重组人干扰素生产工艺
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许崇利1,2,欧阳红生 2 ,许崇波 3 ,张艳平3( 1.吉林化工学院环境与生物工程学院,吉林吉林132022; 2.吉林大学畜牧兽医学院,长春130062;3.大连大学医学院,辽宁大连116622)[摘要]采用超声破碎的方法提取hIFN -γ包涵体,经盐酸胍溶解、稀释复性、浓缩后通过S P Sepharos e F. F 层析纯化,简化了纯化步骤,缩短周期,提高了蛋白回收率。
S D S-PAGE 检测表明,hIFN -γ纯度达97%,比活性为3.5 ×107 IU/m g,总回收率达40%。
说明整个工艺适合于大规模生产的要求,具有实际应用价值,为hIFN -γ批量生产奠定了良好的基础。
[关键词]重组人γ-干扰素; 包涵体; 复性; 纯化Study on t h e P u ri f i ca t i o n T e c hn o l og y of R e co mb i n a n t Human I n t e r f e r o n -γXU C hong -Li1,2,OUYANG Hong -Sheng2 ,X U C hong -Bo3,ZHANG Y an -P i ng3 ( 1.C o ll e g e o f E nv ir o nm e nt and B i oe ng i n ee ri ng,J i l i n I n s t i tut e o f Ch e m i c a l T ec hn o l o gy,J i l i n,J i l i n132022,C h i na; 2.C o ll e g e o f An i ma l S c i e n ce and V e t e ri na r y M e d i c i n e,J i l i n Un i v e r s i t y,c hang c hu n130062,C h i na; 3.C o ll e g e o f M e d i c i n e,Da l i an Un i v e r s i ty,Da l i an,L i a o n i ng116622,Ch i na)Ab s t r ac t: I n c l us i on body o f o b ta i ne d by the u l tras on i c at i on,renature d and c onc entrated by us i nghIFN -γ wasguan i d i ne hy d ro c h l or i d e d enaturat i on.Aft er t he p ur i f i c at i on of SP Sepharos e F.F,the tota l p rot e i n rec ov ery w asi n c rease d by s i m p li f y i ng t he proc edures and s horten i ng the c y c l e.T he product s howed h i gh p ur i ty ex c ee d i ng97% an dthe tota l p rote i n rec overy rate was nea l y40% by SD S -PAGE d ete c t i ng.T he h i gh s p e c i f i c a c t i v i ty was 3.5 × 107IU/m g.The p ro d u c t i on proc ess report ed here is so s i m p l e and c onv en i ent that i t can be a pp li e d in the l arge s c a l ep ro d u c t i on of INF -γ.T h i s p ur i f i c at i on te c hno l ogy esta b li s he d a good f oun d at i on f or the hIF N -γmass p ro d u c t i on.K e y w o r d s: re c om b i nant hum an Int erf eron -γ;i n c l us i on b o d y; renaturat i on; p ur i f i c at i onγ干扰素( i nt er f eronγ,IFN -γ) 是由活化的T 细胞及N K 细胞产生的一种多功能细胞因子,除了具有抗病毒活性外,还具有强大的免疫调节作用[1-5]。
重组人干扰素简介重组人干扰素(recombinant human interferon)是一种由基因重组技术制备的人工合成干扰素。
干扰素是人体自然产生的一类蛋白质,具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种生物学活性。
