傳染病以及癌癥是全世界人類死亡的主要原因之一。生產(chǎn)用于大規(guī)模**數(shù)百萬人**的**性蛋白質(zhì)是人類的基本需求之一。重組DNA技術(shù)領(lǐng)域的*新進(jìn)展為生產(chǎn)可用作**藥物、疫苗和診斷試劑的重組蛋白鋪平了道路。高效生物工藝策略的開發(fā)對于具有**和預(yù)防意義的重組蛋白的工業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。
用于重組蛋白生產(chǎn)的表達(dá)宿主
重組蛋白可使用多種表達(dá)宿主,包括**、哺乳動物細(xì)胞、酵母、昆蟲細(xì)胞等。高質(zhì)量重組**蛋白的生產(chǎn)對于其在人類中的應(yīng)用至關(guān)重要。
大腸桿菌
大腸桿菌(E.Coli)BL21是*受歡迎的**菌株,它用于生產(chǎn)生物活性不需要翻譯后修飾的蛋白質(zhì)。E.Coli中的蛋白質(zhì)表達(dá)可以以三種不同的方式發(fā)生。這種蛋白質(zhì)可以分泌到細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間的外周質(zhì)中,它可以作為可溶性蛋白在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá),也可以作為包涵體在細(xì)胞中積累。每個系統(tǒng)對不同的蛋白質(zhì)有效。
酵母細(xì)胞
酵母細(xì)胞,包括釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和畢赤酵母(Pichia Pastoris)等,已經(jīng)成功地用于表達(dá)多種重組蛋白,包括胰島素和白蛋白。釀酒酵母也被用于生產(chǎn)肝炎表面抗原。
哺乳動物細(xì)胞
*多用于生物制藥蛋白質(zhì)生產(chǎn)的是哺乳動物細(xì)胞。雖然哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)通常更復(fù)雜,但這些細(xì)胞可以進(jìn)行復(fù)雜的翻譯后修飾,例如糖基化,這通常對獲得適當(dāng)?shù)纳飳W(xué)和藥理活性至關(guān)重要。中國倉鼠卵巢(CHO)細(xì)胞是*常用的哺乳動物表達(dá)系統(tǒng),尤其是重組抗體。人類細(xì)胞系PerC6是*近開發(fā)的細(xì)胞系,也用于生產(chǎn)一些重組蛋白。CHO和PerC6能夠過表達(dá)高濃度的抗體,這主要是因為這些系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的表達(dá)通常獨立于生長。因此,細(xì)胞可以在灌流生物反應(yīng)器中維持很長時間,例如長達(dá)30天,且處于可行的生產(chǎn)狀態(tài),并且可以培養(yǎng)到非常高的密度,例如高達(dá)2×10^8 cells/ml。
其它用于重組蛋白生產(chǎn)的哺乳動物細(xì)胞系包括幼倉鼠腎 (BHK) 細(xì)胞、Vero細(xì)胞和Madin-Darby犬腎 (MDCK)細(xì)胞。有幾個需要γ-羧基化的凝血因子在BHK細(xì)胞中產(chǎn)生。從猴腎中提取的Vero細(xì)胞和MDCK細(xì)胞通常被用于生產(chǎn)疫苗。
昆蟲細(xì)胞
昆蟲細(xì)胞,如來自草地貪夜蛾 (Spodoptera frugiperda, Sf9) 的蛹卵巢組織的細(xì)胞也被開發(fā)用于重組蛋白的過表達(dá),特別是用于表達(dá)病毒樣顆粒和基于病毒的基因**載體。這些細(xì)胞可以被昆蟲病毒感染,如核多角體病毒,也被稱為桿狀病毒。
植物和植物細(xì)胞
植物和植物細(xì)胞也是蛋白質(zhì)表達(dá)的潛在候選平臺。雖然與發(fā)生在哺乳動物細(xì)胞中的情況有差異,但在這些生物中也可能發(fā)生翻譯后修飾。然而,在葉、莖或種子中表達(dá)的產(chǎn)物存在顯著的收獲和純化挑戰(zhàn),因為組織或種子必須研磨、壓榨或提取,這會形成非常復(fù)雜的混合物。
高壓均質(zhì)機(jī)釋放胞內(nèi)表達(dá)產(chǎn)物
效果示例: