srauto filtravimo sistema (TFF), naudojant TFF filtrą, kurio porų dydis 30 kDa. Filtravimo plotas buvo 0,01 m2, skaičiuojant 1 l terpės tirpalo.For further use, the buffer solution in the clarified medium was replaced by ultrafiltration. Ultrafiltration was performed in a tangential flow filtration system (TFF) using a TFF filter with a pore size of 30 kDa. The filtration area was 0.01 m2, based on 1 L of medium solution.

Išsamiau, E. coli autolizato nuskaidrinimo procesas apėmė šias pakopas (6 pav.).In detail, the clarification process of E. coli autolysate involved the following steps (Figure 6).

Pradinė medžiaga: 250 l ląstelių lizuotų ląstelių kultūros, po 16-18 valandų tikslinio baltymo ekspresijos maišomuose rezervuaro reaktoriuose. Galutinis ląstelių/ląstelių nuolaužų OD ~15-30 OD. Analizė parodė, kad sukeltos ląstelių lizės rezultatas buvo 75-80 % ląstelių lizės efektyvumas, skaičiuojant pagal bendrą ląstelių kiekį.Starting material: 250 L of cell lysed cell culture, after 16-18 hours of target protein expression in stirred tank reactors. Final OD of cells/cell debris ~15-30 OD. Analysis showed that the induced cell lysis resulted in a cell lysis efficiency of 75-80% based on total cell volume.

Visų pocedūrų metu maišomame bioreaktoriuje (HyperformaTM 300 l, Thermofisher Scientific) visi automatiniai valdikliai fermentacijos inde: oro/O2 srautas, pH buvo „išjungtame režime“. Maišymas buvo palaikomas 375 aps./min., o temperatūra buvo nustatyta iki 23 °C.During all procedures in a stirred bioreactor (HyperformaTM 300 l, Thermofisher Scientific), all automatic controls in the fermentation vessel: air/O2 flow, pH were in “off mode”. Stirring was maintained at 375 rpm and the temperature was set to 23 °C.

Nukleorugščių pašalinimas ir nuskaidrinimas buvo atliktas kaip nurodyta žemiau.Nucleic acid removal and clarification were performed as described below.

NukleorŪgščių hidrolizė: universalios nukleazės įpilama į bioreaktorių tiek, kad galutinė koncentracija būtų 250 U/ml, ir inkubuojama 30-60 min. 23 °C temperatūroje.NucleorHydrolysis: universal nuclease is added to the bioreactor in such a way that the final concentration is 250 U/ml, and incubated for 30-60 min. at 23 °C.

Filtro paruošimas: STAX filtro kapsulė yra plaunama 10 filtro tūrių vandens, neviršijant 0,2 BAR priešslėgio.Filter preparation: The STAX filter capsule is washed with 10 filter volumes of water, not exceeding a back pressure of 0.2 BAR.

Lizuota ląstelių suspensija buvo nuskaidrinama filtruojant per giluminio filtravimo kapsules (1-3 μΜ (K100P) (Pall, ID 7007836) (1 l fermentacijos terpės nufiltruoti reikia apie 0,05 m2 filtro ploto) ir po to filtruojama per 0,22 μm filtro kapsulę (Pall, ID NP6UEAVP1 S) neviršijant 1,2 BAR priešslėgio Filtravimo alternatyvos: K050P (Pall, ID 7007786) Sulaikymas 0,4-0,8 μΜ.The lysed cell suspension was clarified by filtration through depth filtration capsules (1-3 μΜ (K100P) (Pall, ID 7007836) (approximately 0.05 m 2 filter area is required to filter 1 L of fermentation medium) and then filtered through a 0.22 μm filter. capsule (Pall, ID NP6UEAVP1 S) not exceeding 1.2 BAR back pressure Filtration alternatives: K050P (Pall, ID 7007786) Retention 0.4-0.8 μΜ.

