RU2822202C1 - Method of producing recombinant hyaluronidase - Google Patents

Method of producing recombinant hyaluronidase Download PDF

Info

Publication number
RU2822202C1
RU2822202C1 RU2022125351A RU2022125351A RU2822202C1 RU 2822202 C1 RU2822202 C1 RU 2822202C1 RU 2022125351 A RU2022125351 A RU 2022125351A RU 2022125351 A RU2022125351 A RU 2022125351A RU 2822202 C1 RU2822202 C1 RU 2822202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
culture
hyaluronidase
variant
level
medium
Prior art date
Application number
RU2022125351A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сун-Че ПАК
Кёван Ким
Санг Хун ЮН
Чон Сун ЧО
Кипум ПАК
Минсо Бён
Хён-Нам СОН
Чи-Сон КИМ
Ки Сок Нам
Original Assignee
Алтеоген, Инк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алтеоген, Инк filed Critical Алтеоген, Инк
Application granted granted Critical
Publication of RU2822202C1 publication Critical patent/RU2822202C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: disclosed is a method of producing recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof. Method makes it possible to change the levels of N-glycans under cultivation conditions, including controlled concentration of glucose in the culture medium and low temperature of cultivation during a certain period of cultivation.
EFFECT: invention provides obtaining recombinant hyaluronidase PH20 or its variant with increased specific activity and productivity.
13 cl, 20 dwg, 4 tbl, 11 ex

Description

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к способу получения вариантов гиалуронидазы PH20, которые включают одну или несколько замен аминокислотных остатков и при необходимости включают делеции некоторых N-концевых и/или С-концевых аминокислотных остатков в гиалуронидазе, в частности, РН20 дикого типа или зрелой PH20 дикого типа, или в аминокислотных последовательностях РН20 дикого типа или зрелой РН20 дикого типа.The present invention relates to a method for producing variants of hyaluronidase PH20, which include one or more substitutions of amino acid residues and optionally include deletions of some N-terminal and/or C-terminal amino acid residues in hyaluronidase, in particular wild-type PH20 or mature wild-type PH20, or in the amino acid sequences of wild-type PH20 or mature wild-type PH20.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Prior Art

Гиалуронидазы представляют собой ферменты, расщепляющие гиалуроновую кислоту, присутствующую во внеклеточном матриксе. Гиалуронидазы гидролизуют гиалуроновую кислоту, тем самым снижая вязкость гиалуроновой кислоты во внеклеточном матриксе и увеличивая проникновение в ткани (кожу) (Bookbinder et al., 2006). Гиалуронидазы использовались для улучшения абсорбции жидкостей организма путем подкожной инъекции [Muchmore et al., 2012] или внутримышечной инъекции [Krantz et al., 2016], а также для улучшения диффузии местных анестетиков [Clement et al. et al., 2003]. Препараты, проникновение которых при подкожном введении улучшают таким способом, включают морфин [Thomas et al., 2009], цефтриаксон [Harb et al., 2010], инсулин [Muchmore et al., 2012] и иммуноглобулин [Wasserman et al., 2014]. Гиалуронидазы также используют для улучшения диспергирования жидкостей или лекарств, проникающих в ткани при внутривенной инъекции или диффузии гематомы. Среди гиалуронидаз рекомбинантный человеческий белок PH20, обладающий активностью при нейтральном значении pH, был разработан Halozyme Therapeutics Inc. и продается под торговым названием «Hylenex» (Bookbinder et al., 2006).Hyaluronidases are enzymes that break down hyaluronic acid present in the extracellular matrix. Hyaluronidases hydrolyze hyaluronic acid, thereby reducing the viscosity of hyaluronic acid in the extracellular matrix and increasing tissue (skin) penetration (Bookbinder et al., 2006). Hyaluronidases have been used to improve the absorption of body fluids by subcutaneous injection [Muchmore et al., 2012] or intramuscular injection [Krantz et al., 2016], as well as to improve the diffusion of local anesthetics [Clement et al. et al., 2003]. Drugs that improve subcutaneous penetration in this manner include morphine [Thomas et al., 2009], ceftriaxone [Harb et al., 2010], insulin [Muchmore et al., 2012], and immunoglobulin [Wasserman et al., 2014 ]. Hyaluronidases are also used to improve the dispersion of fluids or drugs that penetrate tissue during intravenous injection or hematoma diffusion. Among the hyaluronidases, recombinant human PH20 protein, which is active at neutral pH, was developed by Halozyme Therapeutics Inc. and is sold under the trade name “Hylenex” (Bookbinder et al., 2006).

Сообщалось, что рекомбинантные белки PH20 человека экспрессируются в дрожжах (P. pastoris), клетках насекомых DS-2 и клетках животных. Рекомбинантные белки РН20, продуцируемые в клетках насекомых и дрожжей, отличаются от РН20 человека характером N-гликозилирования при посттрансляционной модификации, что влияет на их активность и влечет за собой риск возникновения побочных эффектов в организме.Recombinant human PH20 proteins have been reported to be expressed in yeast (P. pastoris), insect DS-2 cells, and animal cells. Recombinant PH20 proteins produced in insect and yeast cells differ from human PH20 in the nature of N-glycosylation during post-translational modification, which affects their activity and entails the risk of side effects in the body.

Для разработки биофармацевтических препаратов важными факторами, обеспечивающими гибкость производства, являются однородность продукта и длительный срок хранения. Во время производства возникают различные типы микрогетерогенности из-за различий в размере и заряде, появляющихся в результате ферментативной или спонтанной деградации и модификаций. Каждая из химических и ферментативных модификаций, таких как дезамидирование и сиалилирование, увеличивает суммарный отрицательный заряд и снижает значение pI в антителе, тем самым образуя кислые варианты [Harris RJ et al., 2004]. Кроме того, отщепление С-концевого лизина приводит к потере суммарных положительных зарядов и образованию кислых вариантов. Образование основных вариантов может происходить в результате амидирования С-концевого лизина или глицина, образования сукцинимида, окисления аминокислот или удаления сиаловой кислоты, что устраняет дополнительные положительные или отрицательные заряды; оба типа модификации увеличивают значение pI [Harris RJ et al., 2004].For biopharmaceutical development, product uniformity and long shelf life are important factors for manufacturing flexibility. During production, various types of microheterogeneity arise due to differences in size and charge resulting from enzymatic or spontaneous degradation and modifications. Each of the chemical and enzymatic modifications, such as deamidation and sialylation, increases the net negative charge and decreases the pI value of the antibody, thereby generating acidic variants [Harris RJ et al., 2004]. In addition, cleavage of the C-terminal lysine leads to the loss of net positive charges and the formation of acidic variants. Formation of major variants can result from amidation of a C-terminal lysine or glycine, formation of succinimide, oxidation of amino acids, or removal of sialic acid, which eliminates additional positive or negative charges; both types of modification increase the pI value [Harris RJ et al., 2004].

Гликозилирование представляет собой посттрансляционный процесс у белков в клетках (эукариот) и происходит в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи. Гликозилирование подразделяется на N-гликозилирование и O-гликозилирование, которые различаются в зависимости от присоединенной функциональной группы. Процесс присоединения сахаров, таких как лактоза или фукоза, к белкам, вырабатываемым в клетках, в широком смысле называется «гликозилированием». Когда гликан соединяется с белком посредством гликозилирования, белок подвергается процессу «фолдинга» с образованием трехмерной структуры. Это придает белку стабильность, так что он может сохраняться в течение длительного времени без высвобождения (развертывания). Этот гликан участвует в важном процессе, который обеспечивает связь и обмен информацией между клетками.Glycosylation is a post-translational process in proteins in cells (eukaryotes) and occurs in the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus. Glycosylation is divided into N-glycosylation and O-glycosylation, which differ depending on the functional group attached. The process of adding sugars such as lactose or fucose to proteins produced in cells is broadly called “glycosylation.” When a glycan binds to a protein through glycosylation, the protein undergoes a process of “folding” to form a three-dimensional structure. This gives the protein stability so that it can persist for a long time without being released (unfolded). This glycan is involved in an important process that allows communication and information exchange between cells.

Существует два типа реакций присоединения гликанов к белкам: N-связанное или O-связанное гликозилирование. Эти два процесса гликозилирования различаются по механизму синтеза и присоединения гликанов, и среди них лучше известны механизм и роль N-гликозилирования. Гликаны, добавленные посредством N-гликозилирования, называются «N-гликанами» и образуются в эндоплазматическом ретикулуме. Ряд ферментов ALG (аспарагин-связанного гликозилирования) на долихол-пирофосфате (PP-Dol), присутствующем в мембране эндоплазматического ретикулума, добавляются к N-ацетилглюкозамину (GlcNAc), маннозе (Man), глюкозе (Glc) и т.д. для окончательного синтеза Glc3Man9GlcNAc2-PP-Dol, представляющего собой сложный гликан в форме олигосахарида, связанного с липидом (LLO). Синтезированный LLO переносится на последовательность N-гликозилирования пептида, включающую N-x-S/T, которая напрямую транслируется с рибосомы в эндоплазматический ретикулум посредством механизма ко-трансляционной транслокации с помощью олигосахаридтрансферазы, состоящей из 8 или более субъединиц. N-гликаны, присоединенные к белкам, удаляются один за другим с конца гликана глюкозидазой (α-глюкозидазой I, Gls1p; α-глюкозидазой II, Glsp II), присутствующей в эндоплазматическом ретикулуме. Поскольку вторая и третья глюкоза удаляются медленнее, фолдинг завершается с помощь лектиновых шаперонов, кальнексина и кальретикулина. Когда вся глюкоза отщеплена, фолдинг белка считается завершенным, и присоединенные к белку гликаны Man8GlcNAc2 переносятся в аппарат Гольджи. В связи с этим существует процесс контроля качества, когда еще раз проверяется фолдинг гликопротеинов перед их переносом из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи. Если надлежащий фолдинг не достигнут, процесс повторяется, давая возможность завершить фолдинг за счет поступления одной молекулы глюкозы в цикл кальнексина/кальретикулина.There are two types of reactions for the addition of glycans to proteins: N-linked or O-linked glycosylation. These two glycosylation processes differ in the mechanism of glycan synthesis and attachment, and among them, the mechanism and role of N-glycosylation are better known. Glycans added through N-glycosylation are called "N-glycans" and are produced in the endoplasmic reticulum. A series of ALG (asparagine-linked glycosylation) enzymes on dolichol pyrophosphate (PP-Dol) present in the endoplasmic reticulum membrane are added to N-acetylglucosamine (GlcNAc), mannose (Man), glucose (Glc), etc. for the final synthesis of Glc3Man9GlcNAc2-PP-Dol, which is a complex glycan in the form of a lipid-linked oligosaccharide (LLO). The synthesized LLO is transferred to a peptide N-glycosylation sequence comprising N-x-S/T, which is directly translated from the ribosome into the endoplasmic reticulum through a co-translational translocation mechanism by an oligosaccharide transferase consisting of 8 or more subunits. N-glycans attached to proteins are removed one by one from the glycan end by glucosidase (α-glucosidase I, Gls1p; α-glucosidase II, Glsp II) present in the endoplasmic reticulum. Because the second and third glucose are removed more slowly, folding is completed by the lectin chaperones calnexin and calreticulin. When all glucose is cleaved off, protein folding is considered complete, and the Man8GlcNAc2 glycans attached to the protein are transferred to the Golgi apparatus. Because of this, there is a quality control process where the folding of glycoproteins is checked again before they are transferred from the endoplasmic reticulum to the Golgi apparatus. If proper folding is not achieved, the process is repeated, allowing folding to be completed by the entry of one glucose molecule into the calnexin/calreticulin cycle.

Описанный выше начальный процесс биосинтеза N-гликанов в эндоплазматическом ретикулуме сохраняется почти одинаковым у широкого круга организмов от дрожжей, простых эукариотических микроорганизмов, до животных, т.е. высших организмов. Однако гликаны, перенесенные в аппарат Гольджи, претерпевают различные гликановые модификации, специфичные для каждого вида, что приводит к образованию совершенно разных типов гликанов у дрожжей, насекомых, растений и животных. Однако эти различные гликаны также имеют общий центральный участок, а именно структуру, в которой три маннозы и два GlcNAc связаны с азотом аспарагина, называемую «триманнозильным ядром». Форма, в которой манноза в основном связана с триманнозильным ядром, называется «типом с высоким содержанием маннозы» и часто встречается у дрожжей и плесени. Структура, для которой в аппарате Гольджи последовательно добавляются десятки манноз, также обнаружена у широко известных дрожжей Saccharomyces cerevisiae. С другой стороны, в клетках насекомых обнаружены гликопротеины, имеющие гликаны дефицитного по маннозе типа (олигоманнозного типа). Сначала они обрезаются с образованием Man5GlcNAc2 с помощью маннозидазы IA, IB и IC в аппарате Гольджи, N-ацетилглюкозаминилтрансфераза (GNT) I добавляет один GlcNAc к Man5GlcNAc2, а затем маннозидаза II производит гибридную структуру, в которой один GlcNAc добавлен к триманнозильному ядру. Затем добавленный GlcNAc снова отщепляется, образуя структуру гликана маннозо-дефицитного типа. В клетках животных α(1,6)-фукоза часто добавляется к первому GlcNAc, связанному с аспарагиновым остатком. У животных GNT II действует на структуру, в которой один GlcNAc добавлен к триманнозильному ядру, и добавляет к ним другой GlcNAc, образуя гликан, имеющий двухантенную структуру. Затем GNT IV и V могут обеспечивать формирование четырехантенных структур, а в некоторых случаях GNT VI, IX или VB могут формировать шестиантенные структуры. После добавления GlcNAc для формирования антенного каркаса β-галактозилтрансфераза и α-сиалилтрансфераза, присутствующие в теле Гольджи, формируют сложную гликановую структуру, в которой галактоза и сиаловая кислота добавлены к GlcNAc.The initial process of N-glycan biosynthesis in the endoplasmic reticulum described above remains almost the same in a wide range of organisms from yeast, simple eukaryotic microorganisms, to animals, i.e. higher organisms. However, glycans transferred to the Golgi apparatus undergo various species-specific glycan modifications, resulting in the formation of very different types of glycans in yeast, insects, plants, and animals. However, these different glycans also share a central region, a structure in which three mannoses and two GlcNAcs are linked to an asparagine nitrogen, called the “trimannosyl core.” The form in which the mannose is primarily associated with the trimannosyl core is called the "high-mannose type" and is often found in yeasts and molds. The structure, for which dozens of mannoses are sequentially added in the Golgi apparatus, is also found in the well-known yeast Saccharomyces cerevisiae. On the other hand, glycoproteins containing glycans of the mannose-deficient type (oligomannose type) have been found in insect cells. They are first trimmed to form Man5GlcNAc2 by mannosidase IA, IB and IC in the Golgi apparatus, N-acetylglucosaminyltransferase (GNT) I adds one GlcNAc to Man5GlcNAc2, and then mannosidase II produces a hybrid structure in which one GlcNAc is added to the trimannosyl core. The added GlcNAc is then cleaved off again, forming a mannose-deficient glycan structure. In animal cells, α(1,6)-fucose is often added to the first GlcNAc bound to an aspartic residue. In animals, GNT II acts on a structure in which one GlcNAc is added to the trimannosyl core and adds another GlcNAc to them, forming a glycan that has a biantennary structure. GNTs IV and V can then form four antenna structures, and in some cases GNT VI, IX or VB can form six antenna structures. After adding GlcNAc to form the antenna scaffold, β-galactosyltransferase and α-sialyltransferase present in the Golgi body form a complex glycan structure in which galactose and sialic acid are added to GlcNAc.

N-гликозилирование может сильно влиять на фолдинг или активность белков, и существует очень высокая вероятность того, что наличие гликозилирования, а также структура или форма гликанов могут варьировать в зависимости от типа клетки-хозяина, метода рекомбинантной манипуляции и условий культивирования (Schilling et al., 2002) при получении белков или их природных вариантов с использованием методов генной инженерии в промышленности. То есть количественные различия в структуре гликана или сахарных компонентах, составляющих гликан, возникают в зависимости от различий в условиях получения в процессе продукции белка. Условия культивирования, влияющие на N-гликозилирование, включают концентрацию глюкозы или глутамина в культуральной среде (Tachibana et al. 1994), концентрацию растворенного кислорода (DO) (Restelli et al. 2006), рН культуральной среды (Borys et al., 1993), концентрацию аммиака в культуральной среде (Borys et al., 1994;), температуру культуры (Clark et al., 2004) и т.п.N-glycosylation can greatly influence protein folding or activity, and there is a very high likelihood that the presence of glycosylation and the structure or shape of glycans may vary depending on the host cell type, recombinant manipulation method, and culture conditions (Schilling et al. , 2002) when obtaining proteins or their natural variants using genetic engineering methods in industry. That is, quantitative differences in glycan structure or the sugar components that make up the glycan arise due to differences in production conditions during the protein production process. Culture conditions affecting N-glycosylation include glucose or glutamine concentration in the culture medium (Tachibana et al. 1994), dissolved oxygen (DO) concentration (Restelli et al. 2006), pH of the culture medium (Borys et al. 1993) , ammonia concentration in the culture medium (Borys et al., 1994;), culture temperature (Clark et al., 2004), etc.

В общем, фермент специфически связывается с субстратом с образованием комплекса фермент-субстрат, который действует как катализатор, снижая энергию активации реакции и ускоряя реакцию фермента. Фермент может различать субстрат и молекулы, конкурирующие с субстратом, и способен специфически связываться с субстратом за счет распределения комплементарных зарядов в положении, в котором фермент связывается с субстратом, комплементарной структуры и распределения гидрофильности и гидрофобности. Модель «замок-ключ», в которой фермент и субстрат комплементарны друг другу и имеют геометрическую форму, была предложена для выяснения положения связывания фермента, но не дает удовлетворительного объяснения переходного состояния фермент-субстратного комплекса. Согласно модели индуцированного соответствия, предложенной для преодоления этой проблемы, поскольку фермент и субстрат продолжают взаимодействовать друг с другом в комплексе фермент-субстрат, они изменяют его структуру на основе гибкой структуры ферментного белка. В этом процессе реакции может дополнительно способствовать распределение окружающих электрических зарядов по аминокислотным остаткам или N-гликанам, составляющим активные центры, или распределение гидрофильности/гидрофобности. In general, an enzyme specifically binds to a substrate to form an enzyme-substrate complex, which acts as a catalyst, lowering the activation energy of the reaction and accelerating the enzyme reaction. The enzyme can distinguish between a substrate and molecules that compete with the substrate, and is able to specifically bind to the substrate due to the distribution of complementary charges at the position at which the enzyme binds to the substrate, complementary structure, and the distribution of hydrophilicity and hydrophobicity. The lock-and-key model, in which the enzyme and substrate are complementary to each other and have a geometric shape, has been proposed to elucidate the binding position of the enzyme, but does not provide a satisfactory explanation for the transition state of the enzyme-substrate complex. According to the induced fit model proposed to overcome this problem, as the enzyme and substrate continue to interact with each other in the enzyme-substrate complex, they change its structure based on the flexible structure of the enzyme protein. This reaction process may be further aided by the distribution of surrounding electrical charges across the amino acid residues or N-glycans constituting the active sites, or by the distribution of hydrophilicity/hydrophobicity.

Кроме того, взаимодействие зарядов необходимо для реакции гиалуронидазы, которая представляет собой фермент, гидролизующий гиалуроновую кислоту в качестве субстрата. Arming et al. показали, что аргининовый остаток, имеющий положительные заряды в гиалуронидазе PH20, необходим для ферментативной активности для связывания с гиалуроновой кислотой, которая является субстратом, имеющим большое количество распределенных в ней отрицательных зарядов (Arming et al. 1997). Следовательно, можно сделать вывод, что распределение заряда N-гликана также влияет на такую ферментативную активность. Важно доказать, что при связывании с гиалуронидазой гиалуроновой кислоты, которая является субстратом, имеющим большое количество отрицательных зарядов, уровень отрицательно заряженных сахаров, покрывающих сиаловую кислоту в N-гликанах, то есть уровень сиалилирования, влияет на образование фермент-субстратного комплекса или ход ферментативной реакции. Для ограничения уровня сиалилирования следует ограничить перенос сиаловой кислоты на галактозный остаток, провести десиалилирование или ограничить уровень галактозилирования.In addition, charge interaction is necessary for the reaction of hyaluronidase, which is an enzyme that hydrolyzes hyaluronic acid as a substrate. Arming et al. showed that the arginine residue, which has positive charges in hyaluronidase PH20, is required for enzymatic activity to bind to hyaluronic acid, which is a substrate with a large number of negative charges distributed within it (Arming et al. 1997). Therefore, it can be concluded that the charge distribution of N-glycan also influences such enzymatic activity. It is important to prove that when hyaluronic acid binds to hyaluronidase, which is a substrate with a large number of negative charges, the level of negatively charged sugars covering sialic acid in N-glycans, that is, the level of sialylation, affects the formation of the enzyme-substrate complex or the course of the enzymatic reaction . To limit the level of sialylation, one should limit the transfer of sialic acid to the galactose residue, perform desialylation, or limit the level of galactosylation.

Таким образом, на продуктивность и активность рекомбинантной гиалуронидазы PH20 и ее вариантов влияет изменение уровня N-гликанов, поэтому исследования по разработке способа получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта, обладающих высокой активностью и продуктивностью, и применимых в промышленности, путем контроля и поддержания уровня N-гликанов, необходимы для эффективного массового производства в данной области техники.Thus, the productivity and activity of recombinant hyaluronidase PH20 and its variants is affected by changes in the level of N-glycans, therefore, research to develop a method for producing hyaluronidase PH20 or its variant, which has high activity and productivity, and is applicable in industry, by controlling and maintaining the level of N- glycans are essential for efficient mass production in the art.

Изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Таким образом, настоящее изобретение было сделано с учетом вышеуказанных проблем, и одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа культивирования клеток-хозяев, которые продуцируют рекомбинантную гиалуронидазу PH20 или ее вариант, и гиалуронидазы PH20 или ее варианта, полученных этим способом, в частности, способа получения гиалуронидазы РН20 или ее варианта, обладающего улучшенной ферментативной активностью и продуктивностью.Thus, the present invention has been made in view of the above problems, and one of the objects of the present invention is to provide a method for culturing host cells that produce recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof, and hyaluronidase PH20 or a variant thereof obtained by this method, in particular a method obtaining hyaluronidase PH20 or its variant having improved enzymatic activity and productivity.

Цели настоящего изобретения не ограничиваются описанными выше. Другие цели, не описанные в настоящей заявке, будут понятны специалистам в данной области техники из следующего описания.The objects of the present invention are not limited to those described above. Other purposes not described in this application will be apparent to those skilled in the art from the following description.

В настоящем изобретении, когда клетки-хозяева для продукции рекомбинантной гиалуронидазы PH20 или ее варианта культивируют в определенных условиях культивирования, характеристики N-гликозилирования полученной рекомбинантной гиалуронидазы PH20 или ее варианта и, кроме того, ферментативная активность полученной гиалуронидазы PH20 или ее варианта значительно улучшаются.In the present invention, when host cells for producing recombinant PH20 hyaluronidase or a variant thereof are cultured under certain culture conditions, the N-glycosylation characteristics of the obtained recombinant PH20 hyaluronidase or a variant thereof and, furthermore, the enzymatic activity of the obtained PH20 hyaluronidase or a variant thereof are significantly improved.

В частности, было обнаружено, что можно эффективно повышать активность продуцируемой гиалуронидазы PH20 или ее варианта путем контроля уровней сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования, в частности, уровня сиалилирования в N-гликанах, и что ферментативное активность и продуктивность гиалуронидазы РН20 или ее варианта по настоящему изобретению могут быть заметно улучшены путем проведения культивирования в течение определенного периода времени после изменения температуры культивирования.In particular, it has been found that it is possible to effectively increase the activity of the produced hyaluronidase PH20 or variant thereof by controlling the levels of sialylation, galactosylation and/or mannosylation, in particular the level of sialylation in N-glycans, and that the enzymatic activity and productivity of hyaluronidase PH20 or variant thereof the present invention can be noticeably improved by carrying out cultivation for a certain period of time after changing the cultivation temperature.

В частности, способ получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению включает:In particular, the method for producing hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention includes:

(1) культивирование клеток-хозяев, экспрессирующих рекомбинантную гиалуронидазу PH20 или ее вариант, при температуре культивирования от 35°C до 38°C до интегрального количества жизнеспособных клеток 20×106-120×106 клеток в день/мл; и(1) culturing host cells expressing recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof at a culture temperature of 35°C to 38°C to an integral number of viable cells of 20×10 6 -120×10 6 cells per day/ml; And

(2) снижение температуры культивирования до 28°C-34°C и последующее культивирование клеток-хозяев в течение от 2 до 18 дней при поддержании температуры культивирования в соответствии по меньшей мере с одним способом, выбранным из группы, состоящей из:(2) reducing the culture temperature to 28°C to 34°C and then culturing the host cells for 2 to 18 days while maintaining the culture temperature in accordance with at least one method selected from the group consisting of:

(а) культивирования клеток-хозяев при поддержании концентрации остаточной глюкозы в среде от 0,001 г/л до 4,5 г/л в течение периода культивирования; и(a) culturing host cells while maintaining a residual glucose concentration in the medium from 0.001 g/L to 4.5 g/L during the culture period; And

(b) культивирование клеток-хозяев при поддержании рН культуральной среды от 6,8 до 7,2.(b) culturing the host cells while maintaining the pH of the culture medium between 6.8 and 7.2.

PH20 или её вариант, произведенный способом получения в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется тем, что уровень сиалилирования N-гликана полученной PH20 или ее варианта составляет от 1 до 38%, при этом ферментативная активность заметно повышается, но не ограничивается этим, и значение является экспериментальным значением, имеющим диапазон ошибки 10%. Причина этого заключается в том, что отклонения возникают в зависимости от таких условий, как оборудование, используемое для культивирования, и навыки работы аналитика при установке условий культивирования, поэтому числовые значения, установленные в настоящем изобретении, следует интерпретировать в более широком смысле с учетом отклонений. а не в узком смысле. Клетки-хозяева можно культивировать одним или несколькими способами, выбранными из группы, состоящей из периодического культивирования, повторного периодического культивирования, периодического культивирования с подпиткой, повторного периодического культивирования с подпиткой, непрерывного культивирования и перфузионного культивирования.PH20 or a variant thereof produced by the production method according to the present invention is characterized in that the level of N-glycan sialylation of the resulting PH20 or variant thereof is from 1 to 38%, the enzymatic activity is markedly increased, but is not limited to this, and the value is experimental value having an error range of 10%. The reason for this is that variations occur depending on conditions such as the equipment used for culturing and the skill of the analyst in setting the culturing conditions, so the numerical values stated in the present invention should be interpreted in a broader sense taking into account the variations. and not in the narrow sense. Host cells can be cultured by one or more methods selected from the group consisting of batch culture, repeated batch culture, fed-batch culture, repeated fed-batch culture, continuous culture, and perfusion culture.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Вышеупомянутые и другие цели, признаки и другие преимущества настоящего изобретения станут более понятными из следующего подробного описания, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:The above and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 иллюстрирует результат анализа ферментативной активности, результаты изоэлектрофокусирования и определения содержания N-гликанов в отношении гиалуронидазы человека PH20 дикого типа и ее вариантов, где:fig. 1 illustrates the result of the analysis of enzymatic activity, the results of isoelectric focusing and determination of the N-glycan content in relation to wild-type human hyaluronidase PH20 and its variants, where:

фиг. 1A иллюстрирует ферментативную активность гиалуронидазы человека PH20 дикого типа и ее вариантов;fig. 1A illustrates the enzymatic activity of wild-type human hyaluronidase PH20 and variants thereof;

фиг. 1В иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования каждого образца; иfig. 1B illustrates the result of isoelectric focusing of each sample; And

фиг. 1C иллюстрирует содержание N-гликанов;fig. 1C illustrates N-glycan content;

фиг. 2 иллюстрирует результат сравнительного анализа ферментативной активности и профиля изоэлектрофокусирования между очищенными фракциями варианта гиалуронидазы PH20, обработанными PNGase F (пептид-N-гликозидазой F), сиалидазой A и сиалидазой A + галактозидазой, где:fig. 2 illustrates the result of a comparative analysis of enzymatic activity and isoelectric focusing profile between purified fractions of the PH20 hyaluronidase variant treated with PNGase F (peptide-N-glycosidase F), sialidase A and sialidase A + galactosidase, where:

фиг. 2А иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования каждого образца;fig. 2A illustrates the result of isoelectric focusing of each sample;

фиг. 2B иллюстрирует ферментативную активность; иfig. 2B illustrates enzymatic activity; And

фиг. 2C иллюстрирует содержание N-гликанов;fig. 2C illustrates N-glycan content;

фиг. 3 иллюстрирует результат анализа изменений роста клеток, жизнеспособности клеток, pH и концентрации лактата в зависимости от условий культивирования при добавлении N-ацетил-D-маннозамина или галактозы по отношению к клеткам, продуцирующим варианты гиалуронидазы PH20, где:fig. 3 illustrates the result of an analysis of changes in cell growth, cell viability, pH and lactate concentration depending on culture conditions when adding N-acetyl-D-mannosamine or galactose in relation to cells producing PH20 hyaluronidase variants, where:

фиг. 3А иллюстрирует изменение роста клеток;fig. 3A illustrates the change in cell growth;

фиг. 3B иллюстрирует изменение жизнеспособности клеток;fig. 3B illustrates the change in cell viability;

фиг. 3C иллюстрирует изменение рН; аfig. 3C illustrates the change in pH; A

фиг. 3D иллюстрирует изменение концентрации лактата;fig. 3D illustrates the change in lactate concentration;

фиг. 4 представляет собой график, показывающий активность собранной клеточной культуральной жидкости для получения вариантов гиалуронидазы РН20 в зависимости от условий культивирования при добавлении N-ацетил-D-маннозамина или галактозы;fig. 4 is a graph showing the activity of harvested cell culture fluid to produce hyaluronidase PH20 variants as a function of culture conditions upon addition of N-acetyl-D-mannosamine or galactose;

фиг. 5 иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования собранной клеточной культуральной жидкости для получения вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от условий культивирования при добавлении N-ацетил-D-маннозамина или галактозы;fig. 5 illustrates the result of isoelectric focusing of the collected cell culture liquid to obtain variants of hyaluronidase PH20 depending on the culture conditions with the addition of N-acetyl-D-mannosamine or galactose;

фиг. 6 иллюстрирует результат анализа структуры N-гликанов собранной клеточной культуральной жидкости для получения вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от условий культивирования при добавлении N-ацетил-D-маннозамина или галактозы;fig. 6 illustrates the result of analysis of the structure of N-glycans of the collected cell culture liquid to obtain variants of hyaluronidase PH20 depending on the culture conditions with the addition of N-acetyl-D-mannosamine or galactose;

фиг. 7 иллюстрирует изменения роста клеток, жизнеспособности клеток и концентрации аммиака клеток для продукции вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от количества дней культивирования, где:fig. 7 illustrates changes in cell growth, cell viability and cell ammonia concentration for the production of PH20 hyaluronidase variants depending on the number of days of culture, where:

фиг. 7А показывает изменение роста клеток;fig. 7A shows the change in cell growth;

фиг. 7B показывает изменение жизнеспособности клеток;fig. 7B shows the change in cell viability;

фиг. 7C показывает изменение интегральной плотности жизнеспособных клеток; иfig. 7C shows the change in the integrated density of viable cells; And

фиг. 7D иллюстрирует изменение концентрации аммиака;fig. 7D illustrates the change in ammonia concentration;

фиг. 8 представляет собой график, показывающий удельную активность собранной жидкости от культивирования клеток для получения вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от дня культивирования клеток;fig. 8 is a graph showing the specific activity of the collected fluid from cell culture to produce hyaluronidase PH20 variants as a function of cell culture day;

фиг. 9 иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования собранной клеточной культуральной жидкости для получения вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от дня культивирования клеток;fig. 9 illustrates the result of isoelectric focusing of the collected cell culture liquid to obtain variants of hyaluronidase PH20 depending on the day of cell culture;

фиг. 10 иллюстрирует результаты анализа структуры и активности N-гликанов собранной клеточной культуральной жидкости для получения вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от дня культивирования клеток;fig. 10 illustrates the results of analysis of the structure and activity of N-glycans of the collected cell culture fluid to obtain variants of hyaluronidase PH20 depending on the day of cell culture;

фиг. 11 иллюстрирует изменение роста клеток в зависимости от условий концентрации глюкозы, жизнеспособности клеток, рН, осмоляльности, концентрации глюкозы и концентрации лактата по отношению к клеткам, продуцирующим варианты гиалуронидазы PH20, где:fig. 11 illustrates changes in cell growth as a function of glucose concentration, cell viability, pH, osmolality, glucose concentration, and lactate concentration conditions relative to cells producing PH20 hyaluronidase variants, where:

фиг. 11А иллюстрирует изменение роста клеток;fig. 11A illustrates the change in cell growth;

фиг. 11В иллюстрирует изменение жизнеспособности клеток;fig. 11B illustrates the change in cell viability;

фиг. 11C иллюстрирует изменение pH;fig. 11C illustrates the change in pH;

фиг. 11D иллюстрирует изменение осмоляльности;fig. 11D illustrates the change in osmolality;

фиг. 11E иллюстрирует изменение концентрации глюкозы; аfig. 11E illustrates the change in glucose concentration; A

фиг. 11F иллюстрирует изменение концентрации лактата;fig. 11F illustrates the change in lactate concentration;

фиг. 12 представляет собой график, показывающий удельную активность собранной жидкости от клеточной культуры, продуцирующей варианты гиалуронидазы РН20, в зависимости от концентрации глюкозы;fig. 12 is a graph showing the specific activity of collected fluid from a cell culture producing hyaluronidase variants PH20 as a function of glucose concentration;

фиг. 13 иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования собранной жидкости от клеточной культуры, продуцирующей варианты гиалуронидазы PH20, в зависимости от концентрации глюкозы;fig. 13 illustrates the result of isoelectric focusing of the collected liquid from a cell culture producing PH20 hyaluronidase variants, depending on the glucose concentration;

фиг. 14 иллюстрирует результат анализа структуры N-гликанов собранной жидкости от клеточной культуры для продукции вариантов гиалуронидазы PH20 в зависимости от концентрации глюкозы;fig. 14 illustrates the result of analysis of the N-glycan structure of the collected cell culture fluid for the production of hyaluronidase PH20 variants depending on the glucose concentration;

фиг. 15 иллюстрирует результаты анализа изменений роста клеток, жизнеспособности клеток, pH и интегральной плотности жизнеспособных клеток в зависимости от уровней pH по отношению к клеткам, продуцирующим варианты гиалуронидазы PH20, где:fig. 15 illustrates the results of an analysis of changes in cell growth, cell viability, pH and integral density of viable cells depending on pH levels in relation to cells producing PH20 hyaluronidase variants, where:

фиг. 15А иллюстрирует изменение роста клеток;fig. 15A illustrates the change in cell growth;

фиг. 15В иллюстрирует изменение жизнеспособности клеток;fig. 15B illustrates the change in cell viability;

фиг. 15C иллюстрирует изменение рН; аfig. 15C illustrates the change in pH; A

фиг. 15D иллюстрирует изменение интегральной плотности жизнеспособных клеток;fig. 15D illustrates the change in the integrated density of viable cells;

фиг. 16 представляет собой график, показывающий удельную активность собранной культуральной жидкости для клеток, продуцирующих варианты гиалуронидазы PH20, в зависимости от уровней pH;fig. 16 is a graph showing the specific activity of the collected culture fluid for cells producing PH20 hyaluronidase variants as a function of pH levels;

фиг. 17 иллюстрирует результат изоэлектрофокусирования собранной культуральной жидкости для клеток, продуцирующих варианты гиалуронидазы PH20, в зависимости от уровня pH;fig. 17 illustrates the result of isoelectric focusing of the collected culture fluid for cells producing PH20 hyaluronidase variants, depending on the pH level;

фиг. 18 представляет собой хроматограмму очистки, полученную посредством первичной хроматографии на анионообменной смоле во время очистки варианта PH20 гиалуронидазы;fig. 18 is a purification chromatogram obtained by primary anion exchange resin chromatography during purification of the PH20 variant of hyaluronidase;

фиг. 19 представляет собой хроматограмму очистки, полученную с помощью вторичной анионообменной хроматографии во время очистки варианта гиалуронидазы PH20; иfig. 19 is a purification chromatogram obtained by secondary anion exchange chromatography during purification of the PH20 hyaluronidase variant; And

фиг. 20 представляет собой хроматограмму очистки, полученную посредством хроматографии с катионообменной смолой во время очистки варианта гиалуронидазы PH20.fig. 20 is a purification chromatogram obtained by cation exchange resin chromatography during purification of the PH20 hyaluronidase variant.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящей заявке, имеют такие же значения, как их понимают специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение. В целом, используемая здесь номенклатура хорошо известна и обычно используется в данной области техники.Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in this application have the same meaning as understood by those skilled in the art to which the present invention relates. In general, the nomenclature used here is well known and commonly used in the art.

Настоящее изобретение основано на обнаружении того, что уровни сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования, в частности, уровень сиалилирования N-гликана, имеют решающее значение для ферментативной активности и продуктивности гиалуронидазы PH20 или ее вариантов при получении гиалуронидазы PH20 или ее вариантов для промышленного применения с использованием метода генной инженерии.The present invention is based on the discovery that the levels of sialylation, galactosylation and/or mannosylation, in particular the level of N-glycan sialylation, are critical for the enzymatic activity and productivity of hyaluronidase PH20 or its variants in the preparation of hyaluronidase PH20 or its variants for industrial use with using the method of genetic engineering.

В частности, было обнаружено, что при условиях, когда уровень сиалилирования N-гликана РН20 или ее варианта составляет от 1 до 38%, предпочтительно от 1 до 30%, более предпочтительно от 1,5 до 28% и наиболее предпочтительно от 2 до 25%, ферментативная активность и продуктивность гиалуронидазы PH20 или ее варианта улучшаются до неожиданно высоких уровней.In particular, it has been found that under conditions where the level of sialylation of N-glycan PH20 or a variant thereof is from 1 to 38%, preferably from 1 to 30%, more preferably from 1.5 to 28%, and most preferably from 2 to 25 %, the enzymatic activity and productivity of hyaluronidase PH20 or its variant are improved to unexpectedly high levels.

Более конкретно, было обнаружено, что когда уровень галактозилирования N-гликанов РН20 или ее варианта составляет от 1 до 68%, уровень сиалилирования составляет от 1 до 38%, а уровень маннозилирования составляет от 40 до 63%, предпочтительно, когда уровень галактозилирования составляет от 5 до 60%, уровень сиалилирования составляет от 1 до 30%, а уровень маннозилирования составляет от 42 до 62%, более предпочтительно, когда уровень галактозилирования составляет от 10 до 56%, уровень сиалилирования составляет от 1,5 до 28%, а уровень маннозилирования составляет от 44 до 61%, и наиболее предпочтительно, когда уровень галактозилирования составляет от 15 до 50%, уровень сиалилирования составляет от 2 до 25%, а уровень маннозилирования составляет от 47 до 60%, ферментативная активность и продуктивность гиалуронидазы PH20 или ее варианта повышаются до неожиданно высокого уровня.More specifically, it has been found that when the galactosylation level of N-glycans of PH20 or its variant is from 1 to 68%, the sialylation level is from 1 to 38%, and the mannosylation level is from 40 to 63%, preferably when the galactosylation level is from 5 to 60%, the sialylation level is from 1 to 30%, and the mannosylation level is from 42 to 62%, more preferably, when the galactosylation level is from 10 to 56%, the sialylation level is from 1.5 to 28%, and the level the mannosylation level is from 44 to 61%, and most preferably the galactosylation level is from 15 to 50%, the sialylation level is from 2 to 25%, and the mannosylation level is from 47 to 60%, enzymatic activity and productivity of hyaluronidase PH20 or a variant thereof rise to unexpectedly high levels.

Приведенные выше числовые значения получены из экспериментальных результатов примеров, показанных в таблице 1, и представляют собой числовые значения, полученные с доверительным интервалом 95%, и такие числовые значения могут также включать ошибку 10%. Это связано с тем, что измерения уровней сахара (глюкозы) в белках различаются в зависимости от таких условий, как оборудование, используемое для эксперимента, время ферментативной реакции, температура испытания, квалификация аналитика и т.д., поэтому уровень глюкозы, измеренный в настоящем изобретении, следует интерпретировать в более широком смысле с учетом различий между лабораториями, а не в ограниченном смысле.The above numerical values are obtained from the experimental results of the examples shown in Table 1 and represent the numerical values obtained with a 95% confidence interval, and such numerical values may also include an error of 10%. This is because measurements of sugar (glucose) levels in proteins vary depending on conditions such as the equipment used for the experiment, enzymatic reaction time, test temperature, skill of the analyst, etc., so the glucose level measured in the present invention should be interpreted in a broader sense, taking into account differences between laboratories, and not in a limited sense.

В настоящем изобретении доля галактозилирования (%) N-гликанов представляет собой сумму доли (%) гликанов, содержащих галактозу на своем конце, таких как G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 и A2F, среди N-гликанов, доля сиалилирования (%) представляет собой сумму доли (%) N-гликанов, содержащих сиаловую кислоту на своем конце, таких как A1, A1F, A2 и A2F, среди N-гликанов, а доля маннозилирования (%) представляет собой сумму доли N-гликанов, содержащих маннозу на своем конце, таких как M4G0F, M5, M5G0, M6, M7 и M8, среди N-гликанов.In the present invention, the galactosylation fraction (%) of N-glycans is the sum of the fraction (%) of glycans containing galactose at their terminus, such as G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 and A2F, among N- glycans, the sialylation fraction (%) is the sum of the fraction (%) of N-glycans containing sialic acid at their terminus, such as A1, A1F, A2 and A2F, among N-glycans, and the mannosylation fraction (%) is the sum of the fraction N-glycans containing mannose at their end such as M4G0F, M5, M5G0, M6, M7 and M8 are among the N-glycans.

В частности, способ получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта с уровнем сиалилирования в N-гликане от 1 до 38% по настоящему изобретению включает:In particular, the method for producing hyaluronidase PH20 or a variant thereof with a sialylation level in N-glycan from 1 to 38% of the present invention includes:

(1) культивирование клеток-хозяев, экспрессирующих рекомбинантную гиалуронидазу PH20 или ее вариант, при температуре культивирования от 35°C до 38°C до интегральной плотности жизнеспособных клеток от 20×106 до 120×106 клеток в сутки/мл; и(1) culturing host cells expressing recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof at a culture temperature of 35°C to 38°C to an integrated viable cell density of 20×10 6 to 120×10 6 cells per day/ml; And

(2) снижение температуры культивирования до 28°C-34°C и последующее культивирование клеток-хозяев в течение от 2 до 18 дней при поддержании температуры культивирования в соответствии по меньшей мере с одним способом, выбранным из группы, состоящей из:(2) reducing the culture temperature to 28°C to 34°C and then culturing the host cells for 2 to 18 days while maintaining the culture temperature in accordance with at least one method selected from the group consisting of:

(a) культивирования клеток-хозяев при поддержании концентрации остаточной глюкозы в среде от 0,001 г/л до 4,5 г/л в течение периода времени культивирования; и (a) culturing the host cells while maintaining a residual glucose concentration in the medium from 0.001 g/L to 4.5 g/L during the culture period; And

(b) культивирования клеток-хозяев при поддержании рН культуральной среды от 6,8 до 7,2.(b) culturing the host cells while maintaining the pH of the culture medium between 6.8 and 7.2.

