在生物工艺中,核酸酶的主要作用是高效消化宿主细胞DNA(HCD),并将其分解成足够小的片段,以便在下游纯化过程中去除。虽然大多数核酸酶可以在生理盐条件下高效地将裸DNA降解成微小片段,比如Benzonase和SANs都可以把dsDNA分解成小于8nt的寡核苷酸链,但实际生产中的核酸污染情况更加复杂。HCD通常以染色质形式存在,与细胞裂解碎片、病毒颗粒等结合在一起,影响核酸酶的识别及剪切。因此,HCD去除的关键在于——核酸酶如何在复杂的生产体系中识别并剪切HCD。ArcticZymes Technologies旨在是研究和开发具有独特特性的酶。天津培养基条件中盐核酸酶
Mayer等(2023)以measles virus(麻疹病毒,MV)为例,评估了四种不同核酸酶(BenzonaseTM、DeneraseTM、M-SAN HQ中盐核酸酶及SAN HQ高盐核酸酶)对于染色质DNA去除的效果。Vero细胞通过微载体贴壁培养来生产麻疹病毒MV,72hr后收获上清液,使用3µm cellulose filter(Sartorius)过滤后分装多份,置于-80℃保存便于后续使用。在解冻后的上清中调节对应盐浓度,并加入50 U/ml核酸酶,37℃孵育2hr进行消化,消化后留样;将消化后上清液过Capto Core 700 (Cytiva)柱子,收集流穿液,之后洗杂、洗脱,并分别留样。通过SDS-PAGE分析发现,相比Benzonase等传统核酸酶,在生理盐条件下M-SAN HQ中盐核酸酶更高效将染色质DNA剪切成更小片段,甚至将核小体DNA剪切更彻底。甘肃等渗条件中盐核酸酶中盐核酸酶适宜pH范围广(pH7.2-8.7),且在125–250mM盐浓度内具有较高活性。
ArcticZymes Technologies有两条产品线,分别针对分子诊断和生物药物生产两个领域。在分子诊断领域,产品有虾碱酶(SAP)、UNG酶、等温扩增酶(IsoPol)、连接酶、蛋白酶、内切核酸酶及外切核酸酶等,涉及核酸抽提、扩增及测序等应用。在生物药物生产领域,全球创新的盐活性核酸酶(Salt Active Nucleases, SANs)系列产品以其独特优势,在细胞基因药物及RNA药物生产中表现出更好的性能。其中,盐活性核酸酶SANs系列产品包含两款产品,分别是SAN HQ高盐核酸酶和M-SAN HQ中盐核酸酶;两款酶的差别在于发挥酶活的盐浓度范围分别是生理盐浓度范围和400-600mM高盐浓度范围。
慢病毒大规模纯化的捕获步骤包括:膜过滤澄清,随后切向流过滤/超滤或者体积排阻色谱浓缩。此外,需用核酸酶(benzonase或M-SAN HQ中盐核酸酶)来去除细胞残留的、质粒来源的DNA污染。这两个步骤顺序可以调整,依据项目工艺而定。两种工艺路线各有优缺点:先用核酸酶消化的优点是可去除大的DNA片段,且后续步骤可以去除残留核酸酶;但所用的核酸酶的量也非常大。与此相反,将核酸酶步骤后置的优点是大幅降低核酸酶的量(成本降低);但后面的步骤必须有将核酸酶去除的能力。此外,后期用核酸酶的缺点是核酸污染可能会结合慢病毒颗粒形成沉淀,进而导致慢病毒在纯化中流失,从而影响得率。M-SAN HQ中盐核酸酶的检测标准,都符合USP-EP要求。
染色质由组蛋白和DNA组成,——147个碱基对的DNA缠绕在8个组蛋白(由H2A、H2B、H3和H4形成的八聚体)周围,形成基本的染色质单位,即核小体。核小体像珠串一样串连在一起,并被包装成更高阶的染色质结构。DNA带负电荷,富含碱性氨基酸的组蛋白带正电荷,且组蛋白多聚物有很多疏水区段。所有这些特点导致宿主DNA残留(HCD)能吸附很多物质,包括宿主蛋白残留(HCD)、色谱填料、目的病毒颗粒等,因此,HCD的存在增加了工艺流程的复杂度,同时也降低了病毒颗粒的稳定性。中盐核酸酶具有纯度高(≥99%)、 内毒水平低(<0.25EU/1kU)的特点;山东ArcticZymes中盐核酸酶70950-202
M-SAN HQ中盐核酸酶在细胞培养盐浓度下具有较高活性,缩短酶切时间、得到更短DNA片段;天津培养基条件中盐核酸酶
慢病毒载体既可以转导分裂细胞也可以转导非分裂细胞,被认为是安全的,并且可以提供长期的转基因表达,是目前较通用的基因转移方法之一。因慢病毒载体能有效地转导靶细胞,如造血干细胞和T细胞,在细胞和基因药物中的应用越来越guang泛。源自人类胚胎肾细胞的HEK293细胞系是成熟的生产LV的系统,因为它们非常适合悬浮培养并且易于转染。在无血清培养基中的悬浮培养在大规模生产中具有优势,因为它消除了批次之间的差异并降低了不定因子污染的风险。天津培养基条件中盐核酸酶
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