E. coli nėra tobulas šeimininkas, ypač uždarai vienkartinei fermentacijai, nes jis įprastai neišskiria baltymų į tarpląstelinę terpę. Ląstelių ardymo žingsnis tampa ribojimu ir nėra ekonomiškai efektyvus eksperimentiniu arba pramoniniu mastu, kai tikslas yra uždaro ir (arba) tęstinio proceso srauto įgyvendinimas. Šis išradimas pateikia ląstelių ardymo metodą, kuris yra užprogramuota ląstelių lizės sistema, pagrįsta klonuoto T4 bakteriofago geno gpe raiška tam, kad būtų gaminamas lizavimo baltymas. Genas gpe koduoja lizocimą, kuris skaido E. coli ląstelės sienelės peptidoglikaną.E. coli is not a perfect host, especially for closed batch fermentation, because it does not normally secrete proteins into the extracellular medium. The cell disruption step becomes limiting and is not cost-effective on an experimental or industrial scale when the goal is to implement a closed and/or continuous process flow. The present invention provides a cell lysis method which is a programmed cell lysis system based on the expression of the cloned T4 bacteriophage gene gpe to produce a lysis protein. The gene gpe encodes lysozyme, which breaks down the peptidoglycan of the E. coli cell wall.

Buvo sukurta save ardanti Escherichia coli, kuri gamina svetimą tikslinį baltymą. E. coli buvo transformuota kartu su dviem vektorinėmis plazmidėmis - tikslinio geno raiškos vektoriumi E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN baltymo VTN ekspresijai ir lizavimo geno raiškos vektoriumi pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI (arba pARApelB-pge). Lizavimo baltymas buvo pagamintas po tikslinio geno raiškos, todėl ląstelių ardymo procesas buvo supaprastintas. Kaip aprašyta čia, klonuoto T4 fago geno gpe raiška buvo panaudota E. coli, kuris gamino VTN kaip tikslinį baltymą, suardymui. Geno gpe raiška nesukėlė greito ląstelių ardymo, bet susilpnino ląstelės sienelę. Lizavimo baltymo Gpe perkėlimas iš citoplazmos į periplazmą palengvino mureino sluoksnio, atsakingo už ląstelių struktūros tvirtumo palaikymą, fermentinį skaidymą. Mikroskopinis stebėjimas atskleidė, kad ląstelės, gaminančios Gpe periplazminėje erdvėje, po 4 valandų patyrė morfologinius pokyčius - nuo lazdelės formos iki elipsės formos sferoplastų (2 pav.).A self-destructive Escherichia coli has been created that produces a foreign target protein. E. coli was co-transformed with two vector plasmids, the target gene expression vector E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN for expression of the VTN protein and the lysis gene expression vector pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI (or pARApelB-pge). The lysis protein was produced after the expression of the target gene, thus simplifying the cell lysis process. As described here, expression of the cloned T4 phage gene gpe was used to disrupt E. coli that produced VTN as a target protein. Expression of the gpe gene did not induce rapid cell lysis, but weakened the cell wall. Translocation of the lysis protein Gpe from the cytoplasm to the periplasm facilitated the enzymatic degradation of the murein layer, which is responsible for maintaining the rigidity of the cell structure. Microscopic observation revealed that cells producing Gpe in the periplasmic space underwent morphological changes from rod-shaped to elliptical spheroplasts after 4 h (Figure 2).

Po 4 valandų indukcijos 0,1 mM IPTG E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN ir pACYC184 PT7-PeB-gpe-lacI] VTN baltymas buvo atpalaiduotas į auginimo terpę. Maksimali VTN baltymo gamyba (apie 0,5 g/l) purtymo kolboje buvo pasiekta po E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN ir pACYC184 PT7-PeB-gpe-lacI] ekspresijos per naktį 25 °C temperatūroje, kai lizocimo indukcija 0,1 mM IPTG buvo atlikta kartu su tikslinio geno indukcija (indukcijos taškas: 3,5 -5,5 OD) - 3 pav.After 4 h of induction with 0.1 mM IPTG in E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN and pACYC184 PT7-PeB-gpe-lacI] VTN protein was released into the culture medium. Maximal production of VTN protein (about 0.5 g/L) in a shake flask was achieved after overnight expression of E. coli BL21(DE3) [pET29-optVTN and pACYC184 PT7-PeB-gpe-lacI] at 25 °C with lysozyme induction 0.1 mM IPTG was performed together with target gene induction (induction point: 3.5 -5.5 OD) - Figure 3.

Optimizuotos baltymų raiškos sąlygos buvo sėkmingai perkeltos į 3 l bioreaktorių (Biostat), ir mastas padidintas iki 300 l SUF. Po fermentacijos proceso optimizavimo, VTN baltymo išeiga buvo apie 0,1 - 0,2 g/l - 4 pav. ir 5 pav.The optimized protein expression conditions were successfully transferred to a 3 L bioreactor (Biostat) and scaled up to 300 L SUF. After optimization of the fermentation process, the yield of VTN protein was about 0.1 - 0.2 g/l - Figure 4. and Figure 5.

Nuskaidrinimo procesas - pateiktos skaidrinimo sąlygos užtikrino, kad iš tirpalo būtų pašalintos visos ląstelių liekanos ir netirpūs baltymai, paliekant tik tirpią baltymų frakciją, kurioje tikslinio baltymo (VTN) koncentracija yra apie 0,1 - 0,2 g 1 litre pradinės medžiagos.Clarification process - the provided clarification conditions ensured that all cell debris and insoluble proteins were removed from the solution, leaving only the soluble protein fraction with a target protein (TPR) concentration of about 0.1 - 0.2 g per 1 liter of starting material.

Giluminiu filtravimu pagrįstas ląstelių nuolaužų nuskaidrinimas po apdorojimo nukleaze - dėl to susidarė labai mažos membranos segmentų dalelės. Tai buvo sėkmingai įrodyta naudojant neįprastai didelių porų filtrus. E. coli ląstelės dydis yra: 1,0-2,0 mikrometrų ilgio, o spindulys apie 0,5 mikrometro. Pirminiai valymo metodai, kurie įprastai rekomenduojami E. coli bakterijoms, yra tangentinio srauto filtravimas, kai porų dydis yra mažesnis nei 0,2 mikrometro, arba centrifugavimas, kuris yra labiausiai paplitęs būdas išvalyti ląstelių nuolaužas.Depth filtration-based clarification of cell debris after nuclease treatment resulted in very small particles of membrane segments. This has been successfully demonstrated using unusually large pore filters. The size of an E. coli cell is: 1.0-2.0 micrometers in length and a radius of about 0.5 micrometers. The primary purification methods that are commonly recommended for E. coli bacteria are tangential flow filtration with a pore size of less than 0.2 micrometers or centrifugation, which is the most common method for clearing cell debris.

Čia aprašyta naujai sukurta raiškos sistema apima genetinius elementus, skirtus tiksliniams baltymams gaminti ir kartu lizavimo fermentams gaminti kontroliuojamu būdu ląstelės periplazminėje erdvėje norimu augimo periodu, jei reikia. Aukščiau pateikti eksperimentiniai duomenys parodė, kad koekspresuotas fago lizavimo fermentas nevisiškai suardo ląsteles, o formuoja protoplastų darinius, panašius į ląsteles. Tai leido manyti, kad lizocimo perkėlimas iš citoplazmos į periplazmą palengvino mureino sluoksnio, kuris yra atsakingas už ląstelių struktūros tvirtumo palaikymą, fermentinį skaidymą. Protoplastai atpalaiduoja / sekretuoja tikslinius baltymus į auginimo terpę be sekrecijos lyderinių peptidų pagalbos, gaminant purtomose kolbose ir mikrobiologiniame bioreaktoriuje. Protoplastai išlieka gyvybingi mažiausiai 4 valandas po lizavimo fermentų indukcijos, t. y, jie de novo gamina ir išskiria dominantį baltymą, todėl laikui bėgant tikslinio baltymo kiekiai auginimo terpėje didėja. VTN baltymo raiška fermentatoriuje (Biostat A arba SUF 300 l) buvo atlikta E. coli su BL21(DE3) [pET29-optVTN baltymo VTN raiškai ir lizavimo geno raiškos vektoriumi pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI. Taigi čia pademonstruoti ląstelių ardymo būdai, kuriuos sąlygoja klonuoto T4 fago lizavimo geno raiška viduląstelinių tikslinių baltymų išskyrimui, kurie gali būti pritaikyti kitiems rekombinantiniams baltymams, pakeičiant VTN.The newly developed expression system described here includes genetic elements for the production of target proteins and co-production of lysis enzymes in a controlled manner in the periplasmic space of the cell during the desired growth period, if required. The above experimental data showed that the co-expressed phage lysis enzyme does not completely lyse the cells, but rather forms protoplasts that resemble the cells. This suggested that the translocation of lysozyme from the cytoplasm to the periplasm facilitated the enzymatic degradation of the murein layer, which is responsible for maintaining the firmness of the cell structure. Protoplasts release/secrete target proteins into the culture medium without the help of secretory leader peptides in shake flask and microbial bioreactor production. Protoplasts remain viable for at least 4 hours after induction of lysis enzymes, i.e. y, they de novo produce and secrete the protein of interest, resulting in increased amounts of the target protein in the culture medium over time. VTN protein expression in a fermenter (Biostat A or SUF 300 l) was performed in E. coli with BL21(DE3) [pET29-optVTN protein VTN expression and lysis gene expression vector pACYC184-PT7-pelB-gpe-lacI. Thus, cell lysis pathways mediated by expression of a cloned T4 phage lysis gene are demonstrated here to isolate intracellular target proteins that can be applied to other recombinant proteins by replacing VTN.

Vienos talpos procesas fermentacijos inde, kuriame gaminami rekombinantiniai baltymai, vykstant ląstelių autolizei, po to stabilizuojant baltymus ir nusodinant nukleorūgštis tam, kad būtų galima eliminuoti mažiausiai 5 atskirai atliekamus tolesnius apdorojimo etapus: ląstelių surinkimą, mechaninę ir (arba) fermentinę ląstelių lizę, ląstelių nuolaužų atskyrimą, nukleino nusodinimą ir po to atskyrimą naudojant filtravimą arba centrifugavimą.A one-pot process in a fermentation vessel that produces recombinant proteins by cell autolysis, followed by protein stabilization and nucleic acid precipitation to eliminate at least 5 separate downstream processing steps: cell harvesting, mechanical and/or enzymatic cell lysis, cell debris separation, precipitation of the nucleic acid and subsequent separation by filtration or centrifugation.

SEKOSSEQUENCES

VTN baltymo seka 1-418 (NCBI sekos ID: AAH05046.1) vtrgdvftmpedeytvyddgeeknnatvheqvggpsltsdlqaqskgnpeqtpvlkpeeeapapev gaskpegidsrpetlhpgrpqppaeeelcsgkpfdaftdlkngslfafrgqycyeldekavrpgyp klirdvwgiegpidaaftrincqgktylfkgsqywrfedgvldpdyprnisdgfdgipdnvdaala lpahsysgrervyffkgkqyweyqfqhqpsqeecegsslsavfehfammqrdswedifellfwgrt sagtrqpqfisrdwhgvpgqvdaamagriyisgmaprpslakkqrfrhrnrkgyrsqrghsrgrnq nsrrpsramwlslfsseesnlgannyddyrmdwlvpatcepiqsvfffsgdkyyrvnlrtrrvdtv dppyprsiaqywlgcpapghl (SEQ ID Nr. 1)VTN protein sequence 1-418 (NCBI Sequence ID: AAH05046.1) vtrgdvftmpedeytvydgeeknnatvheqvggpsltsdlqaqskgnpeqtpvlkpeeeapavev gaskpegidsrpetlhpgrpqppaeeelcsgkpfdaftdlkngslfafrgqycyeldekavrgyp klirdvwgiegpidaaftrincqgktylfkgsqywrfedgvldpdyprnisdgfdgipdn vdaala lpahsysgrervyffkgkqyweyqfqhqpsqeecegsslsavfehfammqrdswedifellfwgrt sagtrqpqfisrdwhgvpgqvdaamagriyisgmaprpslakkqrfrhrnrkgyrsqrghsrgrnq nsrrpsramwlslfsseesnlgannyddyrmdwlvpatcepiqsvfffsgdkyyrvnlrtrrvdtv dppyprsiaqywlgcpapghl (SEQ ID NO: 1)

Gpe baltymo seka su PelB signaline seka (NCBI referentinė seka: NP_049736.1, baltymo pavadinimas: glikozido hidrolazės šeimos baltymas (Escherichia fagas T4). PelB signalinė seka: 1-22, T4 bakteriofago lizocimas 23-164):Gpe protein sequence with PelB signal sequence (NCBI reference sequence: NP_049736.1, protein name: glycoside hydrolase family protein (Escherichia phage T4). PelB signal sequence: 1-22, T4 bacteriophage lysozyme 23-164):

Mkyllptaaagllllaaqpamamnifemlriderlrlkiykdtegyytigighlltkspslnaaks eldkaigrncngvitkdeaeklfnqdvdaavrgilrnaklkpvydsldavrrcalinmvfqmgetg vagftnslrmlqqkrwdeaavnlaksiwynqtpnrakrvittfrtgtwdayknlMkyllptaaagllllaaqpamamnifemlriderlrlkiykdtegyytigighlltkspslnaaks eldkaigrncngvitkdeaeklfnqdvdaavrgilrnaklkpvydsldavrrcalinmvfqmgetg vagftnslrmlqqkrwdeaavnlaksiwynqtpnrakrvittfrtgtwdayknl

Claims (22)

1. Nuskaidrintos ląstelių kultūros, apimančios rekombinantinį baltymą, gamybos būdas, kur būdas apima:1. A method of producing a purified cell culture comprising a recombinant protein, wherein the method comprises: i) bioreaktoriaus inokuliavimą ląstele šeimininke tam, kad būtų pateikta ląstelių kultūra, kur minėta ląstelė šeimininkė yra Escherichia coli, transformuota raiškos sistema, apimančia:(i) inoculating the bioreactor with a host cell to provide a cell culture, wherein said host cell is Escherichia coli, a transformed expression system comprising: a) nukleorūgštį, koduojančią rekombinantinį baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vikronektinas (VTN); ir(a) a nucleic acid encoding a recombinant protein operably linked to a first inducible promoter, wherein the protein is vicronectin (VTN); and b) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimo baltymą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi, ii) fermentavimą ląstelių kultūros, esant tokioms sąlygoms, kurios:b) a nucleic acid encoding a T4 lysozyme protein in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter, ii) fermentation in cell culture under conditions which: a) suteikia galimybę ekspresuoti rekombinantinį polipeptidą; ir(a) enables expression of the recombinant polypeptide; and b) suteikia galimybę ląstelę padaryti pralaidžią tam, kad susiformuotų sferoplastas, išskiriantis rekombinantinį polipeptidą;(b) enables the cell to be permeabilized to form a spheroplast that secretes the recombinant polypeptide; iii) nuskaidrinimą fermentuotos ląstelių kultūros, apimančios išskiriamą rekombinantinį baltymą, kur minėtas nuskaidrinimas apimaiii) purifying the fermented cell culture comprising the secreted recombinant protein, wherein said purification comprises a) nukleorūgščių inaktyvavimo pakopą prieš pirminio nuskaidrinimo pakopą, apimančią nukleorūgšties inaktyvavimo agento pridėjimą į ląstelių kultūrą, kur pasirinktinai nukleorūgšties inaktyvavimo agentas yra benzonazė; ir(a) a nucleic acid inactivation step prior to the pre-clarification step comprising adding a nucleic acid inactivating agent to the cell culture, wherein optionally the nucleic acid inactivating agent is benzonase; and b) pirminio nuskaidrinimo etapą, atliekamą panaudojant pirmąjį nuskaidrinimo filtrą, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai apie 0,4 μm arba didesnes sulaikymo ribas, kur nuskaidrinimo pakopa neapima centrifugavimo.(b) a primary clarification step using a first clarification filter having a pore size of at least about 0.4 μm or greater retention limits, where the clarification step does not include centrifugation. 2. Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad būdas papildomai apima antrinę nuskaidrinimo pakopą, panaudojant antrąjį filtrą, kurio porų dydis užtikrina mažiausiai apie 0,4 μm arba didesnes sulaikymo ribas.2. The method of claim 1, further comprising a secondary clarification step using a second filter having a pore size of at least about 0.4 μm or greater retention limits. 3. Būdas pagal 1 arba 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pirminiame nuskaidrinimo etape naudojamas pirmasis filtras, kurio porų dydis užtikrina sulaikymo ribas mažiausiai nuo apie 1,0 iki apie 3,0 μm.