Приведенное выше значение является экспериментальным значением с погрешностью в 10%. Причина заключается в том, что изменения происходят в зависимости от таких условий, как оборудование, используемое для культивирования, и навыки работы аналитика при установке условий культивирования, поэтому числовые значения, установленные в настоящем изобретении, следует интерпретировать в более широком смысле с учетом таких факторов. разнообразие, а не в узком смысле.The above value is an experimental value with an error of 10%. The reason is that variations occur depending on conditions such as the equipment used for cultivation and the analyst's skill in setting the culture conditions, so the numerical values stated in the present invention should be interpreted more broadly in light of such factors. diversity, not in a narrow sense.

Снижение температуры культуры со стадии (1) на стадию (2) осуществляют, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигает от 20×106 до 120×106 клеток в сутки/мл, предпочтительно от 40×106 до 100×106 клеток в сутки/мл, более предпочтительно, от 60×106 до 80×106 клеток в сутки/мл, но не ограничивается этим.The culture temperature is reduced from stage (1) to stage (2) when the integral density of viable cells reaches from 20×10 6 to 120×10 6 cells per day/ml, preferably from 40×10 6 to 100×10 6 cells per day day/ml, more preferably, from 60×10 6 to 80×10 6 cells per day/ml, but is not limited to this.

Кроме того, период времени культивирования на стадии (2) может составлять от 2 до 18 дней, предпочтительно от 3 до 16 дней, более предпочтительно от 4 до 14 дней, но не ограничивается этим.Moreover, the culture time period in step (2) may be from 2 to 18 days, preferably from 3 to 16 days, more preferably from 4 to 14 days, but is not limited to it.

Например, в случае использования метода периодического культивирования с подпиткой при производстве РН20 или ее варианта в соответствии с настоящим изобретением можно максимизировать продуктивность РН20 или ее варианта, а ферментативную активность полученной РН20 или ее варианта можно значительно улучшить путем культивирования посевного материала непосредственно перед основной культурой при температуре от 35°C до 38°C посредством перфузионной культуры или периодического культивирования с подпиткой, пока концентрация клеток не достигнет определенного уровня, а затем проведения основной культуры посредством инокуляции при пониженной температуре ниже 35°С в течение от 2 до 18 дней, предпочтительно от 3 до 16 дней, более предпочтительно от 4 до 14 дней.For example, if a fed-batch culture method is used to produce PH20 or a variant thereof in accordance with the present invention, the productivity of PH20 or its variant can be maximized, and the enzymatic activity of the resulting PH20 or variant thereof can be significantly improved by cultivating the inoculum immediately before the main culture at a temperature 35°C to 38°C by perfusion culture or fed-batch culture until cell concentration reaches a certain level, and then main culture by inoculation at a reduced temperature below 35°C for 2 to 18 days, preferably 3 up to 16 days, more preferably from 4 to 14 days.

Концентрация инокулята клеток основной культуры может составлять 1×105 клеток/мл или более, предпочтительно 5×105 клеток/мл или еще более предпочтительно 1×106 клеток/мл или более, но не ограничивается этим.The concentration of the main culture cell inoculum may be, but is not limited to, 1 x 10 5 cells/ml or more, preferably 5 x 10 5 cells/ml or even more preferably 1 x 10 6 cells/ml or more.

Выполняя культивирование с использованием комбинации периодического культивирования с подпиткой и перфузионного культивирования при производстве РН20 или ее варианта в соответствии с настоящим изобретением, можно максимизировать продуктивность РН20 или ее варианта, а ферментативная активность полученной РН20 или ее варианта может быть заметно увеличена.By performing cultivation using a combination of fed batch culture and perfusion culture in the production of PH20 or a variant thereof according to the present invention, the productivity of PH20 or a variant thereof can be maximized, and the enzymatic activity of the resulting PH20 or variant thereof can be markedly increased.

В настоящем изобретении остаточную концентрацию глюкозы в среде во время культивирования поддерживают на уровне от 0,001 до 4,5 г/л, предпочтительно от 0,01 до 4,0 г/л и более предпочтительно от 0,1 до 3,5 г/л, но настоящее изобретение не ограничивается этим.In the present invention, the residual glucose concentration in the medium during cultivation is maintained at 0.001 to 4.5 g/L, preferably 0.01 to 4.0 g/L, and more preferably 0.1 to 3.5 g/L , but the present invention is not limited to this.

Используемое в настоящей заявке выражение «остаточную концентрацию глюкозы в среде во время культивирования поддерживают на уровне от 0,001 до 4,5 г/л, предпочтительно от 0,01 до 4,0 г/л и более предпочтительно от 0,1 до 3,5 г/л» означает, что когда остаточная концентрация глюкозы в среде, измеренная в течение периода культивирования с интервалами от 1 до 36 часов, предпочтительно от 3 до 30 часов, более предпочтительно от 6 до 24 часов или в режиме реального времени, ниже установленной контрольной концентрации 0,001 г/л до 4,5 г/л, предпочтительно от 0,01 до 4,0 г/л и более предпочтительно от 0,1 до 3,5 г/л, в среду добавляют базовый раствор глюкозы для получения соответствующей эталонной концентрации при культивировании.As used herein, the expression “residual glucose concentration in the medium during cultivation is maintained at a level of 0.001 to 4.5 g/L, preferably 0.01 to 4.0 g/L, and more preferably 0.1 to 3.5.” g/l" means that when the residual glucose concentration in the medium, measured during the culture period at intervals of 1 to 36 hours, preferably 3 to 30 hours, more preferably 6 to 24 hours or in real time, is below the established control concentration of 0.001 g/l to 4.5 g/l, preferably from 0.01 to 4.0 g/l and more preferably from 0.1 to 3.5 g/l, a glucose stock solution is added to the medium to obtain the corresponding reference concentrations during cultivation.

В настоящем изобретении специалистам в данной области техники должно быть понятно, что эталонная концентрация остаточной концентрации глюкозы в среде может быть установлена в пределах от 0,001 г/л до 4,5 г/л, предпочтительно от 0,01 до 4,0 г/л, и более предпочтительно от 0,1 до 3,5 г/л, и эталонная концентрация может соответствующим образом изменяться в течение периода культивирования. Например, эталонная концентрация остаточной глюкозы в среде составляет 2 г/л на 1-й и 2-й дни культивирования, эталонная концентрация снижается до 1,5 г/л на 3-5-й день культивирования, и после этого эталонная концентрация повышается до 2 г/л или устанавливается на уровне ниже 1,5 г/л, например, 1,0 г/л.In the present invention, it will be understood by those skilled in the art that the reference concentration of residual glucose concentration in the medium can be set within the range of 0.001 g/L to 4.5 g/L, preferably 0.01 to 4.0 g/L , and more preferably from 0.1 to 3.5 g/L, and the reference concentration may be changed accordingly during the culture period. For example, the reference concentration of residual glucose in the medium is 2 g/L on days 1 and 2 of culture, the reference concentration is reduced to 1.5 g/L on days 3-5 of culture, and thereafter the reference concentration is increased to 2 g/l or set below 1.5 g/l, for example 1.0 g/l.

Гиалуронидаза РН20 или ее вариант, полученные способом по настоящему изобретению и имеющие заданные уровни сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования в N-гликановой части, обладают ферментативной гиалуронидазной активностью в культуральной среде 10000 ЕД/мл, предпочтительно 11000 ЕД/мл или выше, более предпочтительно 12000 ЕД/мл или выше, но не ограничиваясь этим.Hyaluronidase PH20 or a variant thereof prepared by the method of the present invention and having specified levels of sialylation, galactosylation and/or mannosylation in the N-glycan moiety has a hyaluronidase enzymatic activity in the culture medium of 10,000 U/ml, preferably 11,000 U/ml or higher, more preferably 12,000 U/ml or higher, but not limited to.

Кроме того, гиалуронидаза PH20 или ее вариант, полученные способом согласно настоящему изобретению и имеющие заданный уровень сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования в N-гликане, представляют собой человеческую PH20 дикого типа, полученную обычным способом, и имеют ферментативную активность, повышенную на 10% или более, предпочтительно на 12% или более, более предпочтительно на 15% или более, по сравнению с активностью человеческой PH20 дикого типа, полученной обычным способом, но настоящее изобретение этим не ограничивается.In addition, hyaluronidase PH20 or a variant thereof produced by the method of the present invention and having a predetermined level of sialylation, galactosylation and/or mannosylation in the N-glycan is wild-type human PH20 prepared by a conventional method and has enzymatic activity increased by 10% or more, preferably 12% or more, more preferably 15% or more, compared to the activity of wild-type human PH20 obtained by a conventional method, but the present invention is not limited to this.

Предпочтительно, в способе получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению культивирование клеток-хозяев на стадии (1) и/или стадии (2) можно проводить при одном или нескольких условиях, выбранных из группы, состоящей из : (i) добавления аммиака в среду или повышения концентрация аммиака в среде до 5 мМ или более; (ii) добавления в среду одного или нескольких веществ, выбранных из группы, состоящей из глутамина, глюкозамина, уридина, глюкозамина и бутирата натрия; и (iii) отсутствия добавления галактозы и manNAc в среду, но способ этим не ограничивается.Preferably, in the method for producing hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention, culturing host cells in step (1) and/or step (2) can be carried out under one or more conditions selected from the group consisting of: (i) adding ammonia to environment or increasing the concentration of ammonia in the environment to 5 mM or more; (ii) adding to the medium one or more substances selected from the group consisting of glutamine, glucosamine, uridine, glucosamine and sodium butyrate; and (iii) not adding galactose and manNAc to the medium, but the method is not limited to this.

Более конкретно, в способе получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению культивирование клеток-хозяев на стадии (1) и/или стадии (2) можно проводить путем добавления аммиака в среду, повышения концентрации аммиака до 5 мМ или более, добавления глутамина, отсутствия добавления галактозы и manNAc, добавления уридина или глюкозамина, и добавления бутирата натрия, но способ этим не ограничивается.More specifically, in the method for producing hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention, culturing host cells in step (1) and/or step (2) can be carried out by adding ammonia to the medium, increasing the concentration of ammonia to 5 mM or more, adding glutamine, no addition of galactose and manNAc, no addition of uridine or glucosamine, and no addition of sodium butyrate, but the method is not limited to this.

Используемый в настоящей заявке термин «гиалуронидаза PH20 или ее вариант» относится к ферменту, расщепляющему гиалуроновую кислоту, находящуюся во внеклеточном матриксе.As used herein, the term “hyaluronidase PH20 or variant thereof” refers to an enzyme that breaks down hyaluronic acid found in the extracellular matrix.

Термин «гиалуронидаза PH20» или «PH20», используемый в настоящей заявке, интерпретируется как включающий и PH20 дикого типа, и ее зрелую форму, а термин «вариант гиалуронидазы PH20 или PH20» означает вариант PH20, который включает замены, делеции и вставки одного или нескольких аминокислотных остатков, и при необходимости включает делеции некоторых N-концевых и/или С-концевых аминокислотных остатков в аминокислотной последовательности «гиалуронидазы PH20» или «PH20», но не ограничиваются этим.The term “hyaluronidase PH20” or “PH20” as used herein is interpreted to include both wild-type PH20 and its mature form, and the term “hyaluronidase PH20 or PH20 variant” means a PH20 variant that includes substitutions, deletions and insertions of one or several amino acid residues, and optionally includes, but is not limited to, deletions of certain N-terminal and/or C-terminal amino acid residues in the amino acid sequence of "hyaluronidase PH20" or "PH20".

Гиалуронидаза по настоящему изобретению относится к гиалуронидазе, полученной из животного или микроорганизма, такого как Streptomyces, и обладающей гиалуронидазной активностью, среди которых «гиалуронидаза PH20» или «PH20» получена из животного или микроорганизма, такого как Streptomyces, и предпочтительно получена от людей, крупного рогатого скота или овец.The hyaluronidase of the present invention refers to a hyaluronidase obtained from an animal or microorganism such as Streptomyces and having hyaluronidase activity, among which "hyaluronidase PH20" or "PH20" is obtained from an animal or microorganism such as Streptomyces, and preferably obtained from humans, large cattle or sheep.

«Гиалуронидаза PH20» или «вариант PH20» человеческого происхождения в соответствии с настоящим изобретением проиллюстрированы в международной патентной публикации № 2020/022791 и патенте США № 9,447,401, но не ограничиваются ими, и интерпретируются как включающие любую гиалуронидазу или вариант, который содержит замены, делеции и вставки одного или нескольких аминокислотных остатков, при необходимости включает укорочения одного или нескольких N-концевых и/или С-концевых аминокислотных остатков в аминокислотной последовательности «гиалуронидазы PH20» или «PH20», и обладает ферментативной активностью гиалуронидазы."Hyaluronidase PH20" or "PH20 variant" of human origin in accordance with the present invention is illustrated in, but is not limited to, International Patent Publication No. 2020/022791 and US Patent No. 9,447,401, and is interpreted to include any hyaluronidase or variant that contains substitutions, deletions and insertions of one or more amino acid residues, optionally comprising truncations of one or more N-terminal and/or C-terminal amino acid residues in the amino acid sequence of "hyaluronidase PH20" or "PH20", and has the enzymatic activity of hyaluronidase.

Примеры клеток-хозяев, используемых в настоящей заявке для экспрессии белков гиалуронидазы, могут включать клетки животных, дрожжей, актиномицетов и насекомых и т.п., но не ограничиваются ими.Examples of host cells used in the present application for the expression of hyaluronidase proteins may include, but are not limited to, animal, yeast, actinomycete and insect cells, and the like.

Клетки животных предпочтительно представляют собой клетки млекопитающих, более предпочтительно обычно используемые для культивирования клетки животных, такие как клетки CHO, клетки HEK, клетки COS, клетки 3T3, клетки миеломы, клетки BHK, клетки HeLa и клетки Vero, и особо предпочтительно клетки CHO для массовой экспрессии. Кроме того, для получения необходимых белков, в частности, предпочтительно применяют клетки, подходящие для введения необходимых генов, такие как клетки dhfr-CHO (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1980) 77, 4216-4220) или CHO K-1, которые представляют собой клетки CHO с нокаутом гена DHFR (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1968) 60, 1275), или клетки CHO K-1 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1968) 60, 1275). Клетки CHO особо предпочтительно представляют собой клеточные линии DG44, DXB-11, K-1 или CHO-S, и введение векторов в клетки-хозяева осуществляют с использованием такого метода, как метод с фосфатом кальция, метод с ДЭАЭ-декстраном, электропорация, или липопротеиновый метод.The animal cells are preferably mammalian cells, more preferably commonly used animal cells for culture, such as CHO cells, HEK cells, COS cells, 3T3 cells, myeloma cells, BHK cells, HeLa cells and Vero cells, and particularly preferably CHO cells for bulk expression. In addition, to obtain the necessary proteins, cells suitable for introducing the necessary genes are particularly preferably used, such as dhfr-CHO cells (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1980) 77, 4216-4220) or CHO K- 1, which are CHO cells with a knockout of the DHFR gene (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1968) 60, 1275), or CHO K-1 cells (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1968) 60, 1275). The CHO cells are particularly preferably DG44, DXB-11, K-1 or CHO-S cell lines, and introduction of the vectors into the host cells is carried out using a method such as the calcium phosphate method, the DEAE-dextran method, electroporation, or lipoprotein method.

Примеры дрожжей включают Saccharomyces sp., Hansenula sp., Kluyveromyces, Pichia sp. и т.п., а актиномицеты, например, включают Streptomyces, но не ограничиваются ими.Examples of yeasts include Saccharomyces sp., Hansenula sp., Kluyveromyces, Pichia sp. etc., and actinomycetes, for example, include, but are not limited to, Streptomyces.

В способе получения гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению культивирование клеток-хозяев на стадии (1) и/или стадии (2) можно проводить одним или несколькими способами, выбранными из группы, состоящей из периодического культивирования, повторного периодического культивирования, периодического культивирования с подпиткой, повторного периодического культивирования с подпиткой, непрерывного культивирования и перфузионного культивирования, но не ограничиваясь этим.In the method for producing hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention, culturing host cells in step (1) and/or step (2) can be carried out by one or more methods selected from the group consisting of batch culture, repeated batch culture, batch culture with fed-batch, repeated fed-batch culture, continuous culture, and perfusion culture, but not limited to.

Периодическое культивирование представляет собой метод культивирования пролиферирующих клеток без добавления свежей среды или сброса культурального раствора во время культивирования. Непрерывное культивирование — это метод культивирования с непрерывным добавлением и удалением среды во время культивирования. Кроме того, непрерывное культивирование включает перфузионное культивирование. Периодическое культивирование с подпиткой находится между периодическим культивированием и непрерывным культивированием, также называется «полупериодическим культивированием» и включает непрерывное или последовательное добавление среды во время культивирования. Этот метод культивирования предотвращает выброс клеток, даже если культуральный раствор постоянно выгружается. В настоящем изобретении можно использовать любой метод культивирования, причем предпочтительным является периодическое культивирование с подпиткой или непрерывное культивирование, особо предпочтительным является периодическое культивирование с подпиткой.Batch culture is a method of culturing proliferating cells without adding fresh medium or discarding the culture solution during culture. Continuous culture is a culture method with continuous addition and removal of medium during culture. In addition, continuous culture includes perfusion culture. Fed-batch culture is between batch culture and continuous culture, also called "semi-batch culture" and involves the continuous or sequential addition of medium during culture. This culture method prevents cell release even if the culture solution is continuously discharged. In the present invention, any culture method can be used, with fed-batch culture or continuous culture being preferred, and fed-batch culture being particularly preferred.

Как описано выше, в гиалуронидазе РН20 или ее варианте, произведенных способом получения по настоящему изобретению, удельная активность фермента может быть увеличена на 10% или более по сравнению с активностью, полученной обычным способом, в частности, по сравнению с удельной активностью человеческой PH20 дикого типа. Это увеличение ферментативной активности обусловлено изменениями свойств N-гликозилирования и/или модификацией заряда гиалуронидазы PH20 или ее варианта, полученных способом согласно настоящему изобретению.As described above, in hyaluronidase PH20 or a variant thereof produced by the production method of the present invention, the specific activity of the enzyme can be increased by 10% or more compared with the activity obtained by the conventional method, in particular compared with the specific activity of wild-type human PH20 . This increase in enzymatic activity is due to changes in N-glycosylation properties and/or charge modification of the PH20 hyaluronidase or variant thereof produced by the method of the present invention.

В частности, ферментативная активность увеличивается в зависимости от изменений сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования среди паттернов N-гликозилирования. Эти характеристики N-гликозилирования, в частности сиалилирования, галактозилирования и/или маннозилирования, можно регулировать способом получения по настоящему изобретению.In particular, enzymatic activity increases depending on changes in sialylation, galactosylation and/or mannosylation among N-glycosylation patterns. These N-glycosylation characteristics, in particular sialylation, galactosylation and/or mannosylation, can be controlled by the production method of the present invention.

В настоящем изобретении примеры ковалентной связи между глюкозой и белками включают N-гликозидную связь, в которой N-ацетил-D-глюкозамин ковалентно связан с аспарагиновым остатком, составляющим белок (N-гликозидсвязанный гликан), O-гликозидную связь, в которой N-ацетил-D-галактозамин ковалентно связан с сериновым или треониновым остатком (О-гликозид-связанный гликан) и т.п., но нет особого ограничения в отношении типа ковалентной связи между глюкозой и белками в гликопротеине по настоящему изобретению, и гликопротеин, включающий один или оба из N-гликозид-связанного гликана и О-гликозид-связанного гликана, относится к настоящему изобретению.In the present invention, examples of the covalent bond between glucose and proteins include an N-glycosidic bond in which N-acetyl-D-glucosamine is covalently linked to an aspartic residue constituting a protein (N-glycoside-linked glycan), an O-glycosidic bond in which N-acetyl -D-Galactosamine is covalently linked to a serine or threonine residue (O-glycoside-linked glycan) and the like, but there is no particular limitation on the type of covalent bond between glucose and proteins in the glycoprotein of the present invention, and the glycoprotein including one or both of N-glycoside-linked glycan and O-glycoside-linked glycan are within the scope of the present invention.

В этом аспекте настоящее изобретение направлено на гиалуронидазу PH20 или ее вариант, имеющие уровень сиалилирования в содержании N-гликанов от 1 до 38%, предпочтительно от 1 до 30%, более предпочтительно от 1,5 до 28% и наиболее предпочтительно 2%. до 25%.In this aspect, the present invention is directed to hyaluronidase PH20 or a variant thereof having a sialylation level in N-glycan content of 1 to 38%, preferably 1 to 30%, more preferably 1.5 to 28%, and most preferably 2%. up to 25%.

Более конкретно, настоящее изобретение направлено на гиалуронидазу PH20 или ее вариант, имеющие уровень галактозилирования в содержании N-гликанов от 1 до 68%, уровень сиалилирования в содержании N-гликанов от 1 до 38% и уровень маннозилирования в содержании N-гликанов от 40 до 63%, предпочтительно уровень галактозилирования в содержании N-гликанов от 5 до 60%, уровень сиалилирования в содержании N-гликанов от 1 до 30% и уровень маннозилирования в содержании N-гликанов от 42 до 62%, более предпочтительно уровень галактозилирования в содержании N-гликанов от 10 до 56%, уровень сиалилирования в содержании N-гликанов от 1,5 до 28% и уровень маннозилирования в содержании N-гликанов от 44 до 61%, и наиболее предпочтительно уровень галактозилирования в содержании N-гликанов от 15 до 50%, уровень сиалилирования в содержании N-гликанов от 2 до 25%, и уровень маннозилирования в содержании N-гликанов от 47 до 60%.More specifically, the present invention is directed to hyaluronidase PH20 or a variant thereof having a galactosylation level of N-glycan content from 1 to 68%, a sialylation level of N-glycan content from 1 to 38%, and a mannosylation level of N-glycan content from 40 to 38%. 63%, preferably a galactosylation level of N-glycan content from 5 to 60%, a sialylation level of N-glycan content from 1 to 30% and a mannosylation level of N-glycan content from 42 to 62%, more preferably a galactosylation level of N content α-glycans from 10 to 56%, sialylation level in N-glycan content from 1.5 to 28% and mannosylation level in N-glycan content from 44 to 61%, and most preferably galactosylation level in N-glycan content from 15 to 50 %, the level of sialylation in the N-glycan content is from 2 to 25%, and the level of mannosylation in the N-glycan content is from 47 to 60%.