通过基因重组技术,人工合成的重组人干扰素可以在人体内发挥类似自然干扰素的生物学活性,被广泛应用于医学领域的疾病治疗和预防。
组成与结构重组人干扰素的组成与结构与自然干扰素类似,主要由蛋白质组成。
根据不同的干扰素类型,药物名称可能会有所不同,如重组人α干扰素(recombinant human interferon alpha),重组人β干扰素(recombinant human interferon beta)和重组人γ干扰素(recombinant human interferon gamma)等。
重组人干扰素通常采用大肠杆菌等常见微生物进行表达和生产,通过基因重组技术将干扰素基因导入到宿主细胞中,使宿主细胞表达并合成干扰素蛋白质。
制备过程中还可能采用亲和层析、离心、冻干等工艺,保证药物的纯度和稳定性。
作用机制重组人干扰素通过与人体细胞表面的干扰素受体结合,触发一系列信号转导途径,从而发挥其多种生物学活性。
主要的作用机制包括:1.抗病毒作用:重组人干扰素可以激活多种抗病毒机制,如抑制病毒复制、增强细胞免疫反应、诱导干扰素诱导基因和抗病毒蛋白的表达等,从而对多种病毒感染起到抑制和清除的作用。
2.抗肿瘤作用:重组人干扰素可以通过调节宿主免疫系统、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长和扩散等机制,对多种恶性肿瘤具有抑制和杀伤作用。
3.免疫调节作用:重组人干扰素可以调节宿主免疫系统的免疫应答,增强细胞免疫和体液免疫功能,对免疫相关性疾病具有治疗和预防作用。
临床应用重组人干扰素在临床应用中已被广泛用于多种疾病的治疗和预防。
以下是一些常见的临床应用:1.丙型肝炎:重组人干扰素可以用于慢性丙型肝炎的治疗,通过抑制病毒复制和增强宿主免疫力来达到治疗效果。
干扰素的生产工艺过程1.菌种制备取-70℃下保存的甘油管菌种(工作种子批),于室温下融化。
然后,接入摇瓶,培养温度30℃,pH7.0,250 r/min活化培养18±2小时后,进行吸光值测定和发酵液杂菌检查。
2.种子罐培养将已活化的菌种接入装有30L培养基的种子罐中,接种量10%,培养温度30℃,pH7.0,级联调节通气量和搅拌转速,控制溶解氧为30%,培养3~4小时,转入发酵罐中,同时取样发酵液进行显微镜检查和LB培养基划线检查,控制杂菌。
3.发酵罐培养将种子液通入300L培养基的发酵罐中,接种量10%,培养温度30℃,pH7.0。
级联调节通气量和搅拌转速,控制溶解氧30%,培养4小时。
然后控制培养温度20℃,pH6.0,溶解氧60%,继续培养5~6.5小时。
同时进行发酵液杂菌检查,当OD值达9.0±1.0后,用5℃冷却水快速降温至15℃以下,以减缓细胞衰老。
或者将发酵液转入收集罐中,加入冰块使温度迅速降至10℃以下。
4.菌体收集将已降温的发酵液转入连续流离心机,16000 r/min离心收集。
进行干扰素含量、菌体蛋白含量、菌体干燥失重、质粒结构一致性、质粒稳定性等项目的检测。
菌体于-20℃冰柜中保存时,不得超过12个月。
每保存3个月,检查一次活性。
11.4.3.4 干扰素发酵过程控制在假单孢杆菌的发酵生产中,菌体在培养1.5小时分裂速度最快,到3.5小时开始下降。
而干扰素的迅速合成出现在3.5小时之后,在4小时达到最大,然后由于降解而迅速下降。
可见在发酵生产工艺中,假单孢杆菌的生长和干扰素的生产基本处于不相关状态,可采用两段培养的策略进行过程控制。
1.溶解氧控制分别在生长阶段和生产阶段采用各自最佳溶解氧浓度,以期提高干扰素的发酵水平。
通过级联调节通气量和搅拌转速得以实现。
2.温度控制假单孢杆菌生长最适温度与产物形成最适温度是不同的。
产物合成温度控制在20℃可以有效防止干扰素-α2b的降解,而其最佳生长温度则为30℃。
技术标准文件1.产品概述1.1 产品名称:商品名:隆化诺通用名:注射用重组干扰素α-2b英文名:Recombinant Human Interferon α-2b for Injection。
汉语拼音:Zhusheyong Chongzurenganraosu α-2b。
产品代码:1.3类别:生物药1.4剂型:冻干粉针剂1.5规格:⑴100万单位;⑵300万单位;〔3〕500万单位1.6批量:60000 瓶1.7性状:本品为白色薄壳状疏松体,参加标示量注射用水后应迅速复溶为澄明液体。
1.8作用与用途:治疗慢性乙型肝炎、肿瘤及其它病毒性疾病。
1.9包装规格:100万单位×10瓶×40盒/箱, 300万单位×10瓶×40盒/箱,500万单位×10瓶×40盒/箱1.10贮藏:2~8℃避光保存。
1有效期:2年6个月2批准文号:300万单位国药准字S1*******;500万单位国药准字S2*******;3考前须知:1. 本品冻干制剂为白色疏松体,溶解后为无色透明液体,如遇有浑浊、沉淀等异常现象,那么不得使用。
包装瓶有损坏、过期失效不能使用。
1.13.2. 以注射用水溶解时应沿瓶壁注入,以免产生气泡,溶解后宜于当日用完,不得放置保存。