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the primary clarification step uses a first filter having a pore size that provides retention limits of at least about 1.0 to about 3.0 μm. 4. Būdas pagal 2 arba 3 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad antrojoje nuskaidrinimo pakopoje naudojamas antrasis filtras, kurio porų dydis užtikrina sulaikymo ribas mažiausiai apie 0,22 μm, mažiausiai nuo apie 1,0 iki apie 3,0 μm arba mažiausiai nuo apie 0,4 μm iki apie 0,8 μm.4. The method of claim 2 or 3, wherein the second clarification stage uses a second filter having a pore size that provides retention limits of at least about 0.22 μm, at least about 1.0 to about 3.0 μm, or at least about 0 .4 μm to about 0.8 μm. 5. Būdas pagal bet kurį iš 1-4 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pirminė nuskaidrinimo pakopa ir (arba) antrinė nuskaidrinimo pakopa yra mikrofiltravimas.5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that the primary clarification step and/or the secondary clarification step is microfiltration. 6. Būdas pagal 5 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad mikrofiltravimas yra giluminis filtravimas.6. A method according to claim 5, characterized in that the microfiltration is deep filtration. 7. Būdas pagal 5 arba 6 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad mikrofiltravimas yra pasirinktas iš normalaus srauto filtravimo (NFF) arba tangentinio srauto filtravimo (TFF).7. A method according to claim 5 or 6, characterized in that the microfiltration is selected from normal flow filtration (NFF) or tangential flow filtration (TFF). 8. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad nuskaidrintos ląstelių kultūros drumstumas yra mažesnis nei maždaug 20 NTU.8. A method according to any preceding claim, wherein the clarified cell culture has a turbidity of less than about 20 NTU. 9. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėta fermentacijos pakopa apima stabilizuojančio agento pridėjimą į ląstelių kultūrą.9. A method according to any of the preceding claims, characterized in that said fermentation step comprises the addition of a stabilizing agent to the cell culture. 10. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad būdas yra vykdomas uždaroje sistemoje taip, kad tarp bioreaktoriaus ir pirmojo bei antrojo nuskaidrinimo filtrų būtų palaikomas sterilus srautas.10. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the method is carried out in a closed system such that a sterile flow is maintained between the bioreactor and the first and second clarification filters. 11. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad papildomai apima pakopą, kurioje minėtai nuskaidrintai ląstelių kultūrai taikoma viena arba daugiau minėto rekombinantinio baltymo gryninimo pakopų.11. A method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of subjecting said clarified cell culture to one or more purification steps of said recombinant protein. 12. Baltymų gamybos būdas, apimantis:12. A protein production method comprising: i. rekombinantinės Escherichia coli ląstelės kultivavimą esant sąlygoms, kurios:i. culturing a recombinant Escherichia coli cell under conditions that: a) suteikia galimybę ekspresuoti baltymą; ir(a) enables expression of the protein; and b) suteikia galimybę ląstelę padaryti pralaidžią tam, kad susiformuotų sferoplastas, kuris išskiria baltymą; ir ii. baltymo išskyrimą iš kultūros be visiško rekombinantinės ląstelės lizavimo, kur ląstelė apima raiškos sistemą, apimančią:(b) allows the cell to become permeable to form a spheroplast that secretes the protein; and ii. isolating the protein from the culture without complete lysis of the recombinant cell, wherein the cell comprises an expression system comprising: a) nukleorūgštį, koduojančią baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, kur baltymas yra vitronektinas (VTN); ir(a) a nucleic acid encoding a protein operably linked to a first inducible promoter, wherein the protein is vitronectin (VTN); and b) nukleorūgštį, koduojančią T4 lizocimą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB sekrecinį signalinį peptidą, funkcionaliai susietą su antruoju indukuojamu promotoriumi.(b) a nucleic acid encoding T4 lysozyme in frame with a nucleic acid encoding a PelB secretory signal peptide operably linked to a second inducible promoter. 