Приведенные выше числовые значения выведены из экспериментальных результатов примеров, показанных в Таблице 1, и получены с использованием числового значения, имеющего 95% доверительный интервал, и числовые значения также включают ошибку 10%. Это связано с тем, что при измерении содержания глюкозы в белках существуют различия в зависимости от таких условий, как оборудование, используемое для эксперимента, время ферментативной реакции, температура испытания, квалификация аналитика и т.д., поэтому измеренное содержание глюкозы в настоящем изобретении следует интерпретировать в более широком смысле с учетом различий между лабораториями, а не в ограниченном смысле. Кроме того, модификация заряда PH20 или ее варианта может быть идентифицирована с помощью изоэлектрофокусирования. The above numerical values are derived from the experimental results of the examples shown in Table 1 and are obtained using a numerical value having a 95% confidence interval, and the numerical values also include an error of 10%. This is because when measuring the glucose content of proteins, there are differences depending on conditions such as the equipment used for the experiment, the enzymatic reaction time, the test temperature, the skill of the analyst, etc., so the measured glucose content in the present invention should be be interpreted in a broader sense, taking into account differences between laboratories, rather than in a limited sense. In addition, the charge modification of PH20 or its variant can be identified using isoelectric focusing.

Гиалуронидазу РН20 или ее вариант, имеющие специфический уровень сиалилирования и/или галактозилирования и маннозилирования в содержании N-гликанов по настоящему изобретению, предпочтительно производят способом получения по настоящему изобретению, но не ограничиваются этим, но очевидно, что гиалуронидаза PH20 или ее вариант могут быть получены другими способами, которые могут быть модифицированы специалистами в данной области техники.Hyaluronidase PH20 or a variant thereof having a specific level of sialylation and/or galactosylation and mannosylation in the N-glycan content of the present invention is preferably produced by the production method of the present invention, but is not limited to this, but it is obvious that hyaluronidase PH20 or a variant thereof can be produced in other ways, which may be modified by those skilled in the art.

В настоящем изобретении среда, используемая для культивирования клеток для экспрессии гликопротеинов, предпочтительно, но не ограничиваясь этим, представляет собой бессывороточную среду, и в качестве основной среды можно использовать среду DMEM/F12 (комбинацию сред DMEM и F12). Кроме того, коммерчески доступные бессывороточные среды, например, среда HycellCHO, среда ActiPro (HyClone, США), среда CD OptiCHO™, среда CHO-S-SFM II или среда CD CHO (Gibco, США), среда IS CHO-V™ (Irvine Scientific, США), EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch Medium (Sigma-Aldrich, США) или подобные могут быть использованы в качестве основной среды, но изобретение ими не ограничивается.In the present invention, the medium used for culturing cells to express glycoproteins is preferably, but not limited to, a serum-free medium, and DMEM/F12 medium (a combination of DMEM and F12 media) can be used as the main medium. In addition, commercially available serum-free media, such as HycellCHO medium, ActiPro medium (HyClone, USA), CD OptiCHO™ medium, CHO-S-SFM II medium or CD CHO medium (Gibco, USA), IS CHO-V™ medium ( Irvine Scientific, USA), EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch Medium (Sigma-Aldrich, USA) or the like can be used as the main medium, but the invention is not limited to them.

В настоящем изобретении питательная среда, используемая при культивировании клеток для экспрессии гликопротеинов, представляет собой бессывороточную среду и, например, Cell Boost™ 1, Cell Boost™ 2, Cell Boost™ 3, Cell Boost™ 4, Cell Boost™ 5, Cell Boost™ 6, Cell Boost™ 7a/7b (HyClone, США), CD CHO EfficientFeed™ A AGT™, CD CHO EfficientFeed™ B AGT™, CD CHO EfficientFeed™ C AGT™, CD CHO EfficientFeed™ A плюс AGT™, CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™, CD CHO EfficientFeed™ C плюс AGT™ (Gibco, США), BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, США), EX-CELL® Advanced CHO Feed (Sigma-Aldrich, США), CHO-U Feed Mix U1B7/ CHO-U Feed Mix U2B13 (Kerry, США) можно использовать в качестве питательной среды, но изобретение этим не ограничивается.In the present invention, the culture medium used in culturing cells to express glycoproteins is a serum-free medium and, for example, Cell Boost™ 1, Cell Boost™ 2, Cell Boost™ 3, Cell Boost™ 4, Cell Boost™ 5, Cell Boost™ 6, Cell Boost™ 7a/7b (HyClone, USA), CD CHO EfficientFeed™ A AGT™, CD CHO EfficientFeed™ B AGT™, CD CHO EfficientFeed™ C AGT™, CD CHO EfficientFeed™ A plus AGT™, CD CHO EfficientFeed ™ B plus AGT™, CD CHO EfficientFeed™ C plus AGT™ (Gibco, USA), BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, USA), EX-CELL® Advanced CHO Feed (Sigma-Aldrich, USA), CHO-U Feed Mix U1B7/ CHO-U Feed Mix U2B13 (Kerry, USA) can be used as a nutrient medium, but the invention is not limited to this.

Используемые в настоящей заявке термины «питательная среда» и «концентрированная питательная среда» относятся к средам, состоящим из определенного питательного вещества или множества питательных веществ, таких как аминокислоты, витамины, соли, микроэлементы, липиды и глюкоза, и могут быть концентрированными продуктами основной среды. Компоненты и концентрации полученной питательной среды могут варьировать в зависимости от культивируемых клеток. Кроме того, коммерческие питательные среды, например, питательная среда Cell Boost Series (HyClone, США), питательная среда EfficientFeed Supplement, питательная среда GlycanTune (Gibco, США), питательная среда BalanCD CHO (Irvine Scientific, США), питательная среда для культивирования клеток Cellvento® CHO (Merck, США), питательная среда EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) или подобные могут быть использованы в качестве питательной среды, но изобретение ими не ограничивается.As used herein, the terms “nutrient medium” and “concentrated nutrient medium” refer to media consisting of a specific nutrient or multiple nutrients, such as amino acids, vitamins, salts, trace elements, lipids and glucose, and may be concentrated products of the basal medium . The components and concentrations of the resulting culture medium may vary depending on the cells being cultured. In addition, commercial culture media such as Cell Boost Series Media (HyClone, USA), EfficientFeed Supplement Media, GlycanTune Media (Gibco, USA), BalanCD CHO Media (Irvine Scientific, USA), Cell Culture Media Cellvento® CHO (Merck, USA), EX-CELL® Advanced CHO culture medium (Sigma-Aldrich, USA) or the like can be used as a culture medium, but the invention is not limited to them.

Используемый в настоящей заявке термин «гидролизат растительного происхождения» относится к продукту, экстрагированному из садового гороха, семян хлопка, пшеничного глютена, соевых бобов или тому подобного, и не содержащему компонентов животного происхождения, который представляет собой добавку, включающую большое количество аминокислот, пептидов, витаминов, углеводов, нуклеотидов, минералов и других ингредиентов, и также может производиться с различными компонентами и концентрациями компонентов в зависимости от культивируемых клеток. Кроме того, коммерческие гидролизаты растительного происхождения, такие как HyPep™ 7404, UltraPep™ Cotton, HyPep™ 7504, HyPep™ 4601N (Kerry, США), Cotton 100, Cotton 200, Phytone™ и Soy 100 (Gibco, США), могут использоваться в качестве добавки, но изобретение не ограничивается этим.As used herein, the term "plant hydrolyzate" refers to a product extracted from garden peas, cottonseeds, wheat gluten, soybeans or the like, and free from animal components, which is a supplement containing large quantities of amino acids, peptides, vitamins, carbohydrates, nucleotides, minerals and other ingredients, and can also be produced with different components and concentrations of components depending on the cells being cultured. In addition, commercial hydrolysates of plant origin such as HyPep™ 7404, UltraPep™ Cotton, HyPep™ 7504, HyPep™ 4601N (Kerry, USA), Cotton 100, Cotton 200, Phytone™ and Soy 100 (Gibco, USA) can be used as an additive, but the invention is not limited to this.

Добавка, используемая для увеличения или уменьшения содержания N-гликанов в гликопротеине, используемом в настоящем изобретении, обычно представляет собой компонент, который, как известно, участвует в гликозилировании белка. В частности, для ограничения уровня сиалилирования следует ограничить доставку сиаловой кислоты к галактозному остатку, провести десиалилирование или ограничить уровень галактозилирования. При культивировании клеток такие добавки, которые добавляют в среду в заданных концентрациях, включают компоненты в качестве предшественников гликозилирования, такие как N-ацетил-D-маннозамин, глюкоза, манноза, глутамин и галактоза, аммиак и масляная кислота.The additive used to increase or decrease the N-glycan content of the glycoprotein used in the present invention is typically a component known to be involved in protein glycosylation. In particular, to limit the level of sialylation, one should limit the delivery of sialic acid to the galactose residue, perform desialylation, or limit the level of galactosylation. In cell culture, such additives, which are added to the medium at specified concentrations, include components as glycosylation precursors such as N-acetyl-D-mannosamine, glucose, mannose, glutamine and galactose, ammonia and butyric acid.

Большинство культур клеток животных в основном используют среду, содержащую сыворотку. Однако трудно создать среду, пригодную для продукции белка, поскольку среда, содержащая сыворотку, представляет собой сложную композицию, химические компоненты которой не установлены полностью. В основном используют бессывороточную среду или среду, содержащую небольшое количество сыворотки, потому что сыворотка может оказывать негативное влияние на разделение и очистку, а также проблемы, связанные со стоимостью и воспроизводимостью. Поскольку концентрация глюкозы, которая является источником углерода, в бессывороточной среде очень низка, глюкозу дополнительно добавляют в качестве основного источника углерода в среду для культивирования, чтобы поддержать рост клеток и получить высокую концентрацию целевого белка, и глутамин может быть дополнительно добавлен в среду для культивирования. В частности, уровень сиалилирования должен быть повышен для увеличения периода полувыведения in vivo при производстве белковых фармацевтических препаратов. Для этого глюкозу и глутамин в среде следует поддерживать в определенных концентрациях или выше, чтобы они не истощались, а рН культуральной среды также необходимо сохранять на определенном уровне. Концентрации глюкозы и глутамина, измеренные в культуральной среде, относятся к концентрациям остаточной глюкозы и глутамина после потребления клетками. Кроме того, могут быть использованы промоторы для увеличения активности ферментов, связанных с повышением уровня сиалилирования, или ингибиторы для подавления десиалилирования. Кроме того, добавляя предшественники N-гликанов или контролируя промоторы активности родственных ферментов или условия культивирования, можно повысить уровень галактозилирования и, таким образом, также можно повысить уровень сиалилирования.Most animal cell cultures primarily use medium containing serum. However, it is difficult to create a medium suitable for protein production because the whey-containing medium is a complex composition, the chemical components of which are not fully defined. Serum-free media or media containing a small amount of serum are generally used because serum can have negative effects on separation and purification, as well as cost and reproducibility issues. Since the concentration of glucose, which is a carbon source, is very low in the serum-free medium, glucose is further added as the main carbon source to the culture medium to support cell growth and obtain a high concentration of the target protein, and glutamine may be further added to the culture medium. In particular, the level of sialylation must be increased to increase the in vivo half-life in the production of protein pharmaceuticals. To do this, glucose and glutamine in the medium must be maintained at certain concentrations or higher so that they are not depleted, and the pH of the culture medium must also be maintained at a certain level. The concentrations of glucose and glutamine measured in the culture medium refer to the concentrations of residual glucose and glutamine after consumption by the cells. In addition, promoters can be used to increase the activity of enzymes associated with increased sialylation levels, or inhibitors to suppress desialylation. In addition, by adding N-glycan precursors or by controlling the promoters of related enzyme activity or culture conditions, the level of galactosylation can be increased and thus the level of sialylation can also be increased.

Однако уровень N-гликанов не может контролироваться вышеописанным способом при производстве гиалуронидазы PH20 или ее варианта, тогда как при использовании способа по настоящему изобретению можно получить гиалуронидазу PH20 или ее вариант, имеющие необходимые уровни гликанов и высокую ферментативную активность.However, the level of N-glycans cannot be controlled by the above-described method in the production of hyaluronidase PH20 or a variant thereof, whereas by using the method of the present invention, hyaluronidase PH20 or a variant thereof having the required glycan levels and high enzymatic activity can be obtained.

Способ получения по настоящему изобретению может дополнительно включать выделение и очистку полученной гиалуронидазы PH20 или ее варианта.The production method of the present invention may further include isolating and purifying the resulting hyaluronidase PH20 or a variant thereof.

Выделение и очистку гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению предпочтительно проводят с использованием не аффинного связывания, а характеристик ионной связи и/или гидрофобного взаимодействия гиалуронидазы PH20 или ее варианта, но изобретение этим не ограничивается. Isolation and purification of hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention is preferably carried out using not affinity binding, but the ionic bonding and/or hydrophobic interaction characteristics of hyaluronidase PH20 or a variant thereof, but the invention is not limited to this.

В частности, разделение и очистку гиалуронидазы РН20 или ее варианта по настоящему изобретению предпочтительно проводят с использованием не аффинной хроматографии, а хроматографии гидрофобного взаимодействия и ионообменной хроматографии, такой как катионообменная хроматография и/или анионообменная хроматография, но изобретение не ограничивается этим.In particular, the separation and purification of hyaluronidase PH20 or a variant thereof according to the present invention is preferably carried out using hydrophobic interaction chromatography and ion exchange chromatography such as cation exchange chromatography and/or anion exchange chromatography rather than affinity chromatography, but the invention is not limited thereto.

Кроме того, выделение и очистка гиалуронидазы PH20 или ее варианта по настоящему изобретению направлены на удаление кислой гиалуронидазы PH20 или ее варианта, обладающего низкой ферментативной активностью, и удаление кислой гиалуронидазы PH20 или ее варианта предпочтительно проводят с помощью ионообменной хроматографии.Moreover, the isolation and purification of PH20 hyaluronidase or a variant thereof according to the present invention is aimed at removing the PH20 acid hyaluronidase or a variant thereof having low enzymatic activity, and the removal of the PH20 acid hyaluronidase or a variant thereof is preferably carried out using ion exchange chromatography.

Необходимо проанализировать скорость каталитической реакции фермента, чтобы определить промышленную применимость фермента. Ферментативную реакцию можно классифицировать как ферментативную реакцию, имеющую активный центр с фиксированной реакционной способностью, и ферментативную реакцию, имеющую множество активных центров, имеющих различную реакционную способность. Известно, что скорость каталитической реакции фермента с одним активным центром с фиксированной реакционной способностью, такого как гиалуронидаза, соответствует кинетическому уравнению Михаэлиса-Ментен.It is necessary to analyze the catalytic reaction rate of the enzyme to determine the industrial applicability of the enzyme. An enzymatic reaction can be classified as an enzymatic reaction having an active site with a fixed reactivity and an enzymatic reaction having multiple active sites having different reactivity. It is known that the catalytic reaction rate of a single active site enzyme with a fixed reactivity, such as hyaluronidase, follows the Michaelis-Menten kinetic equation.

Ферментативная кинетика Михаэлиса-Ментен основана на предположении, что ферментативная реакция представляет собой двухстадийную реакционную систему, включающую обратимую стадию реакции, на которой образуется комплекс [ES] фермента (Е) и субстрата (S), и необратимую стадию реакции, на которой комплекс ES диссоциирует с образованием продукта (P). В этом случае kf, kr и kcat — константы скорости реакции в каждом направлении (Alan Fersht (1977). Enzyme structure and mechanism).Michaelis-Menten enzymatic kinetics is based on the assumption that the enzymatic reaction is a two-step reaction system, including a reversible reaction step in which the [ES] complex of enzyme (E) and substrate (S) is formed, and an irreversible reaction step in which the ES complex dissociates to form product (P). In this case, k f , k r and k cat are the reaction rate constants in each direction (Alan Fersht (1977). Enzyme structure and mechanism).

Что касается ферментативной реакции, предполагается, что процесс взаимодействия фермента с субстратом с образованием комплекса ES быстро достигает равновесия или квазистационарного состояния, при условии, что удовлетворяется за счет достаточного снижения концентрации фермента при проведении реакции, поддерживающей достаточно высокую концентрацию субстрата. Поскольку формулы кинетики, предполагающие быстрое равновесие или квазистационарное состояние, выводятся одинаковым образом, в большинстве экспериментов предполагается квазистационарное состояние, в котором концентрация субстрата изначально выше, чем концентрация фермента.For an enzymatic reaction, it is assumed that the process of interaction of the enzyme with the substrate to form the ES complex quickly reaches equilibrium or a quasi-steady state, provided that is satisfied by sufficiently reducing the enzyme concentration during the reaction to maintain a sufficiently high substrate concentration. Because kinetics formulas that assume fast equilibrium or quasi-steady state are derived in the same way, most experiments assume a quasi-steady state in which the substrate concentration is initially higher than the enzyme concentration.

При таких условиях, как «количество фермента постоянно до и после реакции» и на основании предположения «когда химическая реакция достигает химического равновесия, скорость реакции, при которой образуется продукт, равна скорости, при которой продукт снова разлагается», скорость реакции конечного продукта может быть выражена следующим уравнением кинетики Михаэлиса-Ментен. В этом случае, KM = (kr + kcat) / kf, и Vmax = kcat [E]0. Under conditions such as "the amount of enzyme is constant before and after the reaction" and based on the assumption "when a chemical reaction reaches chemical equilibrium, the rate of reaction at which the product is formed is equal to the rate at which the product decomposes again", the reaction rate of the final product can be expressed by the following Michaelis-Menten kinetics equation. In this case, K M = (k r + k cat ) / k f , and V max = k cat [E] 0 .

Уравнение Лайнуивера-Берка применяют для экспериментального анализа скорости ферментативной реакции с использованием кинетического уравнения Михаэлиса-Ментен. Это уравнение показывает взаимосвязь между обратной величиной 1/V экспериментально измеренной скорости реакции и обратной величиной 1/[S] данной концентрации субстрата в эксперименте. Статистическая проверка того, что это уравнение представляет собой линейное уравнение, показывает, что ферментативная реакция является реакцией, следующей кинетическому уравнению Михаэлиса-Ментен, и KM и Vmax могут быть рассчитаны с использованием этого уравнения.The Lineweaver-Burk equation is used to experimentally analyze the rate of an enzymatic reaction using the Michaelis-Menten kinetic equation. This equation shows the relationship between the reciprocal 1/V of an experimentally measured reaction rate and the reciprocal 1/[S] of a given substrate concentration in the experiment. Statistical verification that this equation is a linear equation shows that the enzymatic reaction is a reaction following the Michaelis-Menten kinetic equation, and K M and V max can be calculated using this equation.

Ферменты, катализирующие химическую реакцию, имеют переходное состояние после связывания с субстратом в активном центре, и энергия активации для достижения переходного состояния с высокой энергией снижается из-за множественных связей с субстратом. Константа равновесия для достижения этого переходного состояния пропорциональна kcat/KM. Здесь 1/KM представляет собой показатель, объединяющий степень образования комплекса фермент-субстрат путем связывания фермента с субстратом со степенью, в которой комплекс фермент-субстрат сохраняется без разложения, а kcat представляет собой константу равновесия, при котором продукт образуется из фермент-субстратного комплекса. Следовательно, можно сказать, что kcat/KM является показателем того, сколько продукта может быть получено из субстрата и фермента, то есть показателем каталитической эффективности фермента.Enzymes that catalyze a chemical reaction have a transition state after binding to the substrate at the active site, and the activation energy to reach the high energy transition state is reduced due to multiple bonds with the substrate. The equilibrium constant to achieve this transition state is proportional to k cat /K M . Here, 1/K M is a measure that combines the degree to which an enzyme-substrate complex is formed by enzyme-substrate binding with the degree to which the enzyme-substrate complex is maintained without degradation, and k cat is the equilibrium constant at which a product is formed from the enzyme-substrate complex. Therefore, we can say that k cat /K M is an indicator of how much product can be obtained from the substrate and the enzyme, that is, an indicator of the catalytic efficiency of the enzyme.

Промышленная пригодность гиалуронидазы пропорциональна ее ферментативной каталитической эффективности. В частности, при подкожном введении фермента вместе с полимерным фармакологически активным веществом, таким как моноклональное антитело, важную роль играет ферментативная каталитическая эффективность гиалуронидазы. В случае, когда вариант по настоящему изобретению имеет более высокое значение kcat/KM, чем PH20 дикого типа, при подкожном введении гиалуронидазы, содержащейся в полимерном фармакологически активном веществе, присутствующая в месте введения гиалуроновая кислота быстро разлагается, и таким образом, можно получить превосходящий эффект быстро диспергирующегося фармакологически активного вещества. Кроме того, когда вариант по настоящему изобретению имеет более высокое значение kcat, чем PH20 дикого типа, максимальная скорость реакции Vmax увеличивается при той же концентрации фермента, тем самым обеспечивая превосходные эффекты разложения большего количества гиалуроновой кислоты за тот же период времени и диспергирования фармакологически активного вещества в более широкой области.The industrial suitability of hyaluronidase is proportional to its enzymatic catalytic efficiency. In particular, when the enzyme is administered subcutaneously together with a polymeric pharmacologically active substance, such as a monoclonal antibody, the enzymatic catalytic efficiency of hyaluronidase plays an important role. In the case where the variant of the present invention has a higher k cat /K M value than the wild type PH20, when hyaluronidase contained in the polymeric pharmacologically active substance is administered subcutaneously, the hyaluronic acid present at the injection site is quickly decomposed, and thus it is possible to obtain superior effect of a rapidly dispersing pharmacologically active substance. In addition, when the variant of the present invention has a higher k cat value than the wild type PH20, the maximum reaction rate V max increases at the same enzyme concentration, thereby providing superior effects of decomposing more hyaluronic acid in the same period of time and dispersing pharmacologically active substance in a wider area.