1.14禁忌:1.14.1. 对重组人干扰素α-2b或该制剂的任何成分有过敏史。
1.14.2. 患有严重心脏疾病。
1.14.3. 严重的肝、肾或骨髓功能不正常者。
1.14.4. 癫痫及中枢神经系统功能损伤者。
1.14.5. 有其他严重疾病不能耐受本品者,不宜使用。
2.处方及处方依据:规格:100万单位/瓶;批量:60000 瓶规格: 300万单位/瓶;批量:60000 瓶规格: 500万单位/瓶;批量:60000 瓶2.2处方依据:规格: 100万IU /瓶国药准字S1*******;规格: 300万IU /瓶国药准字S1*******规格: 500万IU /瓶国药准字S2******* 2.3生产批件:药品GMP证书及生产批件复印件:见附录3.工艺3.2 生产过程及技术参数配料仓库配料人员应认真对照生产领料单〔附件1〕核对原料“合格证〞上的代号、名称、规格、有效期,按生产领料单上物料品名及数量仔细称量,在生产核料单〔附件2〕和配料标签上注明物料的物料编码、名称、批号、重量,由QA中控人员监督复核生产核料单、重量、配料标签与封签,内容无误后,由配料人和复核人共同在生产领料单和核料单签字。
干扰素生产工艺干扰素是一种重要的抗病毒蛋白质,广泛应用于临床医学中治疗病毒感染和恶性肿瘤。
干扰素的生产工艺包括基因工程和发酵工艺两个部分。
基因工程是干扰素生产的关键步骤之一。
首先,从人体或其他动物中提取相关基因,然后将其插入到融合质粒或细胞株中。
目前常用的融合质粒是质粒pBR322,细胞株则多选用大肠杆菌(E.coli)。
将外源基因与质粒或细胞株插入时,需要加入特定的限制性内切酶进行剪切,以保证外源基因能够正确插入。
接下来,利用转化法将融合质粒或细胞株引入宿主细胞中,形成重组细胞。
重组细胞经过筛选和分离,最终能够获得具有干扰素基因的细胞株。
发酵工艺是干扰素生产的另一个重要环节。
发酵是利用微生物在合适的培养基中进行代谢活动,生产目标产物。
干扰素的生产主要利用大肠杆菌进行发酵。
首先,将重组细胞培养在含有理想培养基的发酵罐中。
理想的培养基是指含有合适的碳源、氮源、矿物质和辅助因子的培养基,能够提供微生物生长所需的养分。
培养基的pH值、温度和搅拌速度等条件也需要适当控制,以保证微生物能够有效地生长和产生干扰素。
在发酵过程中,需要定期对发酵罐中的微生物进行监测和控制。
通过检测微生物的生长情况、溶氧和酸碱度等参数,可以调整培养条件,以提高干扰素的产量和纯度。
此外,还需要对干扰素进行纯化和浓缩处理。
一般采用柱层析和超滤等技术,将发酵液中的干扰素与其他杂质物进行分离和去除,最终得到较纯的干扰素溶液。
总之,干扰素的生产工艺主要包括基因工程和发酵工艺两个部分。
基因工程通过插入外源基因将干扰素基因引入宿主细胞中,形成重组细胞。
发酵工艺则利用重组细胞在合适的培养基中进行发酵,通过监测和控制微生物的生长条件,最终得到较纯的干扰素产物。
随着生物技术的不断发展,干扰素的生产工艺也在不断优化,以提高产量和纯度,满足临床应用的需求。
重组人干扰素生产工艺一、简介重组人干扰素(Interferon)是一类重要的免疫调节蛋白,在生物制药领域具有广泛的应用,特别是在抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等方面。
重组人干扰素生产工艺是指利用基因工程技术,将人体细胞中制造干扰素的基因导入细菌、真菌或动植物细胞中,并通过发酵、提取等步骤最终制备重组人干扰素的过程。
本文将介绍重组人干扰素生产工艺的关键步骤、技术原理及优化方法。
二、生产工艺步骤1.基因克隆和表达载体构建:–选择适合的重组表达宿主菌,如大肠杆菌、毕赤酵母等。
–将编码重组人干扰素的基因克隆到表达载体中,构建表达载体。
–将表达载体导入宿主菌细胞中,实现干扰素基因的表达。
2.发酵过程:–设计合适的培养基,满足宿主菌的生长和表达需求。
–进行适当的培养条件控制,如温度、pH值、氧气供给等。
–监测培养过程中的生长情况和干扰素的表达水平。
3.重组人干扰素的提取与纯化:–通过离心、超滤等方法将细菌或细胞破碎,释放干扰素。
–采用亲和层析、离子交换层析等技术进行干扰素的纯化和富集。
–进行最终的纯化步骤,得到高纯度的重组人干扰素。
三、关键技术原理•基因克隆:利用PCR扩增目的基因,将其插入适当的表达载体中。
•表达调控:通过调控启动子、转录子等元件来控制干扰素基因的表达水平。
•蛋白质纯化:利用蛋白质的生物特性,如大小、电荷等,选用不同的层析技术进行纯化。
四、工艺优化方法1.菌种优化:选择高表达、稳定的宿主菌株,优化质粒结构。
2.培养条件优化:根据宿主菌的生长情况,调整培养基成分和培养条件。
3.表达调控:利用诱导剂、转录启动子等手段调控干扰素基因的表达水平。
4.提取纯化优化:优化破碎、纯化过程,提高干扰素的产率和纯度。
五、结论重组人干扰素的生产工艺是一项复杂而重要的技术,通过不断优化工艺流程和条件,可以提高干扰素的产量和纯度,满足临床和市场需求。
未来随着基因工程技术的不断发展,重组人干扰素生产工艺将进一步精细化和高效化,为人类健康带来更大的益处。