13. Būdas pagal bet kurį iš 1-12 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad būdas neapima: (i) mechaninio ląstelių ardymo; (ii) egzogeninio fermento, kuris ardo ląstelės sienelę, pridėjimo; ir (iii) ląstelės transformavimo raiškos vektoriais, turinčiais nukleorūgštį, koduojančią egzogeninį fermentą, kuris ardo citoplazminę membraną.13. A method according to any one of claims 1-12, characterized in that the method does not include: (i) mechanical cell disruption; (ii) addition of an exogenous enzyme that degrades the cell wall; and (iii) transforming the cell with expression vectors containing a nucleic acid encoding an exogenous enzyme that disrupts the cytoplasmic membrane. 14. Būdas pagal bet kurį iš 1-13 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad nukleorūgštis, koduojanti baltymą, funkcionaliai susietą su pirmuoju indukuojamu promotoriumi, yra pirmajame konstrukte, ir nukleorūgštis, koduojanti T4 lizocimą rėmelyje su nukleorūgštimi, koduojančia PelB. sekrecinį signalinį peptidą yra antrajame konstrukte.14. The method according to any one of claims 1-13, characterized in that the nucleic acid encoding the protein operably linked to the first inducible promoter is in the first construct and the nucleic acid encoding T4 lysozyme is in frame with the nucleic acid encoding PelB. the secretory signal peptide is present in the second construct. 15. Būdas pagal bet kurį iš 1-14 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pirmasis indukuojamas promotorius ir antrasis indukuojamas promotorius yra indukuojami nuosekliai.15. The method according to any one of claims 1-14, characterized in that the first inducible promoter and the second inducible promoter are sequentially induced. 16. Būdas pagal bet kurį iš 1-14 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pirmasis indukuojamas promotorius ir antrasis indukuojamas promotorius yra indukuojami vienu metu.16. The method according to any one of claims 1-14, characterized in that the first inducible promoter and the second inducible promoter are simultaneously induced. 17. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pirmasis indukuojamas promotorius yra IPTG indukuojamas promotorius, pasirinktinai kur IPTG indukuojamas promotorius yra PT7.17. The method of any preceding claim, wherein the first inducible promoter is an IPTG-inducible promoter, optionally wherein the IPTG-inducible promoter is PT7. 18. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad antrasis indukuojamas promotorius yra arabinozės indukuojamas promotorius, pasirinktinai kur arabinozės indukuojamas promotorius yra araB.18. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the second inducible promoter is an arabinose-inducible promoter, optionally wherein the arabinose-inducible promoter is araB. 19. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad T4 lizocimo fermentą koduoja genas E.19. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the T4 lysozyme enzyme is encoded by the gene E. 20. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad E. coli yra Escherichia coli B kamienas.20. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the E. coli is an Escherichia coli B strain. 21. Būdas pagal bet kurį iš ankstesnių punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad fermentavimas arba kultivavimas apima pirmosios temperatūros pakeitimą į antrąją temperatūrą, pasirinktinai kur antroji temperatūra yra intervale nuo 25 °C iki 36 °C, o pirmoji temperatūra yra intervale nuo 36,8 °C iki 37,2 °C.21. A method according to any of the preceding claims, further characterized in that the fermentation or culturing comprises changing the first temperature to a second temperature, optionally wherein the second temperature is in the range of 25°C to 36°C and the first temperature is in the range of 36.8° C to 37.2 °C. 22. Rekombinantinis baltymas, pagamintas būdu pagal bet kurį iš 1-21 punktų.22. A recombinant protein produced by the method according to any one of claims 1-21.
LT2023549A 2022-12-23 2023-12-19 Cell culture method LT7068B (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB2219698.4A GB202219698D0 (en) 2022-12-23 2022-12-23 Culture method
GBGB2312393.8A GB202312393D0 (en) 2023-08-14 2023-08-14 Closed expression system
GBGB2312374.8A GB202312374D0 (en) 2023-08-14 2023-08-14 Culture method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2023549A LT2023549A (en) 2024-06-25
LT7068B true LT7068B (en) 2024-07-25