Таким образом, для определения ферментативных свойств варианта РН20 по настоящему изобретению анализировали скорость ферментативной реакции каждого варианта, и Vmax (максимальную скорость ферментативной реакции), Km (концентрацию субстрата в условиях 50% Vmax), kcat (скорость конверсии субстрата) и kcat/Km (эффективность ферментного катализатора) сравнивали в Примере 4. Результаты демонстрируют, что вариант PH20 по настоящему изобретению превосходит PH20 дикого типа.Thus, to determine the enzymatic properties of the PH20 variant of the present invention, the enzymatic reaction rate of each variant, and V max (maximum enzymatic reaction rate), K m (substrate concentration under 50% V max conditions), k cat (substrate conversion rate) and k cat /K m (enzyme catalyst efficiency) was compared in Example 4. The results demonstrate that the PH20 variant of the present invention is superior to the wild type PH20.

ПримерыExamples

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что эти примеры представлены только для иллюстрации настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, it will be apparent to those skilled in the art that these examples are presented only to illustrate the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

Пример 1. Взаимосвязь между активностью гиалуронидазы, N-гликаном и характером изоэлектрофокусированияExample 1. Relationship between hyaluronidase activity, N-glycan and isoelectric focusing behavior

Результаты анализа активности, характера изоэлектрофокусирования и уровня N-гликанов гиалуронидазы человека PH20 дикого типа и ее варианта HM46 показаны на фиг. 1. Хотя разница в количестве активных единиц двух гиалуронидаз была более чем двукратной, не было большой разницы в диапазоне изоэлектрических точек или уровне N-гликанов.The results of the analysis of the activity, isoelectric focusing pattern, and N-glycan levels of wild-type human hyaluronidase PH20 and its variant HM46 are shown in FIG. 1. Although the difference in the number of active units of the two hyaluronidases was more than twofold, there was not much difference in the range of isoelectric points or the level of N-glycans.

Был проведен эксперимент для выявления взаимосвязи между N-гликаном, характером изоэлектрофокусирования и активностью гиалуронидазы PH20. В процессе очистки варианта гиалуронидазы PH20 можно было отделить основную фракцию (фракция 1) от кислой фракции (фракция 2), и соответствующие фракции использовали в качестве образцов. Фиг. 2 представляет результаты анализа картины изоэлектрофокусирования и ферментативной активности образца, обработанного PNGase F для удаления всех N-гликанов, образца, обработанного сиалидазой А для удаления терминальной сиаловой кислоты, и образца, обработанного сиалидазой А и галактозидазой для удаления терминальной сиаловой кислоты и галактозы. Две фракции отличались диапазоном изоэлектрической точки, а кислая фракция проявляла пониженную ферментативную активность. После обработки PNGase F две фракции не проявляли активности и имели схожий характер изоэлектрофокусирования. Эти результаты показали, что уровень N-гликанов тесно связан с ферментативной активностью. Кроме того, было обнаружено, что существует взаимосвязь между содержанием терминальной сиаловой кислоты и ферментативной активностью посредством явления, при котором характер изоэлектрофокусирования или ферментативная активность кислой фракции аналогичны активности основной фракции при удалении терминальной сиаловой кислоты. Однако основная фракция с низким содержанием терминальной сиаловой кислоты проявляла улучшенную гиалуронидазную ферментативную активность по сравнению с кислой фракцией с высоким содержанием сиаловой кислоты.An experiment was conducted to identify the relationship between N-glycan, isoelectric focusing pattern, and PH20 hyaluronidase activity. During the purification process of the PH20 hyaluronidase variant, the basic fraction (fraction 1) could be separated from the acidic fraction (fraction 2), and the corresponding fractions were used as samples. Fig. 2 presents the results of analysis of the isoelectric focusing pattern and enzymatic activity of a sample treated with PNGase F to remove all N-glycans, a sample treated with sialidase A to remove terminal sialic acid, and a sample treated with sialidase A and galactosidase to remove terminal sialic acid and galactose. The two fractions differed in isoelectric point range, and the acidic fraction exhibited reduced enzymatic activity. After treatment with PNGase F, the two fractions showed no activity and had similar isoelectric focusing patterns. These results indicated that N-glycan levels were closely related to enzymatic activity. In addition, it was found that there is a relationship between terminal sialic acid content and enzymatic activity through the phenomenon that the isoelectric focusing pattern or enzymatic activity of the acidic fraction is similar to that of the basic fraction when removing terminal sialic acid. However, the basic fraction with low terminal sialic acid content exhibited improved hyaluronidase enzymatic activity compared to the acidic fraction with high sialic acid content.

Взаимосвязь между ферментативной активностью и содержанием N-гликанов была дополнительно продемонстрирована на основании результатов оценки гиалуронидаз дикого типа и различных вариантов гиалуронидазы, происходящих из различных клеточных источников культивирования.The relationship between enzymatic activity and N-glycan content was further demonstrated based on the results of evaluating wild-type hyaluronidases and various hyaluronidase variants derived from different cell culture sources.

Таблица 1Table 1

Тип гиалуронидазыType of hyaluronidase ПолучениеReceipt Относительная активностьRelative activity Содержание N-гликановN-glycan content Галактози-лирование (%)Galactosylation (%) Сиалили-
рование
(%)
Sialili-
roving
(%)
Маннози-лирование
(%)
Mannosylation
(%)
Человеческая РН20 дикого типаHuman wild type PH20 Временная экспрессионная культураTemporary expression culture 100%100% 32,932.9 15,215.2 57,257.2 Человеческая РН20 дикого типаHuman wild type PH20 Культура клеточной линииCell line culture 100%100% 42,542.5 21,721.7 54,854.8 НМ46NM46 Временная экспрессионная культураTemporary expression culture 167%167% 37,137.1 7,47.4 48,148.1 НМ46NM46 Клональная клеточная линия, опытная культура №1Clonal cell line, experimental culture No. 1 115%115% 46,946.9 18,618.6 48,948.9 НМ46NM46 Клональная клеточная линия, опытная культура №2, очищенная фракция №1Clonal cell line, experimental culture No. 2, purified fraction No. 1 161%161% 40,640.6 16,416.4 54,454.4 НМ46NM46 Клональная клеточная линия, опытная культура №1, очищенная фракция №2Clonal cell line, experimental culture No. 1, purified fraction No. 2 86%86% 42,142.1 2828 56,856.8 НМ46NM46 Опытная культура №1 клеточной линииExperimental culture No. 1 cell line 158%158% 49,649.6 14,414.4 48,148.1 НМ46NM46 Опытная культура №2 клеточной линииExperimental culture No. 2 cell line 186%186% 31,231.2 5,55.5 48,348.3 НМ46NM46 Опытная культура №3 клеточной линииExperimental culture No. 3 cell line 152%152% 30,630.6 44 48,748.7 НМ46NM46 Опытная культура №4 клеточной линииExperimental culture No. 4 cell line 174%174% 15,815.8 4,54.5 52,852.8 НМ46NM46 Культура клеточной линии №1Cell line culture No. 1 170%170% 14,814.8 2,82.8 49,949.9 НМ46NM46 Культура клеточной линии №2Cell line culture No. 2 161%161% 16,416.4 2,52.5 47,947.9 НМ46NM46 Культура клеточной линии №3Cell line culture No. 3 162%162% 17,917.9 4,44.4 49,149.1 НМ46NM46 Культура клеточной линии №4Cell line culture No. 4 158%158% 18,518.5 3,83.8 48,148.1 Овечья РН20Sheep PH20 Временная экспрессионная культураTemporary expression culture 193%193% 35,535.5 7,97.9 58,358.3 РН20 бонобоPH20 bonobo Временная экспрессионная культураTemporary expression culture 72%72% 38,738.7 18,818.8 55,555.5

Относительная активность: активность, выраженная в процентах отношения (активности образца)/(активности человеческой PH20 дикого типа).Relative activity: activity expressed as a percentage of the ratio (sample activity)/(human wild type PH20 activity).

Процент галактозилирования (%): сумма процентного содержания (%) N-гликанов, содержащих терминальную галактозу, таких как G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 и A2F.Percent galactosylation (%): the sum of the percentage (%) of N-glycans containing terminal galactose, such as G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 and A2F.

Процент сиалилирования (%): сумма процентного содержания (%) N-гликанов, содержащих терминальную сиаловую кислоту, таких как A1, A1F, A2 и A2F.Percentage of sialylation (%): the sum of the percentage (%) of N-glycans containing terminal sialic acid, such as A1, A1F, A2, and A2F.

Процент маннозилирования (%): сумма процентного содержания (%) N-гликанов, содержащих терминальную маннозу, таких как M4G0F, M5, M5G0, M6, M7, M8 и M9.Percentage of Mannosylation (%): Sum of the percentage (%) of N-glycans containing terminal mannose, such as M4G0F, M5, M5G0, M6, M7, M8 and M9.

Последовательности человеческих PH20 и HM46 дикого типа раскрыты в международной патентной публикации № 2020/022791.The sequences of wild-type human PH20 and HM46 are disclosed in International Patent Publication No. 2020/022791.

Образцы PH20 овцы и РН20 бонобо готовили способом, показанным в Примере 10, и последовательности показаны в таблице 3.Samples sheep PH20 and bonobo PH20 were prepared in the manner shown in Example 10 and the sequences are shown in Table 3.

Как показано в таблице 1, были получены различные типы гиалуронидазы PH20 и вариантных белков, и было исследовано содержание N-гликанов. Для этой цели использовали множество культур с использованием различных источников клеток, таких как временная экспрессионная культура, полученная путем трансфекции клеток ExpiCHO рекомбинантными генами с использованием реагента ExpiFectamine CHO (Gibco, США) каждый раз при проведении культивирования, культура клональной клеточной линии с использованием клонов клеточной линии, полученных с помощью рекомбинантных генов, и культура клеточной линии с использованием скринированных моноклонов, обладающих высокой продуктивностью. В настоящей заявке культура клональных клеточных линий представляет собой культуру с использованием высокопродуктивных клонов клеточных линий, отобранных с использованием селективных маркеров из клонов клеток млекопитающих, трансфицированных рекомбинантными генами, полученную с использованием поликлональной клеточной линии и нацеленную на получение моноклональных клеточных линий. Клеточные линии включают исследовательский банк клеток (RCB), производственный основной банк клеток (MCB) и рабочий банк клеток (WCB). Кроме того, в методе культивирования были опробованы различные комбинации тест-культуры для оптимизации производства, и даже здесь было обнаружено, что существует разница в активности и N-гликане.As shown in Table 1, different types of PH20 hyaluronidase and variant proteins were prepared, and N-glycan contents were examined. For this purpose, a variety of cultures have been used using different cell sources, such as a transient expression culture obtained by transfecting ExpiCHO cells with recombinant genes using the ExpiFectamine CHO reagent (Gibco, USA) each time the culture is performed, a clonal cell line culture using clones of the cell line , obtained using recombinant genes, and cell line culture using screened monoclones with high productivity. As used herein, a clonal cell line culture is a culture using highly productive clones of cell lines selected using selectable markers from mammalian cell clones transfected with recombinant genes, produced using a polyclonal cell line, and aimed at producing monoclonal cell lines. Cell lines include a research cell bank (RCB), a production master cell bank (MCB), and a working cell bank (WCB). Additionally, in the culture method, different test culture combinations were tried to optimize production and even here it was found that there was a difference in activity and N-glycan.

Опытная культура клональной клеточной линии № 1 представляет собой периодическую культуру объемом 2 литра, которую выращивают при 37°C без изменения температуры культивирования с использованием среды HycellCHO (HyClone, США). Опытная культура клональной клеточной линии № 2, очищенная фракция № 1, и опытная культура клональной клеточной линии № 2, очищенная фракция № 2, были фракциями, разделенными и очищенными с помощью анионообменной хроматографии из собранной жидкости клеточной культуры, культивируемой при 37°C с использованием периодического метода с подпиткой в среде для культивирования с подпиткой EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в партии объемом 8 литров с Cotton 100UF (Gibco), а затем BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, США). Очищенная фракция № 1 является фракцией элюирования с низким содержанием соли, а очищенная фракция № 2 представляет собой фракцию элюирования с высоким содержанием соли. Опытная культура клеточной линии №1 была получена путем культивирования при температуре культивирования 37°C с использованием периодического метода с подпиткой, с применением среды для подпитки EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в 2 литровой загрузке с Cotton 100UF (Gibco), а затем BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, США), с последующим сдвигом температуры культивирования до 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигала заданного уровня. Опытная культура клеточной линии №2 была получена путем культивирования при температуре 37°С с использованием периодического метода с подпиткой, с использованием среды для подпитки EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в партии 10 литров с Cotton 100UF (Gibco), а затем CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США), с последующим сдвигом температуры культивирования до 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигала заданного уровня, с последующим проведением культивирования в течение 12 дней. Опытная культура клеточной линии №3 была получена путем культивирования при температуре 37°С с применением периодического метода с подпиткой, с использованием среды для подпитки EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в партии 50 литров с Cotton 100UF (Gibco, США), а затем CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™(Gibco, США); с последующим сдвигом температуры культивирования до 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигала заданного уровня. Опытная культура клеточной линии № 4 была получена путем культивирования клеток при температуре 37°C с использованием периодического метода с подпиткой, с применением среды для подпитки EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в партии 10 литров с Cotton 100UF (Gibco, США), а затем CD CHO EfficientFeed™B плюс AGT™ (Gibco, США) с последующим сдвигом температуры культивирования до 32°С при достижении заданного уровня интегральной плотности жизнеспособных клеток и культивированием клеток в течение 13 суток. Культура клеточной линии № 1, культура клеточной линии № 2, культура клеточной линии № 3 и культура клеточной линии № 4 получены путем культивирования исследовательского банка клеток (RCB), производственного основного банка клеток (MCB) и рабочего банка клеток. (WCB) при температуре культивирования 37°C с использованием периодического метода с подпиткой с применением среды для подпитки EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) в партии объемом 200 литров с Cotton 100UF (Gibco, США), а затем CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США) с последующим сдвигом температуры культивирования до 32°С при достижении заданного значения интегральной плотности жизнеспособных клеток, и культивированием клеток в течение 12 суток. Основываясь на этих условиях, были проведены эксперименты в условиях культивирования из Примеров 2-5, чтобы установить способ культивирования для поддержания уровней N-гликанов.Experimental culture of clonal cell line No. 1 is a 2-liter batch culture, which is grown at 37°C without changing the culture temperature using HycellCHO medium (HyClone, USA). Clonal cell line test #2, purified fraction #1, and clonal cell line test #2, purified fraction #2, were fractions separated and purified by anion exchange chromatography from the collected cell culture fluid cultured at 37°C using fed-batch method in EX-CELL® Advanced CHO fed-batch culture medium (Sigma-Aldrich, USA) in an 8-liter batch with Cotton 100UF (Gibco) followed by BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, USA). Purified fraction No. 1 is a low-salt elution fraction, and purified fraction No. 2 is a high-salt elution fraction. Test culture of cell line No. 1 was obtained by culturing at a culture temperature of 37°C using the fed-batch method using EX-CELL® Advanced CHO feeding medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 2-liter batch with Cotton 100UF (Gibco ), and then BalanCD® CHO Feed 4 (Irvine Scientific, USA), followed by a shift in the cultivation temperature to 32°C, when the integral density of viable cells reached a given level. Experimental culture of cell line No. 2 was obtained by culturing at a temperature of 37°C using a fed-batch method using EX-CELL® Advanced CHO feeding medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 10-liter batch with Cotton 100UF (Gibco) , and then CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ (Gibco, USA), followed by a shift in cultivation temperature to 32°C, when the integral density of viable cells reached a given level, followed by cultivation for 12 days. An experimental culture of cell line No. 3 was obtained by culturing at 37°C using a fed-batch method using EX-CELL® Advanced CHO feeding medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 50-liter batch with Cotton 100UF (Gibco, USA), and then CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ (Gibco, USA); followed by a shift in the cultivation temperature to 32°C, when the integral density of viable cells reached a given level. Experimental culture of cell line No. 4 was obtained by culturing cells at 37°C using a fed-batch method using EX-CELL® Advanced CHO feeding medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 10 liter batch with Cotton 100UF (Gibco , USA), and then CD CHO EfficientFeed™B plus AGT™ (Gibco, USA), followed by a shift in cultivation temperature to 32°C upon reaching a given level of integral density of viable cells and cell cultivation for 13 days. Cell line culture No. 1, cell line culture No. 2, cell line culture No. 3, and cell line culture No. 4 were obtained by culturing a research cell bank (RCB), a production master cell bank (MCB), and a working cell bank. (WCB) at a culture temperature of 37°C using a fed-batch method using EX-CELL® Advanced CHO feeding medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 200 liter batch with Cotton 100UF (Gibco, USA) followed by CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ (Gibco, USA), followed by a shift in cultivation temperature to 32°C when the specified value of the integral density of viable cells is reached, and cell cultivation for 12 days. Based on these conditions, experiments were carried out under the culture conditions of Examples 2-5 to establish a culture method for maintaining N-glycan levels.

Как видно из таблицы 1, человеческая гиалуронидаза PH20 дикого типа и ее вариант, а также гиалуронидаза PH20 млекопитающих должны иметь уровень галактозилирования от 15 до 50%, уровень сиалилирования от 2,5 до 28% и уровень маннозилирования от 47 до 60% в N-гликане, и должны иметь уровень галактозилирования от 1 до 68%, уровень сиалилирования от 1 до 38% и уровень маннозилирования от 40 до 63% в N-гликане при применении 95% доверительного интервала к результаты испытаний, для обеспечения промышленно пригодной гиалуронидазной активности. Такие числовые значения могут также включать погрешность в 10%, поскольку при измерении уровней глюкозы в белках возможны отклонения в зависимости от таких условий, как оборудование, используемое для эксперимента, время ферментативной реакции, температура испытания, квалификация аналитика и т.п., поэтому уровень глюкозы, измеренный в настоящем изобретении, следует интерпретировать в более широком смысле с учетом различий между лабораториями, а не в ограниченном смысле.As can be seen from Table 1, wild-type human hyaluronidase PH20 and its variant, as well as mammalian hyaluronidase PH20, should have a galactosylation level of 15 to 50%, a sialylation level of 2.5 to 28%, and a mannosylation level of 47 to 60% in N- glycans, and must have a galactosylation level of 1 to 68%, a sialylation level of 1 to 38%, and a mannosylation level of 40 to 63% in N-glycan when applying a 95% confidence interval to the test results, to provide industrially useful hyaluronidase activity. Such numerical values may also include a margin of error of 10% since measurements of glucose levels in proteins are subject to variations depending on conditions such as the equipment used for the experiment, enzymatic reaction time, test temperature, skill of the analyst, etc., so the level glucose measured in the present invention should be interpreted in a broader sense, taking into account differences between laboratories, and not in a limited sense.

Кроме того, в частности, принимая во внимание взаимосвязь между активностью и сиалилированием, можно видеть, что гиалуронидаза, имеющая активность выше активности человеческой PH20 дикого типа и, таким образом, пригодная для промышленного использования, может быть получена только тогда, когда сиалилирование ограничено примерно до 30% или менее. Приведенное выше числовое значение может быть получено в результате экспериментов и может включать погрешность в 10%.Moreover, in particular taking into account the relationship between activity and sialylation, it can be seen that hyaluronidase having an activity above that of wild-type human PH20 and thus suitable for industrial use can only be obtained when sialylation is limited to approximately 30% or less. The above numerical value may be obtained from experimentation and may include an error of 10%.

Высококачественную гиалуронидазу, поддерживающую уровень N-гликанов, идентифицировали с помощью временной экспрессионной культуры, а клеточные линии получали путем отбора моноклональных штаммов, обладающих высокой продуктивностью, для стабильного коммерческого производства. Все опытные культуры клеточных линий №2, №3, №4 и культуры клеточных линий №1, №2, №3, №4, представленные в таблице 1, которые получены методами культивирования с использованием результатов Примеров 2, 3, 4 и 5, проявляли уровень экспрессии фермента 10000 единиц/мл или более, что указывает на возможность получения высококачественной гиалуронидазы с высокой эффективностью и низкой стоимостью.High-quality hyaluronidase supporting N-glycan levels was identified by transient expression culture, and cell lines were established by selecting high-yield monoclonal strains for consistent commercial production. All experimental cultures of cell lines No. 2, No. 3, No. 4 and cultures of cell lines No. 1, No. 2, No. 3, No. 4, presented in Table 1, which were obtained by cultivation methods using the results of Examples 2, 3, 4 and 5, exhibited an enzyme expression level of 10,000 units/mL or more, indicating the possibility of producing high-quality hyaluronidase with high efficiency and low cost.

Пример 2. Культура, зависящая от добавкиExample 2: Additive Dependent Culture

Вариант гиалуронидазы PH20 инокулировали в концентрации 2×106 клеток/мл в каждую из трех колб Эрленмейера объемом 125 мл, содержащих среду для периодического культивирования с подпиткой EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, США) с добавлением или без добавления Cotton 200UF (Gibco, США) и затем 20 мМ N-ацетил-D-маннозамина (NZP, Нидерланды) или 50 мМ галактозы (Pfanstiehl, США), проводили культивирование в периодическом режиме в инкубаторе при 37°C и 8% CO2, а затем периодическое культивирование с подпиткой при пониженной температуре 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток (IVCD) достигла диапазона сдвига. Питательную среду CD CHO EfficientFeed™ B плюс среду AGT™ (Gibco, США) подавали ежедневно в количестве 1,88% от исходного объема культуры в колбе. Образцы клеток собирали ежедневно из культуральных жидкостей и измеряли плотность жизнеспособных клеток, жизнеспособность клеток, рН и уровни лактата. После прекращения культивирования центрифугировали при 2000 об/мин в течение 10 минут для получения надосадочной жидкости культуры. Активность образца, культивируемого в вышеуказанных условиях, определяли с помощью ВЭЖХ и анализа мутности, а белковые характеристики и уровни N-гликанов наблюдали с помощью изоэлектрофокусирования и анализа гликозилирования. Среда с добавлением 50 мМ галактозы показала увеличение галактозилирования на 24% и снижение активности на 2% по сравнению со средой без добавления 50 мМ галактозы, а среда с добавлением 20 мМ N-ацетил-D-маннозамина показала 35% увеличение сиалилирования и снижение активности на 20% по сравнению со средой без добавления 20 мМ N-ацетил-D-маннозамина (фиг. 3, 4, 5 и 6).Hyaluronidase variant PH20 was inoculated at a concentration of 2×10 6 cells/ml into each of three 125 ml Erlenmeyer flasks containing fed-batch culture medium EX-CELL® Advanced CHO (Sigma-Aldrich, USA) with or without Cotton 200UF. (Gibco, USA) and then 20 mM N-acetyl-D-mannosamine (NZP, Netherlands) or 50 mM galactose (Pfanstiehl, USA), batch culture was carried out in an incubator at 37°C and 8% CO 2 , and then Fed-batch culture at a reduced temperature of 32°C when the integral viable cell density (IVCD) has reached the shear range. CD CHO EfficientFeed™ B nutrient medium plus AGT™ medium (Gibco, USA) was supplied daily in an amount of 1.88% of the initial culture volume in the flask. Cell samples were collected daily from culture fluids and viable cell density, cell viability, pH, and lactate levels were measured. After cessation of cultivation, centrifugation was carried out at 2000 rpm for 10 minutes to obtain the culture supernatant. The activity of the sample cultured under the above conditions was determined by HPLC and turbidity analysis, and the protein characteristics and N-glycan levels were observed by isoelectric focusing and glycosylation analysis. Medium supplemented with 50 mM galactose showed a 24% increase in galactosylation and a 2% decrease in activity compared to medium without the addition of 50 mM galactose, and medium supplemented with 20 mM N-acetyl-D-mannosamine showed a 35% increase in sialylation and a decrease in activity at 20% compared to the medium without the addition of 20 mM N-acetyl-D-mannosamine (Fig. 3, 4, 5 and 6).

Пример 3. Культура в зависимости от периода культивированияExample 3. Culture depending on the cultivation period

Клетки, сверхэкспрессирующие вариант гиалуронидазы PH20, инокулировали в количестве 2×106 клеток/мл в среду EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch (Sigma-Aldrich, США) в биореакторе Sartorius 200 л. На вторые сутки культивирования проводили периодическое культивирование с использованием Cotton 200UF (Gibco, США) и среды CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США), которая представляет собой концентрированную питательную среду (Gibco, США), в качестве среды подпитки, при рН 7,2±0,4 и DO 40% при скорости 47 об/мин. Исходное культивирование проводили при 37°C, температуру сдвигали до 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигала диапазона изменения, и проводили периодическое культивирование с подпиткой. Питательную среду CD CHO EfficientFeedTM B плюс среду AGTTM (Gibco, США) подавали ежедневно в количестве 1,88% от исходного объема культуры в 200-литровом биореакторе. Что касается периода культивирования, культивирование прекращали на 19-й день, когда жизнеспособность клеток падала до 40% или менее. Ежедневно из культуральных жидкостей собирали различные образцы клеток, определяли плотность жизнеспособных клеток, жизнеспособность клеток, интегральную плотность жизнеспособных клеток, измеряли уровень ионов аммония, и культуральный раствор собирали с использованием глубинного фильтра. Активность образцов, культивируемых в вышеуказанных условиях, определяли с помощью ВЭЖХ и анализа мутности, а белковые характеристики и уровни N-гликанов наблюдали с помощью изоэлектрофокусирования и анализа гликозилирования. По мере увеличения количества дней культивирования уровни галактозилирования и сиалилирования снижались, а активность увеличивалась (фиг. 7, 8, 9 и 10).Cells overexpressing the PH20 variant of hyaluronidase were inoculated at a rate of 2×10 6 cells/ml into EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 200 L Sartorius bioreactor. On the second day of cultivation, batch cultivation was carried out using Cotton 200UF (Gibco, USA) and CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ medium (Gibco, USA), which is a concentrated nutrient medium (Gibco, USA), as a feeding medium, at pH 7.2±0.4 and DO 40% at 47 rpm. The initial culture was carried out at 37°C, the temperature was shifted to 32°C when the integral density of viable cells reached the range of variation, and fed-batch culture was carried out. CD CHO EfficientFeed TM B nutrient medium plus AGT TM medium (Gibco, USA) was supplied daily in an amount of 1.88% of the initial culture volume in a 200-liter bioreactor. Regarding the culture period, culture was stopped on day 19 when cell viability dropped to 40% or less. Various cell samples were collected daily from the culture fluids, viable cell density, cell viability, integrated viable cell density were determined, ammonium ion levels were measured, and the culture solution was collected using a depth filter. The activity of samples cultured under the above conditions was determined by HPLC and turbidity analysis, and protein characteristics and N-glycan levels were observed by isoelectric focusing and glycosylation analysis. As the number of days of culture increased, the levels of galactosylation and sialylation decreased and the activity increased (Figs. 7, 8, 9 and 10).

Пример 4. Культура при контролируемой концентрации глюкозы в питательной средеExample 4. Culture at controlled glucose concentration in the nutrient medium

Клетки, сверхэкспрессирующие вариант гиалуронидазы PH20, инокулировали в количестве 2×106 клеток/мл в среду EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch (Sigma-Aldrich, США) в биореакторе Sartorius на 2 литра. На вторые сутки культивирования проводили периодическое культивирование с подпиткой, используя Cotton 200UF (Gibco, США) и среду CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США), которая представляет собой концентрированную питательную среду (Gibco, США), при рН 7,2±0,4 и DO 40%, со скоростью 120 об/мин. Исходное культивирование проводили при 37°C, температуру сдвигали до 32°C, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигала диапазона изменения, и затем проводили периодическое культивирование с подпиткой. Питательную среду CD CHO EfficientFeed™ B плюс среду AGT™ (Gibco, США) подавали ежедневно в количестве 1,88% от исходного объема культуры в 2-литровый биореактор. Ежедневно из культуральных жидкостей собирали различные образцы клеток, и измеряли плотность жизнеспособных клеток, жизнеспособность клеток, pH, осмоляльность и концентрацию глюкозы и лактата.Cells overexpressing the PH20 variant of hyaluronidase were inoculated at 2×10 6 cells/ml into EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 2-liter Sartorius bioreactor. On the second day of cultivation, fed-batch cultivation was carried out using Cotton 200UF (Gibco, USA) and CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ medium (Gibco, USA), which is a concentrated nutrient medium (Gibco, USA), at pH 7, 2±0.4 and DO 40%, with a speed of 120 rpm. The initial culture was carried out at 37°C, the temperature was shifted to 32°C when the integrated viable cell density reached the range of variation, and then fed-batch culture was carried out. CD CHO EfficientFeed™ B nutrient medium plus AGT™ medium (Gibco, USA) was fed daily in an amount of 1.88% of the original culture volume into a 2-liter bioreactor. Various cell samples were collected daily from the culture fluids, and viable cell density, cell viability, pH, osmolality, and glucose and lactate concentrations were measured.

Концентрацию глюкозы в культуральной среде измеряли ежедневно и контролировали с момента времени, когда концентрация глюкозы, содержащейся в надосадочной жидкости культуры, не превышала стандартную концентрацию 2, 4 или 6 г/л, так как глюкоза потребляется растущими клетками. Когда измеренная концентрация глюкозы составляла 2, 4 или 6 г/л или менее, что является соответствующими стандартными концентрациями, базовый раствор глюкозы 200 г/л добавляли в течение максимального времени 3 часа в количестве, обеспечивающем достижение стандартной концентрации. Когда измеренная концентрация глюкозы составляла 2, 4 или 6 г/л или более, базовый раствор не добавляли для поддержания каждой стандартной концентрации. В целом влияние изменений содержания глюкозы на рост клеток в течение 3 часов при культивировании клеток млекопитающих было незначительным.The concentration of glucose in the culture medium was measured daily and monitored from the time point when the concentration of glucose contained in the culture supernatant did not exceed the standard concentration of 2, 4 or 6 g/L, as glucose is consumed by growing cells. When the measured glucose concentration was 2, 4, or 6 g/L or less, which are the corresponding standard concentrations, a 200 g/L glucose stock solution was added over a maximum time of 3 hours in an amount to achieve the standard concentration. When the measured glucose concentration was 2, 4, or 6 g/L or more, no stock solution was added to maintain each standard concentration. Overall, the effect of changes in glucose on cell growth over 3 hours in mammalian cell culture was negligible.

В этом случае условие поддержания 2 г/л в качестве стандартной концентрации называлось условием концентрации 1 г/л (±1 г/л), условие поддержания 4 г/л в качестве стандартной концентрации называли условием концентрации 3 г/л (±1 г/л), а условие поддержания 6 г/л в качестве стандартной концентрации называли условием концентрации 5 г/л (±1 г/л). Например, условие поддержания концентрации глюкозы на уровне 1 г/л (±1 г/л) означает, что нижняя граница диапазона контроля концентрации глюкозы установлена на уровне 0 г/л, а верхняя граница диапазона контроля установлена на уровне 2 г/л и означает, что в реальной культуре, когда измеренная концентрация глюкозы в надосадочной жидкости культуры достигает нижнего предела 0 г/л, дополнительно добавляют базовый раствор глюкозы 200 г/л, чтобы максимальная концентрация глюкозы достигала 2 г/л, а когда концентрация глюкозы в надосадочной жидкости культуры достигает верхнего предела 2 г/л, не добавляют базового раствора глюкозы 200 г/л. Следовательно, в двух условиях концентрации, а именно концентрации 1 г/л (±1 г/л) и концентрации 3 г/л (±1 г/л), условие концентрации 2 г/л соответствует верхнему предел по отношению к условию концентрации 1 г/л (±1 г/л) и соответствует нижнему пределу по отношению к условию концентрации 3 г/л (±1 г/л), поэтому эти два условия являются условиями, при которых происходят совершенно разные действия, и поэтому они считаются не перекрывающими друг друга.In this case, the condition of maintaining 2 g/L as the standard concentration was called 1 g/L (±1 g/L) concentration condition, the condition of maintaining 4 g/L as the standard concentration was called 3 g/L (±1 g/L) concentration condition l), and the condition of maintaining 6 g/L as the standard concentration was called the 5 g/L concentration condition (±1 g/L). For example, the condition of maintaining the glucose concentration at 1 g/L (±1 g/L) means that the lower limit of the glucose control range is set at 0 g/L, and the upper limit of the control range is set at 2 g/L and means , that in real culture, when the measured glucose concentration in the culture supernatant reaches the lower limit of 0 g/L, an additional 200 g/L glucose stock solution is added so that the maximum glucose concentration reaches 2 g/L, and when the glucose concentration in the culture supernatant reaches the upper limit of 2 g/L, do not add a 200 g/L glucose stock solution. Therefore, in two concentration conditions, namely 1 g/L concentration (±1 g/L) and 3 g/L concentration (±1 g/L), the 2 g/L concentration condition corresponds to the upper limit with respect to the 1 concentration condition g/L (±1 g/L) and corresponds to the lower limit with respect to the concentration condition of 3 g/L (±1 g/L), so these two conditions are conditions under which completely different actions occur, and therefore they are considered not overlapping each other.

После прекращения культивирования надосадочную жидкость культуры получали центрифугированием при 4°С и 10000 об/мин в течение 60 минут. Активность образца, культивируемого в вышеуказанных условиях, определяли с помощью ВЭЖХ и анализа мутности, а белковые характеристики и уровни N-гликанов определяли с помощью изоэлектрофокусирования и анализа гликозилирования. Результаты показали, что по мере увеличения концентрации глюкозы в надосадочной жидкости культуры уровни галактозилирования и сиалилирования возрастали, а активность снижалась (фиг. 11, 12, 13 и 14).After cessation of cultivation, the culture supernatant was obtained by centrifugation at 4°C and 10,000 rpm for 60 minutes. The activity of the sample cultured under the above conditions was determined by HPLC and turbidity analysis, and the protein characteristics and N-glycan levels were determined by isoelectric focusing and glycosylation analysis. The results showed that as the glucose concentration in the culture supernatant increased, the levels of galactosylation and sialylation increased and the activity decreased (Figs. 11, 12, 13 and 14).

Пример 5. Культура при контролируемом значении рНExample 5 pH Controlled Culture

Клетки, сверхэкспрессирующие вариант гиалуронидазы PH20, инокулировали в количестве 2×106 клеток/мл в среде EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch (Sigma-Aldrich, США) в биореакторе Sartorius 2 литра. На второй день культивирования проводили периодическое культивирование с подпиткой, используя Cotton 200UF (Gibco, США) и среду CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США), которая представляет собой концентрированную питательную среду (Gibco, США), в качестве подпитки, при DO 40% со скоростью 120 об/мин. Исходную культуру проводили при 37°С, температуру сдвигали до 32°С, когда интегральная плотность жизнеспособных клеток достигла диапазона изменения, и затем проводили периодическое культивирование с подпиткой. Питательную среду CD CHO EfficientFeed™ B плюс AGT™ (Gibco, США) подавали ежедневно в количестве 1,88% от исходного объема культуры в 2-литровый биореактор. Температуру культуры меняли, культуру разделяли и далее культивировали в соответствии с четырьмя условиями pH, а именно pH 6,8±0,1, pH 7,0±0,1, pH 7,2±0,1 и pH 7,4±0,1, чтобы найти улучшенные условия по сравнению с обычным рН 7,2±0,4. Диапазон контроля рН культуры устанавливали в соответствии с этими четырьмя условиями с использованием обычного биореактора, который включает функцию контроля рН. Например, pH 7,0±0,1 означает, что нижний предел диапазона контроля pH составляет pH 6,9, а верхний предел диапазона контроля pH составляет pH 7,1. В реальной культуре, когда рН культуральной среды достигает нижнего предела рН 6,9, добавляют основание для повышения рН, а когда рН культуральной среды достигает верхнего предела рН 7,1, добавляют углекислый газ для снижения рН. Следовательно, в двух условиях рН 6,8±0,1 и рН 7,0±0,1 условию рН 6,9 соответствует верхний предел при рН 6,8±0,1 и нижний предел при рН 7,0±0,1. Поэтому считается, что два условия не перекрывают друг друга. Культивирование проводили до дня, когда жизнеспособность клеток достигала 40% или менее, ежедневно отбирали несколько образцов клеток из культуральных жидкостей, и измеряли плотность жизнеспособных клеток, жизнеспособность клеток, рН и интегральный уровень плотности жизнеспособных клеток. После прекращения культивирования надосадочную жидкость культуры получали центрифугированием при 4°С и 10000 об/мин в течение 60 минут. Активность образца, культивируемого в вышеуказанных условиях, определяли с помощью ВЭЖХ и анализа мутности, а белковые характеристики определяли с помощью изоэлектрофокусирования. Активность менялась в зависимости от pH культуральной среды, а самая высокая активность и самый низкий уровень сиалилирования наблюдались при pH 7,0±0,1, что было улучшенным состоянием по сравнению с обычным состоянием (таблица 2, фиг. 15, 16 и 17). Cells overexpressing the PH20 variant of hyaluronidase were inoculated at 2×10 6 cells/ml in EX-CELL® Advanced CHO Fed-Batch medium (Sigma-Aldrich, USA) in a 2 liter Sartorius bioreactor. On the second day of cultivation, fed-batch cultivation was carried out using Cotton 200UF (Gibco, USA) and CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ (Gibco, USA), which is a concentrated nutrient medium (Gibco, USA), as feed. at DO 40% at 120 rpm. The initial culture was carried out at 37°C, the temperature was shifted to 32°C when the integral density of viable cells reached the range of variation, and then batch culture was carried out with feeding. CD CHO EfficientFeed™ B plus AGT™ nutrient medium (Gibco, USA) was fed daily in an amount of 1.88% of the initial culture volume into a 2-liter bioreactor. The temperature of the culture was changed, the culture was divided and further cultured according to four pH conditions, namely pH 6.8±0.1, pH 7.0±0.1, pH 7.2±0.1 and pH 7.4± 0.1 to find improved conditions compared to the usual pH of 7.2±0.4. The culture pH control range was set according to these four conditions using a conventional bioreactor that includes a pH control function. For example, pH 7.0±0.1 means that the lower limit of the pH control range is pH 6.9 and the upper limit of the pH control range is pH 7.1. In actual culture, when the pH of the culture medium reaches the lower limit of pH 6.9, base is added to increase the pH, and when the pH of the culture medium reaches the upper limit of pH 7.1, carbon dioxide is added to lower the pH. Therefore, in two conditions pH 6.8±0.1 and pH 7.0±0.1, the pH 6.9 condition corresponds to the upper limit at pH 6.8±0.1 and the lower limit at pH 7.0±0, 1. Therefore, the two conditions are considered not to overlap each other. Cultivation was carried out until the day when the cell viability reached 40% or less, several cell samples were taken daily from the culture liquids, and the viable cell density, cell viability, pH, and integrated viable cell density were measured. After cessation of cultivation, the culture supernatant was obtained by centrifugation at 4°C and 10,000 rpm for 60 minutes. The activity of the sample cultured under the above conditions was determined by HPLC and turbidity analysis, and the protein characteristics were determined by isoelectric focusing. The activity varied depending on the pH of the culture medium, and the highest activity and lowest level of sialylation were observed at pH 7.0 ± 0.1, which was an improved condition compared to the normal condition (Table 2, Figs. 15, 16 and 17) .

Таблица 2table 2

Свойства N-гликановProperties of N-glycans pH 7,2±0,4
(обычные условия)
pH 7.2±0.4
(usual conditions)
pH 6,8±0,1pH 6.8±0.1 pH 7,0±0,1pH 7.0±0.1 pH 7,2±0,1pH 7.2±0.1 pH 7,4±0,1pH 7.4±0.1
Галактозилирование (%)Galactosylation (%) 39,639.6 49,449.4 37,037.0 42,142.1 47,647.6 Сиалилирование (%)Sialylation (%) 14,614.6 12,712.7 6,36.3 13,913.9 20,920.9 Маннозилирование (%)Mannosylation (%) 48,448.4 43,343.3 50,550.5 50,350.3 49,349.3 Общее афукозилирование (%)Total afucosylation (%) 53,453.4 46,246.2 51,251.2 56,256.2 57,257.2 Афукозилирование (%)Afucosylation (%) 7,77.7 5,95.9 4,24.2 8,98.9 10,710.7 Относительная удельная активность (%)Relative specific activity (%) 100%100% 92%92% 115%115% 104%104% 98%98%

Пример 6. Очистка гиалуронидазы с использованием надосадочной жидкости культуры клеток животныхExample 6 Purification of Hyaluronidase Using Animal Cell Culture Supernatant

Этап 1: Обработка надосадочной жидкости культуры с заменой буфера/сурфактантомStep 1: Treatment of culture supernatant with buffer/surfactant exchange

Условия культуральных растворов корректировали до условий уравновешивания первой анионообменной колонки путем контроля рН и электропроводности с помощью УФ/ДФ с использованием мембранного фильтра с пределом отсечения по молекулярной массе 30 кДа. Скорректированный раствор обрабатывали подходящей концентрацией растворителя/поверхностно-активного вещества для инактивации вирусов и проводили реакцию при комнатной температуре в течение примерно 60 минут.Conditions of the culture solutions were adjusted to the equilibration conditions of the first anion exchange column by monitoring pH and conductivity with UV/DF using a membrane filter with a molecular weight cutoff of 30 kDa. The adjusted solution was treated with a suitable concentration of solvent/surfactant to inactivate the viruses and reacted at room temperature for approximately 60 minutes.

Этап 2: Первичная анионообменная колоночная хроматография (Q Sepharose Fast Flow).Step 2: Primary anion exchange column chromatography (Q Sepharose Fast Flow).

Отфильтрованный белковый раствор пропускали через первичную анионообменную колонку для захвата гиалуронидазы анионообменной смолой и элюировали из колонки при высокой концентрации соли. Перед загрузкой колонку уравновешивали с использованием трометаминового буфера (имеющего рН 8,0 и концентрацию соли 30 мМ). После загрузки колонку промывали тем же буфером (первичное промывание). После первичного промывания колонку вторично промывали тем же буфером (с рН 8,0, но с концентрацией соли 60 мМ, с более высокой проводимостью, чем концентрация соли при первичном промывании). После вторичного промывания проводили элюцию необходимого белка, гиалуронидазы, с использованием соответствующего буфера, имеющего рН 8,0 и концентрацию соли 200 мМ, как показано на фиг. 18.The filtered protein solution was passed through a primary anion exchange column to capture the hyaluronidase on the anion exchange resin and eluted from the column at high salt concentration. Before loading, the column was equilibrated using tromethamine buffer (having a pH of 8.0 and a salt concentration of 30 mM). After loading, the column was washed with the same buffer (primary wash). After the primary wash, the column was washed a second time with the same buffer (pH 8.0, but with a salt concentration of 60 mM, with a higher conductivity than the salt concentration of the primary wash). After a second wash, the desired protein, hyaluronidase, was eluted using an appropriate buffer having a pH of 8.0 and a salt concentration of 200 mM, as shown in FIG. 18.

Этап 3: Вторичная анионообменная колоночная хроматография (Capto Q).Step 3: Secondary anion exchange column chromatography (Capto Q).

Отфильтрованный белковый раствор пропускали через вторичную анионообменную колонку для удаления кислого варианта гиалуронидазы с помощью анионообменной смолы и элюировали из колонки при высокой концентрации соли. Перед загрузкой колонку уравновешивали, используя буфер Бис-Трис (имеющий pH 6,0 и не содержащий соли). После загрузки колонку промывали тем же буфером Бис-Трис (первичное промывание). После первичного промывания колонку промывали тем же буфером Бис-Трис, который имел концентрацию соли 20 мМ, имеющую более высокую проводимость, чем буфер без соли при первичном промывании). После вторичного промывания проводили элюцию необходимого белка, гиалуронидазы, с использованием буфера Бис-Трис, имеющего концентрацию соли, как показано на фиг. 19.The filtered protein solution was passed through a secondary anion exchange column to remove the acidic variant of hyaluronidase using an anion exchange resin and eluted from the column at high salt concentration. Before loading, the column was equilibrated using Bis-Tris buffer (having a pH of 6.0 and containing no salt). After loading, the column was washed with the same Bis-Tris buffer (primary wash). After the initial wash, the column was washed with the same Bis-Tris buffer, which had a salt concentration of 20 mM, having a higher conductivity than the buffer without salt in the initial wash). After a second wash, the desired protein, hyaluronidase, was eluted using Bis-Tris buffer having the salt concentration as shown in FIG. 19.