Family

ID=91581204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2023549A LT7068B (en) 2022-12-23 2023-12-19 Cell culture method

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT7068B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
LT2023549A (en) 2024-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2318070T3 (en) PROCEDURE FOR THE RECOVERY PROVIDED FOR HETEROLOGICAL PROTEINS FROM BACTERIAL CELLS.
JP7586517B2 (en) Production of human basic fibroblast growth factor using Bacillus subtilis and endonucleases.
JP2019048807A (en) Novel method of protein purification
JP4750030B2 (en) Methods for preparing recombinant polypeptides
LT7068B (en) Cell culture method
JP2014506471A (en) Protein secretion
LT7069B (en) Cell culture method
LT7070B (en) Cell culture method
LT7071B (en) Cell culture method
LT7072B (en) Cell culture method
CN115867641A (en) Microbial culture medium
WO2024133316A1 (en) Closed system for expressing recombinant proteins using e. coli and methods for producing clarified cell cultures thereof
Dabora et al. Intracellular lytic enzyme systems and their use for disruption of Escherichia coli
Wang et al. Heterologous expression of bovine lactoferricin in Pichia methanolica
US20250326804A1 (en) Method for producing a periplasmic form of the protein crm197
CN113929787A (en) Strategy for regulating and controlling biofilm to improve shikimic acid production performance
CN110577958B (en) Nucleic acid, recombinant plasmid, transformant, acetylcholinesterase and preparation method thereof
CN107142273A (en) It is a kind of to realize the purifying of the step of foreign protein one and the method for immobilization by the use of magnetic induction albumen as purification tag, using and universal support
CN101166819A (en) Method for preparing high-yield Staphylococcus aureus strains
CN111424023B (en) Blue algae engineering bacteria for producing amidase lysozyme and application thereof
RU2795623C2 (en) Method for producing serratia marcescens recombinant endonuclease
AU2019249933B2 (en) Process for producing a membrane protein
CN116102628A (en) Active aggregation peptide and its application
CN107236718B (en) A low-temperature esterase derived from metagenomic, encoding gene and application thereof
EP4599068A1 (en) Expression vector for production of recombinant proteins in prokaryotic host cells

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20240625

FG9A Patent granted

Effective date: 20240725