Этап 4: Катионообменная (Capto MMC) колоночная хроматографияStep 4: Cation exchange (Capto MMC) column chromatography

Скорректированный белковый раствор пропускали через катионообменную колонку для удаления кислого варианта гиалуронидазы с помощью катионообменной смолы и элюировали с колонки при высокой концентрации соли. Перед загрузкой колонку уравновешивали, используя цитратный буфер с pH 5,5, имеющий концентрацию соли 80 мМ. После загрузки колонку промывали тем же цитратным буфером (первичное промывание). После первичного промывания колонку промывали соответствующим буфером Бис-Трис с рН 7,5. После вторичного промывания проводили элюцию необходимого белка, гиалуронидазы, с использованием буфера Бис-Трис с рН 8,0, имеющего концентрацию соли 400 мМ, как показано на фиг. 20.The adjusted protein solution was passed through a cation exchange column to remove the acidic variant of hyaluronidase using a cation exchange resin and eluted from the column at high salt concentration. Before loading, the column was equilibrated using citrate buffer pH 5.5 having a salt concentration of 80 mM. After loading, the column was washed with the same citrate buffer (primary wash). After the initial wash, the column was washed with the appropriate Bis-Tris buffer pH 7.5. After a second wash, the desired protein, hyaluronidase, was eluted using Bis-Tris buffer pH 8.0 having a salt concentration of 400 mM, as shown in FIG. 20.

Этап 5: Нанофильтрация/приготовление готового белкаStep 5: Nanofiltration/Protein Preparation

После катионообменной колонки белковый раствор, содержащий необходимую гиалуронидазу, фильтровали через фильтр с размером пор 1 мкм и подвергали нанофильтрации. Нанофильтрованный белковый раствор концентрировали до высокой концентрации 10 мг/мл и доводили посредством УФ/ДФ с использованием мембранного фильтра с MWCO 8 кДа для замены с гистидиновым буфером с рН 7,0, содержащим 145 мМ соли.After the cation exchange column, the protein solution containing the required hyaluronidase was filtered through a 1 μm pore size filter and subjected to nanofiltration. The nanofiltered protein solution was concentrated to a high concentration of 10 mg/mL and adjusted by UV/DF using an 8 kDa MWCO membrane filter to exchange with a pH 7.0 histidine buffer containing 145 mM salt.

Пример 7. Анализ ферментативной активности гиалуронидазыExample 7. Analysis of enzymatic activity of hyaluronidase

Ферментативную активность гиалуронидазы PH20 и других гиалуронидаз измеряли с помощью турбидиметрического анализа следующим образом.The enzymatic activities of hyaluronidase PH20 and other hyaluronidases were measured using a turbidimetric assay as follows.

Турбидиметрический анализ представляет собой метод измерения осадка, образующегося при смешивании гиалуроновой кислоты с альбумином (БСА), с использованием поглощения. Когда гиалуроновая кислота гидролизуется PH20, поглощение уменьшается при смешивании с альбумином. В целом этот процесс осуществляли следующим образом. Гиалуронидазу PH20 (Sigma) разбавляли до 1; 2; 5; 7,5; 10; 15; 20; 30; 50 или 60 единиц/мл и помещали в соответствующие пробирки. Образец очищенного белка растворяли в буфере для разбавления ферментов (20 мМ Трис·HCl, pH 7,0, 77 мМ NaCl; 0,01% (масс./объем) бычьего сывороточного альбумина) и разбавляли в каждой пробирке в 100, 300, 600, 1200 или 2400 раз. Раствор гиалуроновой кислоты 3 мг/мл разбавляли в 10 раз до 0,3 мг/мл в других пробирках, чтобы довести объем каждой пробирки до 180 мкл. 60 мкл фермента смешивали с разбавленным раствором гиалуроновой кислоты и проводили реакцию при 37°С в течение 45 минут. После реакции в каждую лунку 96-луночного планшета добавляли 50 мкл прореагировавшего фермента и 250 мкл кислого раствора альбумина, встряхивали в течение 10 минут и измеряли поглощение при 600 нм с использованием спектрофотометра. Активность образца в единицах была получена с использованием результатов испытаний стандартного продукта, для которого известна активность в единицах, и результатов испытаний образца.Turbidimetric analysis is a method of measuring the sediment formed when hyaluronic acid is mixed with albumin (BSA) using absorbance. When hyaluronic acid is hydrolyzed by PH20, absorption is reduced when mixed with albumin. In general, this process was carried out as follows. Hyaluronidase PH20 (Sigma) was diluted to 1; 2; 5; 7.5; 10; 15; 20; thirty; 50 or 60 units/ml and placed in appropriate tubes. The purified protein sample was dissolved in enzyme dilution buffer (20 mM Tris HCl, pH 7.0, 77 mM NaCl; 0.01% (w/v) bovine serum albumin) and diluted in each tube at 100, 300, 600 , 1200 or 2400 times. The 3 mg/mL hyaluronic acid solution was diluted 10-fold to 0.3 mg/mL in other tubes to bring the volume of each tube to 180 μL. 60 μl of enzyme was mixed with a diluted solution of hyaluronic acid and the reaction was carried out at 37°C for 45 minutes. After the reaction, 50 μL of reacted enzyme and 250 μL of acidic albumin solution were added to each well of a 96-well plate, shaken for 10 minutes, and the absorbance was measured at 600 nm using a spectrophotometer. The unit activity of the sample was obtained using the test results of a standard product for which unit activity is known and the test results of the sample.

Пример 8. Анализ гиалуронидазы посредством изоэлектрофокусированияExample 8 Hyaluronidase Assay by Isoelectric Focusing

Изоэлектрофокусирование гиалуронидазы проводили с помощью готового геля (pH 3-7, Invitrogen) и буферного раствора для изоэлектрофокусирования. Образец очищенной гиалуронидазы наносили на готовый гель, и проводили электрофорез с использованием аппарата для электрофореза производства Novex Corporation при 100 В в течение 1 часа, при 200 В в течение 1 часа и при 500 В в течение 30 минут. После завершения анализа гель промывали очищенной водой, белок фиксировали 12% раствором трихлоруксусной кислоты, окрашивали раствором красителя Кумасси голубого R-250 и обесцвечивали раствором уксусной кислоты в метаноле для анализа белковых полос, проявленных на геле.Isoelectric focusing of hyaluronidase was performed using a ready-made gel (pH 3-7, Invitrogen) and a buffer solution for isoelectric focusing. A sample of purified hyaluronidase was applied to the prepared gel, and electrophoresis was performed using an electrophoresis apparatus manufactured by Novex Corporation at 100 V for 1 hour, at 200 V for 1 hour, and at 500 V for 30 minutes. After completion of the analysis, the gel was washed with purified water, the protein was fixed with a 12% solution of trichloroacetic acid, stained with a solution of Coomassie Blue R-250 dye, and decolorized with a solution of acetic acid in methanol to analyze the protein bands developed on the gel.

Пример 9. Анализ уровня N-гликанов гиалуронидазыExample 9. Analysis of the level of N-glycans of hyaluronidase

Уровень N-гликанов гиалуронидазы анализировали путем маркировки образца N-гликана, разделения путем обработки гиалуронидазы PNGase F (N-гликозидазой F), 2-AB (2-аминобензамидом) с последующим проведением сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием колонки ACQUITY UPLC Glycan BEH Amide (Waters). Образец очищенной гиалуронидазы обессоливали и подвергали взаимодействию с PNGase F при 37°С в течение 16-18 часов для выделения N-гликана. N-гликан метили 2-АВ и затем проводили реакцию при 65°С в течение 3 часов, после чего из него удаляли избыток 2-АВ. Образец меченого N-гликана разделяли с помощью ВЭЖХ с градиентом ацетонитрила 72%-20%. Разделенный образец выявляли с помощью флуоресцентного детектора (FLD) для анализа уровней N-гликанов. Соответствующие разделенные N-гликаны классифицировали; N-гликаны, содержащие терминальную галактозу (G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2, A2F и т.п.), добавляли для определения процента галактозилирования (%); N-гликаны, содержащие терминальную сиаловую кислоту (A1, A1F, A2, A2F и т.п.), добавляли для определения процента сиалилирования (%); и N-гликаны, содержащие терминальную маннозу (M4G0F, M5, M5G0, M6, M7, M8, M9 и т.п.) добавляли для определения процента маннозилирования (%).Hyaluronidase N-glycan levels were analyzed by labeling the N-glycan sample, separating by treating hyaluronidase with PNGase F, 2-AB (2-aminobenzamide), followed by ultra-high performance liquid chromatography using an ACQUITY UPLC Glycan BEH Amide column (Waters ). A sample of purified hyaluronidase was desalted and reacted with PNGase F at 37°C for 16-18 hours to isolate N-glycan. The N-glycan was labeled with 2-AB and then reacted at 65°C for 3 hours, after which excess 2-AB was removed. The labeled N-glycan sample was separated using HPLC with a 72%-20% acetonitrile gradient. The separated sample was detected using a fluorescence detector (FLD) to analyze N-glycan levels. The corresponding separated N-glycans were classified; N-glycans containing terminal galactose (G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2, A2F, etc.) were added to determine the percentage of galactosylation (%); N-glycans containing terminal sialic acid (A1, A1F, A2, A2F, etc.) were added to determine the percentage of sialylation (%); and N-glycans containing terminal mannose (M4G0F, M5, M5G0, M6, M7, M8, M9, etc.) were added to determine the percentage of mannosylation (%).

Пример 10. Получение гиалуронидазы животного происхождения и анализ уровня N-гликановExample 10. Preparation of animal-derived hyaluronidase and analysis of N-glycan levels

(1) Производство генов гиалуронидазы РН20 бонобо и овцы(1) Production of hyaluronidase PH20 genes in bonobos and sheep

Для исследования активности и уровня N-гликанов гиалуронидазы PH20 животного происхождения от антропоидов, то есть бонобо, и парнокопытных, то есть овец, гиалуронидазу PH20 получали следующим образом. кДНК синтезировали из генов дикого типа и вставляли в сайты рестрикционных ферментов Xho I и Not I вектора pcDNA3.4-TOPO. Для экспрессии в клетках ExpiCHO вместо нативного сигнального пептида PH20 в качестве сигнального пептида использовали один из сигнальных пептидов гормона роста человека, сывороточного альбумина человека или Hyal1 человека. Для очистки белка с использованием колонки HisTrap последовательность ДНК His-метки располагали на 3'-конце кДНК PH20. Каждую последовательность идентифицировали с помощью секвенирования ДНК. В таблице 3 показаны последовательности гиалуронидаз животного происхождения.To study the activity and level of N-glycans of hyaluronidase PH20 of animal origin from anthropoids, that is, bonobos, and artiodactyls, that is, sheep, hyaluronidase PH20 was obtained as follows. cDNA was synthesized from wild-type genes and inserted into the Xho I and Not I restriction enzyme sites of the pcDNA3.4-TOPO vector. For expression in ExpiCHO cells, one of the human growth hormone, human serum albumin, or human Hyal1 signal peptides was used as the signal peptide instead of the native PH20 signal peptide. For protein purification using a HisTrap column, the His tag DNA sequence was placed at the 3′ end of the PH20 cDNA. Each sequence was identified by DNA sequencing. Table 3 shows the sequences of animal-derived hyaluronidases.

Таблица 3Table 3

Гиалуронидаза животного происхожденияHyaluronidase of animal origin Аминокислотная последовательностьAmino acid sequence Овечья РН20Sheep PH20 РН20 бонобоPH20 bonobo

(2) Экспрессия гиалуронидазы бонобо и овечьей PH20(2) Expression of bonobo and sheep PH20 hyaluronidase

Экспрессию проводили с использованием системы экспрессии ExpiCHO. Когда количество клеток ExpiCHO достигало 6×106 клеток/мл, клетки ExpiCHO трансфицировали с использованием реагента ExpiFectamine CHO с плазмидой, в которой кДНК гиалуронидазы PH20 встраивали в вектор pcDNA3.4-TOPO. Используемая здесь среда для культивирования клеток представляла собой среду для экспрессии ExpiCHO (100~500 мл). После трансфекции клетки ExpiCHO культивировали при встряхивании при 130 об/мин в течение 6 дней. В течение этого периода клетки культивировали при 37°С в течение 1 дня, а затем дополнительно культивировали при пониженной температуре 32°С в течение 5 дней. По завершении культивирования клетки центрифугировали при 10000 об/мин в течение 30 минут для получения клеточной надосадочной жидкости.Expression was performed using the ExpiCHO expression system. When the ExpiCHO cell count reached 6x10 6 cells/ml, ExpiCHO cells were transfected using ExpiFectamine CHO reagent with a plasmid in which the PH20 hyaluronidase cDNA was inserted into the pcDNA3.4-TOPO vector. The cell culture medium used here was ExpiCHO expression medium (100~500 ml). After transfection, ExpiCHO cells were cultured with shaking at 130 rpm for 6 days. During this period, cells were cultured at 37°C for 1 day and then further cultured at a reduced temperature of 32°C for 5 days. Upon completion of culture, cells were centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes to obtain cell supernatant.

(3) Очистка гиалуронидазы PH20 бонобо и овцы(3) Purification of bonobo and sheep hyaluronidase PH20

Рекомбинантные белки гиалуронидазы животного происхождения, с His-меткой на С-конце, полученные в клетках ExpiCHO, очищали с помощью двухстадийной колоночной хроматографии с использованием системы AKTA prime (GE Healthcare Systems). PH20 бонобо имеет pI 6, поэтому для нее использовали Q Sepharose для анионообменной хроматографии, а овечья PH20 имеет pI 8 или более, и поэтому была подвергнута одностадийной очистке с использованием колонки Capto S для катионообменной хроматографии. Каждый белок подвергали двухстадийной очистке с использованием колонки HisTrap HP для аффинной хроматографии с His-Tag.Recombinant animal-derived C-terminal His-tagged hyaluronidase proteins produced in ExpiCHO cells were purified by two-step column chromatography using the AKTA prime system (GE Healthcare Systems). Bonobo PH20 has a pI of 6 and was therefore treated with Q Sepharose for anion exchange chromatography, and sheep PH20 has a pI of 8 or greater and was therefore subjected to a one-step purification using a Capto S cation exchange chromatography column. Each protein was subjected to two-step purification using a HisTrap HP His-Tag affinity chromatography column.

Для очистки белка с использованием колонки Q Sepharose готовили буфер А (20 мМ фосфата натрия, рН 7,5) и буфер В (20 мМ фосфата натрия, рН 7,5; 0,5 М NaCl). Белок связывали с колонкой Q Sepharose, и колонку промывали 5 колоночными объемами буфера А для удаления неспецифически связанных белков, а затем промывали 5 колоночными объемами буфера B при градиенте концентрации от 0 до 100% для элюирования белка. For protein purification using a Q Sepharose column, buffer A (20 mM sodium phosphate, pH 7.5) and buffer B (20 mM sodium phosphate, pH 7.5; 0.5 M NaCl) were prepared. The protein was bound to a Q Sepharose column, and the column was washed with 5 column volumes of Buffer A to remove nonspecifically bound proteins and then washed with 5 column volumes of Buffer B on a concentration gradient from 0 to 100% to elute the protein.

Для очистки белка с использованием колонки Capto S готовили буфер А (20 мМ фосфат натрия, 15 мМ NaCl, pH 6,0) и буфер B (20 мМ фосфат натрия, 500 мМ NaCl, pH 6,0). Значение рН и проводимость культуральной среды устанавливали такими же, как у буфера А, и культуральную среду фильтровали через мембрану с размером пор 0,22 мкм. Образец белка связывали с колонкой Capto S, и колонку промывали 3 колоночными объемами (CV) буфера А для удаления неспецифически связанных белков. Колонку промывали 4 CV буфера B для элюирования белка.For protein purification using a Capto S column, buffer A (20 mM sodium phosphate, 15 mM NaCl, pH 6.0) and buffer B (20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, pH 6.0) were prepared. The pH and conductivity of the culture medium were set to the same as buffer A, and the culture medium was filtered through a 0.22 μm pore size membrane. The protein sample was bound to a Capto S column, and the column was washed with 3 column volumes (CV) of buffer A to remove nonspecifically bound proteins. The column was washed with 4 CV of buffer B to elute the protein.

Для очистки белка с использованием колонки HisTrap HP готовили буфер А (20 мМ фосфат натрия, 500 мМ NaCl, pH 7,5) и буфер B (20 мМ фосфат натрия, 500 мМ NaCl, 500 мМ имидазол, pH 7,5). Образец белка связывали с колонкой HisTrap HP, и колонку промывали 7 CV 7% буфера B для удаления неспецифически связанных белков, а затем промывали 3 CV 40% буфера B для элюирования целевого белка. Элюат колонки подвергали диализу с использованием буфера для диализа (20 мМ фосфата натрия, 100 мМ NaCl, pH 7,0).For protein purification using a HisTrap HP column, buffer A (20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, pH 7.5) and buffer B (20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, 500 mM imidazole, pH 7.5) were prepared. The protein sample was bound to a HisTrap HP column, and the column was washed with 7 CV of 7% Buffer B to remove nonspecifically bound proteins and then washed with 3 CV of 40% Buffer B to elute the target protein. The column eluate was dialyzed using dialysis buffer (20 mM sodium phosphate, 100 mM NaCl, pH 7.0).

(4) Анализ гиалуронидазы PH-20 бонобо и овец.(4) Bonobo and sheep PH-20 hyaluronidase assay.

Анализ активности проводили таким же образом, как в Примере 7, и анализ уровня N-гликанов выполняли таким же образом, как в Примере 9. Результаты представлены в таблице 1.The activity assay was performed in the same manner as in Example 7, and the N-glycan level assay was performed in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 1.

Пример 11. Анализ ферментативной кинетики вариантов в зависимости от уровня N-гликановExample 11. Analysis of enzymatic kinetics of variants depending on the level of N-glycans

Для анализа ферментативной кинетики вариантов по настоящему изобретению ферментативную активность измеряли методом Моргана-Элсона (Takahashi, T. et al. (2003) Anal. Biochem. 322:257-263). Метод Моргана-Элсона представляет собой колориметрический метод, который анализирует дающие красный цвет вещества (при 545 нм), возникающие в результате реакции восстановленного терминального N-ацетил-D-глюкозамина (GlcNAc), образующегося при гидролизе гиалуроновой кислоты гиалуронидазой, с пара-диметиламинобензальдегидом (ДМАБ), то есть реактивом Эрлиха. N-ацетил-D-глюкозамин (GlcNAc, Sigma), разбавленный до 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 или 1,25 мМ в буферном растворе для разведения (0,1 М NaPi; 0,1 М NaCl; 1,5 мМ 1,4-лактона сахарной кислоты, рН 5,35) восстанавливали обработкой тетраборатом в каждой пробирке, а затем добавляли ДМАБ, чтобы вызвать колориметрическую реакцию. После реакции измеряли оптическую плотность при 545 нм, чтобы создать стандартную кривую реакции для GlcNAc. Гиалуроновую кислоту в качестве субстрата разводили до 0,54; 0,65; 0,87; 1,23 или 2,17 мкМ в буферном растворе для разведения в каждой пробирке, и в каждую пробирку добавляли гиалуронидазу с последующей реакцией при 37°С в течение 5 минут и нагреванием при 100°С в течение 5 минут до завершения ферментативной реакции. Полученное вещество восстанавливали путем обработки тетраборатом и добавляли ДМАБ, чтобы вызвать колориметрическую реакцию. После реакции измеряли поглощение при 545 нм и определяли ферментативную активность, используя стандартную кривую реакции GlcNAc, приведенную выше. С помощью этого метода анализировали ферментативную кинетику PH20 дикого типа с SEQ ID NO: 1 и варианта PH20 по настоящему изобретению. В результате кривая Лайнуивера-Берка оказалась линейной, что означает, что вариант РН20 по настоящему изобретению следует формуле кинетики фермента Михаэлиса-Ментен.To analyze the enzymatic kinetics of the variants of the present invention, enzymatic activity was measured by the Morgan-Elson method (Takahashi, T. et al. (2003) Anal. Biochem. 322:257-263). The Morgan-Elson method is a colorimetric method that analyzes red-coloring substances (at 545 nm) resulting from the reaction of reduced terminal N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc), formed by the hydrolysis of hyaluronic acid by hyaluronidase, with para-dimethylaminobenzaldehyde ( DMAB), that is, Ehrlich's reagent. N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc, Sigma), diluted to 0.25; 0.50; 0.75; 1.00 or 1.25 mM in dilution buffer (0.1 M NaPi; 0.1 M NaCl; 1.5 mM 1,4-lactone sugar acid, pH 5.35) was reduced by treatment with tetraborate in each tube, and then DMAB was added to induce a colorimetric reaction. After the reaction, absorbance was measured at 545 nm to generate a standard reaction curve for GlcNAc. Hyaluronic acid as a substrate was diluted to 0.54; 0.65; 0.87; 1.23 or 2.17 μM in dilution buffer in each tube, and hyaluronidase was added to each tube, followed by reaction at 37°C for 5 minutes and heating at 100°C for 5 minutes until the enzymatic reaction was complete. The resulting material was reduced by treatment with tetraborate and DMAB was added to induce a colorimetric reaction. After the reaction, the absorbance was measured at 545 nm and the enzymatic activity was determined using the standard GlcNAc reaction curve given above. Using this method, the enzymatic kinetics of wild type PH20 with SEQ ID NO: 1 and the PH20 variant of the present invention were analyzed. As a result, the Lineweaver-Burk curve was found to be linear, which means that the PH20 variant of the present invention follows the Michaelis-Menten enzyme kinetics formula.

В таблице 4 представлены результаты анализа ферментативной кинетики фракций № 1 и № 2, полученных из опытной культуры клональной клеточной линии № 2, среди образцов в таблице 1 из Примера 1. Результаты показали, что когда уровни галактозилирования и маннозилирования находятся в одинаковых пределах диапазонах и уровень сиалилирования низкий, ферментативная активность рекомбинантной гиалуронидазы повышается за счет высокой каталитической эффективности (kcat/Km) фермента.Table 4 presents the results of the analysis of the enzymatic kinetics of fractions No. 1 and No. 2, obtained from an experimental culture of clonal cell line No. 2, among the samples in Table 1 from Example 1. The results showed that when the levels of galactosylation and mannosylation are within the same ranges and the level sialylation is low, the enzymatic activity of recombinant hyaluronidase is increased due to the high catalytic efficiency (k cat /K m ) of the enzyme.

Экспериментальный результат доказывает, что на активность фермента с одинаковой аминокислотной структурой может влиять изменение гликозилирования, точнее, изменение уровня сиалилирования. Таким образом, это свидетельствует, что при попытке получения промышленно пригодной гиалуронидазы путем массового производства гиалуронидазы PH20 дикого типа или ее варианта с использованием рекомбинантного метода можно создать фермент, имеющий большую промышленную применимость, путем контроля уровня сиалилирования.The experimental result proves that the activity of an enzyme with the same amino acid structure can be affected by a change in glycosylation, or more precisely, a change in the level of sialylation. Thus, this demonstrates that when attempting to obtain industrially useful hyaluronidase by mass production of wild type PH20 hyaluronidase or its variant using a recombinant method, it is possible to create an enzyme having greater industrial applicability by controlling the level of sialylation.

Таблица 4Table 4

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Способ получения рекомбинантного белка гиалуронидазы PH20 или ее варианта в соответствии с настоящим изобретением позволяет получать рекомбинантный белок гиалуронидазы PH20 или ее варианта, обладающий высокой продуктивностью и высокой ферментативной активностью, и, таким образом, реализует массовое производство и поставку рекомбинантного белка гиалуронидазы PH20 или ее варианта.The method for producing recombinant hyaluronidase protein PH20 or its variant according to the present invention produces recombinant hyaluronidase protein PH20 or its variant having high productivity and high enzymatic activity, and thus realizes mass production and supply of recombinant hyaluronidase protein PH20 or its variant.

Хотя были подробно описаны конкретные конфигурации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что это подробное описание представлено в качестве предпочтительных вариантов осуществления только для иллюстративных целей и не должно рассматриваться как ограничивающее объем настоящего изобретения. Таким образом, существенный объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.Although specific configurations of the present invention have been described in detail, those skilled in the art will appreciate that this detailed description is presented as preferred embodiments for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the present invention. Thus, the essential scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

СсылкиLinks

1. L. H. Bookbinder, A. Hofer, M. F. Haller, M. L. Zepeda, G-A. Keller, J. E. Lim, T. S. Edgington, H. M. Shepard, J. S. Patton, G. I. Frost. (2006). A recombinant human enzyme for enhanced interstitial transport of therapeutics. J. Control. Release. 114, 230-241.1. L. H. Bookbinder, A. Hofer, M. F. Haller, M. L. Zepeda, G-A. Keller, J. E. Lim, T. S. Edgington, H. M. Shepard, J. S. Patton, G. I. Frost. (2006). A recombinant human enzyme for enhanced interstitial transport of therapeutics. J. Control. Release. 114, 230-241.

2. Douglas B. Muchmore, M.D., and Daniel E. Vaughn, Ph.D. (2012). Accelerating and Improving the Consistency of Rapid-Acting Analog Insulin Absorption and Action for Both Subcutaneous Injection and Continuous Subcutaneous Infusion Using Recombinant Human Hyaluronidase. J. Diabetes Sci. and Technol. 6(4): 764-722. Douglas B. Muchmore, M.D., and Daniel E. Vaughn, Ph.D. (2012). Accelerating and Improving the Consistency of Rapid-Acting Analog Insulin Absorption and Action for Both Subcutaneous Injection and Continuous Subcutaneous Infusion Using Recombinant Human Hyaluronidase. J Diabetes Sci. and Technol. 6(4): 764-72

3. E. M. Krantz. (1980). Low-dose intramuscular ketamine and hyaluronidase for induction of anaesthesia in non-premedicated children. S. Afr. Med. J. 58(4):161-2.3. E. M. Krantz. (1980). Low-dose intramuscular ketamine and hyaluronidase for induction of anaesthesia in non-premedicated children. S. Afr. Med. J. 58(4):161-2.

4. W. A. Clement, S. H. Vyas, J. N. Marshall, J. H. Dempster. (2003). The use of hyaluronidase in nasal infiltration: prospective randomized controlled pilot study. J. Laryngol. Otol. 117(8):614-8.4. W. A. Clement, S. H. Vyas, J. N. Marshall, J. H. Dempster. (2003). The use of hyaluronidase in nasal infiltration: prospective randomized controlled pilot study. J. Laryngol. Otol. 117(8):614-8.

5. Thomas J. R., Wallace M. S., Yocum R. C., Vaughn D. E., Haller M. F., Flament J. (2009). The INFUSE-Morphine study: use of recombinant human hyaluronidase (rHuPH20) to enhance the absorption of subcutaneously administered morphine in patients with advanced illness. J. Pain and Symptom Manag. 38(5):663-672.5. Thomas J. R., Wallace M. S., Yocum R. C., Vaughn D. E., Haller M. F., Flament J. (2009). The INFUSE-Morphine study: use of recombinant human hyaluronidase (rHuPH20) to enhance the absorption of subcutaneously administered morphine in patients with advanced illness. J. Pain and Symptom Manag. 38(5):663-672.

6. George Harb, Francois Lebel, Jean Battikha, Jeffrey W Thackara. (2010). Safety and pharmacokinetics of subcutaneous ceftriaxone administered with or without recombinant human hyaluronidase (rHuPH20) versus intravenous ceftriaxone administration in adult volunteers. Curr. Med. Res. Opin. 26(2):279-88.6. George Harb, Francois Lebel, Jean Battikha, Jeffrey W Thackara. (2010). Safety and pharmacokinetics of subcutaneous ceftriaxone administered with or without recombinant human hyaluronidase (rHuPH20) versus intravenous ceftriaxone administration in adult volunteers. Curr. Med. Res. Opin. 26(2):279-88.

7. Richard L. Wasserman. (2014). Overview of recombinant human hyaluronidase-facilitated subcutaneous infusion of IgG in primary immunodeficiencies. Immunotherapy. 6(5):553-67.7. Richard L. Wasserman. (2014). Overview of recombinant human hyaluronidase-facilitated subcutaneous infusion of IgG in primary immunodeficiencies. Immunotherapeutics 6(5):553-67.

8. Harris R. J., Shire S. J., Winter C. (2004). Commercial manufacturing scale formulation and analytical characterization of therapeutic recombinant antibodies. Drug. Dev. Res. 61:137-154.8. Harris R. J., Shire S. J., Winter C. (2004). Commercial manufacturing scale formulation and analytical characterization of therapeutic recombinant antibodies. Drug. Dev. Res. 61:137-154.

9. Stephan Schilling, Torsten Hoffmann, Fred Rosche, Susanne Manhart, Claus Wasternack, and Hans-Ulrich Demuth. (2002). Heterologous Expression and Characterization of Human Glutaminyl Cyclase: Evidence for a Disulfide Bond with Importance for Catalytic Activity. Biochemistry, 35, 10849-10857.9. Stephan Schilling, Torsten Hoffmann, Fred Rosche, Susanne Manhart, Claus Wasternack, and Hans-Ulrich Demuth. (2002). Heterologous Expression and Characterization of Human Glutaminyl Cyclase: Evidence for a Disulfide Bond with Importance for Catalytic Activity. Biochemistry, 35, 10849-10857.

10. H. Tachibana 1, K. Taniguchi, Y. Ushio, K. Teruya, K. Osada, H. Murakami. (1994). Changes of monosaccharide availability of human hybridoma lead to alteration of biological properties of human monoclonal antibody. Cytotechnology. 16(3):151-7.10. H. Tachibana 1, K. Taniguchi, Y. Ushio, K. Teruya, K. Osada, H. Murakami. (1994). Changes of monosaccharide availability of human hybridoma lead to alteration of biological properties of human monoclonal antibody. Cytotechnology. 16(3):151-7.

11. Veronica Restelli, Ming-Dong Wang, Norman Huzel, Martin Ethier, Helene Perreault, Michael Butler. (2006). The effect of dissolved oxygen on the production and the glycosylation profile of recombinant human erythropoietin produced from CHO cells. Biotechnol. Bioeng. 94:481-494.11. Veronica Restelli, Ming-Dong Wang, Norman Huzel, Martin Ethier, Helene Perreault, Michael Butler. (2006). The effect of dissolved oxygen on the production and the glycosylation profile of recombinant human erythropoietin produced from CHO cells. Biotechnol. Bioeng. 94:481-494.

12. M. C. Borys, D. I. Linzer, E. T. Papoutsakis. (1993). Culture pH affects expression rates and glycosylation of recombinant mouse placental lactogen proteins by Chinese hamster ovary (CHO) cells. Biotechnology (NY). 11:720-724.12. M. C. Borys, D. I. Linzer, E. T. Papoutsakis. (1993). Culture pH affects expression rates and glycosylation of recombinant mouse placental lactogen proteins by Chinese hamster ovary (CHO) cells. Biotechnology (NY). 11:720-724.

13. M. C. Borys, D. I. Linzer, E. T. Papoutsakis. (1994). Ammonia affects the glycosylation patterns of recombinant mouse placental lactogen-I by Chinese hamster ovary cells in a pH-dependent manner. Biotechnol. Bioeng. 43:505-514.13. M. C. Borys, D. I. Linzer, E. T. Papoutsakis. (1994). Ammonia affects the glycosylation patterns of recombinant mouse placental lactogen-I by Chinese hamster ovary cells in a pH-dependent manner. Biotechnol. Bioeng. 43:505-514.

14. Clark K. J., Chaplin F. W., Harcum S. W. (2004). Temperature effects on product quality-related enzymes in batch CHO cell cultures producing recombinant tPA. Biotechnol. Prog. 20:1888-1892.14. Clark K. J., Chaplin F. W., Harcum S. W. (2004). Temperature effects on product quality-related enzymes in batch CHO cell cultures producing recombinant tPA. Biotechnol. Prog. 20:1888-1892.

15. Arming S., Strobl B., Wechselberger C., Kreil G. (1997) In-vitro mutagenesis of PH-20 hyaluronidase from human sperm. Eur J. Biochem. 247:810-81415. Arming S., Strobl B., Wechselberger C., Kreil G. (1997) In-vitro mutagenesis of PH-20 hyaluronidase from human sperm. Eur J. Biochem. 247:810-814

Claims (23)

1. Способ получения рекомбинантной гиалуронидазы PH20 или ее варианта, который содержит замены, делеции и инсерции одного или нескольких аминокислотных остатков и, необязательно, содержит делеции некоторых N-концевых и/или С-концевых аминокислотных остатков в аминокислотной последовательности гиалуронидазы РН20, и имеющий активность фермента гиалуронидазы, включающий:1. A method for producing recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof, which contains substitutions, deletions and insertions of one or more amino acid residues and, optionally, contains deletions of some N-terminal and/or C-terminal amino acid residues in the amino acid sequence of hyaluronidase PH20, and having activity hyaluronidase enzyme, including: (1) культивирование клеток-хозяев, экспрессирующих рекомбинантную гиалуронидазу PH20 или ее вариант, при температуре культивирования от 35°C до 38°C до тех пор, пока интегральная плотность жизнеспособных клеток клеток-хозяев не достигнет от 20×106 до 120×106 клеток в сутки/мл; и(1) culturing host cells expressing recombinant hyaluronidase PH20 or a variant thereof at a culture temperature of 35°C to 38°C until the integrated viable cell density of the host cells reaches from 20x10 6 to 120x10 6 cells per day/ml; And (2) снижение температуры культивирования до 28-34°С и последующее культивирование клеток-хозяев в течение от 2 до 18 суток; при поддержании температуры культуры:(2) reducing the culture temperature to 28-34°C and subsequent cultivation of host cells for 2 to 18 days; while maintaining the culture temperature: (а) где остаточную концентрацию глюкозы в среде поддерживают на уровне от 0,001 г/л до 4,5 г/л в течение периода культивирования; и(a) wherein the residual glucose concentration in the medium is maintained at a level of from 0.001 g/L to 4.5 g/L during the cultivation period; And (b) где pH культуральной среды поддерживают на уровне 6,9~7,1;(b) wherein the pH of the culture medium is maintained at 6.9~7.1; при этом уровень сиалилирования N-гликана полученной PH20 или ее варианта составляет от 1 до 21.7%, где доля сиалилирования (%) представляет собой сумму доли (%) N-гликанов, содержащих сиаловую кислоту на своем конце, таких как A1, A1F, A2 и A2F, wherein the level of sialylation of the N-glycan of the resulting PH20 or its variant ranges from 1 to 21.7%, where the proportion of sialylation (%) is the sum of the proportion (%) of N-glycans containing sialic acid at their end, such as A1, A1F, A2 and A2F, при этом доля галактозилирования составляет от 1 до 68%, а доля маннозилирования составляет от до 40 до 63% N-гликанов в полученной PH20, соответственно, где доля галактозилирования (%) представляет собой сумму доли (%) N-гликанов, содержащих галактозу на своем конце, таких как G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 и A2F, а доля маннозилирования (%) представляет собой сумму доли (%) N-гликанов, содержащих маннозу на своем конце, таких как M4G0F, M5, M5G0, M6, M7, M8, и M9, иwherein the fraction of galactosylation ranges from 1 to 68%, and the fraction of mannosylation ranges from 40 to 63% of the N-glycans in the resulting PH20, respectively, where the fraction of galactosylation (%) is the sum of the fraction (%) of N-glycans containing galactose per at its end, such as G1, G1F, G1F', G2, G2F, A1, A1F, A2 and A2F, and the fraction of mannosylation (%) is the sum of the fraction (%) of N-glycans containing mannose at their terminus, such as M4G0F , M5, M5G0, M6, M7, M8, and M9, and при этом активность гиалуронидазы в культуральной среде составляет 10000 единиц/мл или более.in this case, the activity of hyaluronidase in the culture medium is 10,000 units/ml or more. 2. Способ по п. 1, где указанный уровень галактозилирования составляет от 1 до 49,6%, уровень сиалилирования составляет от 1 до 21,7%, а уровень маннозилирования составляет от 40 до 58,3% N-гликанов полученной PH20 соответственно.2. The method according to claim 1, wherein the galactosylation level is from 1 to 49.6%, the sialylation level is from 1 to 21.7%, and the mannosylation level is from 40 to 58.3% of the N-glycans of the resulting PH20, respectively. 3. Способ по п. 1, где указанный уровень галактозилирования составляет от 14,4 до 49,6%, уровень сиалилирования составляет от 2,5 до 21,7%, а уровень маннозилирования составляет от 47,6 до 58,3% N-гликанов полученной PH20.3. The method according to claim 1, where the specified level of galactosylation is from 14.4 to 49.6%, the level of sialylation is from 2.5 to 21.7%, and the level of mannosylation is from 47.6 to 58.3% N -glycans of the resulting PH20. 4. Способ по п. 1, где удельная активность полученной PH20 или ее варианта по меньшей мере на 10% выше, чем удельная активность человеческой PH20 дикого типа.4. The method of claim 1, wherein the specific activity of the resulting PH20 or variant thereof is at least 10% higher than the specific activity of wild-type human PH20. 5. Способ по п. 1, где культивирование клеток-хозяев на стадии (1) и/или стадии (2) осуществляют одним или несколькими способами, выбранными из группы, состоящей из периодического культивирования, повторного периодического культивирования, периодического культивирования с подпиткой, повторного периодического культивирования с подпиткой, непрерывного культивирования и перфузионного культивирования.5. The method according to claim 1, where the cultivation of host cells at stage (1) and/or stage (2) is carried out by one or more methods selected from the group consisting of batch culture, repeated batch culture, fed batch culture, repeated fed-batch culture, continuous culture and perfusion culture. 6. Способ по п. 1, где культивирование клеток-хозяев на стадии (1) и/или стадии (2) проводят при одном или нескольких условиях, выбранных из группы, состоящей из:6. The method according to claim 1, where the cultivation of host cells in stage (1) and/or stage (2) is carried out under one or more conditions selected from the group consisting of: (i) условий, в которых концентрацию аммиака в среде поддерживают на уровне 5 мМ или более;(i) conditions in which the ammonia concentration in the medium is maintained at 5 mM or more; (ii) условий, в которых в среду добавляют одно или несколько веществ, выбранных из группы, состоящей из глутамина, глюкозамина, уридина, глюкозамина и бутирата натрия; и(ii) conditions in which one or more substances selected from the group consisting of glutamine, glucosamine, uridine, glucosamine and sodium butyrate are added to the medium; And (iii) условий, в которых в среду не добавляют галактозу и manNAc.(iii) conditions in which galactose and manNAc are not added to the medium. 7. Способ по п. 1, где вариант РН20 включает замену одного или нескольких аминокислотных остатков и при необходимости включает усечение одного или нескольких аминокислотных остатков N-конца и/или С-конца в аминокислотной последовательности РН20 дикого типа.7. The method of claim 1, wherein the PH20 variant includes replacing one or more amino acid residues and optionally includes truncation of one or more N-terminal and/or C-terminal amino acid residues in the wild-type PH20 amino acid sequence. 8. Способ по п. 1, где клетки-хозяева представляют собой клетки животных, дрожжей, актиномицетов или насекомых.8. The method of claim 1, wherein the host cells are animal, yeast, actinomycete or insect cells. 9. Способ по п. 1, дополнительно включающий выделение и очистку полученной PH20 или ее варианта.9. The method according to claim 1, further comprising isolating and purifying the resulting PH20 or a variant thereof. 10. Способ по п. 9, где выделение и очистку PH20 или ее варианта осуществляют с использованием характеристик ионной связи и/или гидрофобного взаимодействия PH20 или ее варианта, а не аффинного связывания.10. The method of claim 9, wherein the isolation and purification of PH20 or a variant thereof is carried out using the ionic bonding and/or hydrophobic interaction characteristics of PH20 or a variant thereof rather than affinity binding. 11. Способ по п. 10, где выделение и очистку РН20 или ее варианта осуществляют с использованием хроматографии гидрофобного взаимодействия и ионообменной хроматографии, а не аффинной хроматографии.11. The method of claim 10, wherein the isolation and purification of PH20 or a variant thereof is carried out using hydrophobic interaction chromatography and ion exchange chromatography rather than affinity chromatography. 12. Способ по п. 9, где удаляют кислую РH20 или ее вариант.12. The method according to claim 9, where acidic pH20 or its variant is removed. 13. Способ по п. 12, где удаление кислой гиалуронидазы PH20 или ее варианта проводят с помощью ионообменной хроматографии.13. The method according to claim 12, where the removal of acid hyaluronidase PH20 or its variant is carried out using ion exchange chromatography.
RU2022125351A 2020-08-07 2021-08-06 Method of producing recombinant hyaluronidase RU2822202C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0099100 2020-08-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2024117854A Division RU2024117854A (en) 2020-08-07 2021-08-06 METHOD FOR OBTAINING RECOMBINANT HYALURONIDASE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2822202C1 true RU2822202C1 (en) 2024-07-03

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3037529B1 (en) * 2008-12-09 2019-03-27 Halozyme, Inc. Extended soluble ph20 polypeptides and uses thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3037529B1 (en) * 2008-12-09 2019-03-27 Halozyme, Inc. Extended soluble ph20 polypeptides and uses thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN K.J. ET AL. Constitutive expression of recombinant human hyaluronidase PH20 by Pichia pastoris. J Biosci Bioeng. 2016 Dec;122(6):673-678. doi: 10.1016/j.jbiosc.2016.06.007. FROST GI. Recombinant human hyaluronidase (rHuPH20): an enabling platform for subcutaneous drug and fluid administration. Expert Opin Drug Deliv. 2007 Jul;4(4):427-40. doi: 10.1517/17425247.4.4.427. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Witte et al. Enzymatic glycoprotein synthesis: preparation of ribonuclease glycoforms via enzymatic glycopeptide condensation and glycosylation
Gawlitzek et al. Ammonium ion and glucosamine dependent increases of oligosaccharide complexity in recombinant glycoproteins secreted from cultivated BHK‐21 cells
TW516962B (en) A human TNFR1-IgG1 preparation
CN101535340B (en) Erythropoietin compositions
CN108350440A (en) The manufacture of alkaline phosphate ester
García-García et al. FUT8-directed core fucosylation of N-glycans is regulated by the glycan structure and protein environment
KR20240037935A (en) Method for Producing Recombinant Hyaluronidase
CN103255162A (en) Erythropoietin compositions
Wang et al. Glycoengineering of CHO cells to improve product quality
EP2655600B1 (en) Methods for culturing human myeloid leukaemia cells and cells derived therefrom
RU2822202C1 (en) Method of producing recombinant hyaluronidase
Restelli et al. The effect of cell culture parameters on protein glycosylation
TWI803946B (en) Method for producing recombinant hyaluronidase
US20210101950A1 (en) Method for in vitro glycoengineering of an erythropoiesis stimulating protein
Harcum Protein glycosylation
CN111440225A (en) Method for regulating galactosylation level of antibody by adopting Ala-Gln
CN105051056A (en) Method of characterizing lysosomal enzymes
KR102687341B1 (en) Method for producing original form hyaluronidase
TW202426656A (en) Method for producing glycoprotein compositions
Gawlitzek et al. Effects of Ammonia and Glucosamine on the Glycsosylation Pattern of Recombinant Proteins Expressed from BHK-21 Cells
WO2024094457A1 (en) Method for producing glycoprotein compositions
CN108699530A (en) For generating the cell line of the recombinant glycoprotein with two feeler N- glycan, using its method and recombinant glycoprotein
Zhurina In vitro glycoengineering of a monoclonal antibody produced in insect cells
KR20230045615A (en) how to make protein
Saribas et al. Refolding of human β-1-2 GlcNAc transferase (GnT1) and the role of its unpaired Cys 121