重组HIV-1 DNA疫苗工程菌中试发酵工艺的优化

目的优化重组HIV-1DNA疫苗工程菌的中试发酵工艺。方法优化质粒转化条件,制备工程菌Jm109/pVAX1-MEGp24种子液,连续传30代,检测其遗传稳定性;优化培养基成分、补料基质、补料方式和培养时间,确定最佳发酵参数;并应用最佳发酵参数,于50L发酵罐进行3批中试规模的发酵,考察在发酵培养过程中质粒的稳定性和超螺旋质粒的比例。结果工程菌在连续传代30次后,质粒拷贝数基本保持稳定;最佳发酵参数为:采用以甘油为碳源的培养基,以梯度恒速流加方式补料,培养时间13h;通过3批稳定发酵,最终可获得湿菌67.0～68.6g/L,质粒含量可达1.62～1.73mg/g菌,超螺旋质粒的比例达93%以上。结论已建立了稳定的重组HIV-1DNA疫苗工程菌中试发酵工艺,为进一步规模化生产奠定了基础。     

治疗性双质粒HBV DNA疫苗的纯化与检定

目的研究双质粒HBVDNA疫苗(pS2.S和pFP)的纯化工艺,并建立质控标准。方法首先对两工程菌(DH5α/pS2.S和DH5α/pFP)的高效发酵菌体采用碱裂解法进行质粒初提;然后通过三步柱层析(依次为分子筛层析、亲和层析、阴离子层析)进行质粒纯化,并检测质粒含量、超螺旋比例、内毒素等,最后对终产品质粒溶液进行全面质量检定。结果质粒初提液通过分子筛层析后,去除了大量的RNA、宿主DNA、内毒素等,再经亲和柱纯化后获得了高比例的超螺旋质粒DNA,达95%,最后经阴离子柱层析有效去除内毒素,并浓缩了质粒,质粒得率为0.9～1.1mg/g菌,质粒总回收率达78%。三批终产品全面质量检定均符合规定。结论建立了稳定的双质粒HBVDNA疫苗(pS2.S和pFP)的纯化工艺及质量控制标准,为进一步研究奠定基础。     

重组质粒DNA D-GPEi工程菌发酵工艺的优化

目的优化重组质粒D-GPEi工程菌发酵工艺条件。方法控制相关发酵参数,观察溶解氧浓度、比生长速率和培养时间对工程菌生长和质粒浓度的影响。结果发酵培养对数生长期溶解氧浓度控制在30%~50%。补料前比生长速率为0.5~0.7/h,6 h开始补料,比生长速率下降,12 h后比生长速率为0.1~0.2/h。连续发酵3批工程菌,21 h后收集菌体,得到菌体平均产量为89.4 g/L(A=52.6),质粒平均产量为359.8 mg/L。3批工程菌浓度和质粒拷贝数差异无显著意义。结论此发酵工艺得到工程菌浓度和质粒拷贝数较高,重复性好,适用于大规模工业化生产。     

日本血吸虫核酸疫苗质粒适宜宿主菌的筛选及其发酵条件的优化

目的筛选二价日本血吸虫核酸疫苗质粒的适宜宿主菌,并对其发酵条件进行优化。方法通过综合考察细胞干重、质粒DNA产量及工程菌传代的质粒稳定性等参数,确定适宜宿主菌及其相适应的发酵培养基碳源、氮源和磷酸盐类型;进一步通过中心组合设计响应面试验,优化发酵培养基,并对优化的发酵培养基进行实验验证。结果确定适宜宿主菌为E.coliDH5α,优化的发酵培养基(m/v)为:NaCl1.0%,Yeast Extract1.0%,磷酸盐0.3%[其中m(K2HPO4)∶m(KH2PO4)=1∶4],甘油1.68%,牛肉汁2.28%,豆饼汁4.21%。在此发酵条件下,菌体干重由原来的1.57mg/ml增长至5.68mg/ml,质粒DNA产量由原来的3.94μg/ml增长至36.52μg/ml。结论已筛选出日本血吸虫核酸疫苗质粒适宜宿主菌,并优化了其发酵条件,明显提高了质粒DNA产量,具有大规模发酵生产应用价值。     

发酵培养中葡萄糖对超螺旋质粒DNA产量的影响

本文首先研究了含有不同质量浓度葡萄糖的发酵培养基对超螺旋质粒DNA产量的影响。结果表明,发酵培养基中最佳葡萄糖的质量浓度为2 00g L。此培养基与未添加葡萄糖的培养基相比,超螺旋质粒DNA产量提高2 56倍;菌体密度提高1 26倍。其次研究了优化培养基下影响超螺旋质粒DNA产量的各参数变化规律。     

冻干龋齿DNA疫苗稳定性观察

目的观察中试阶段制备的冻干龋齿DNA疫苗的稳定性。方法将中试阶段制备的3批冻干龋齿DNA疫苗于-70℃放置16个月,每隔2个月对其外观、溶解时间、水分、溶解后pH值及质粒超螺旋比例进行观察及检测。结果在16个月的观察中,冻干龋齿DNA疫苗外观呈乳白色疏松体,溶解时间小于1 min,水分<3%,pH值在7.30⁷.46之间;保存16月的3批冻干龋齿DNA疫苗的质粒超螺旋比例达85.02%7.46之间;保存16月的3批冻干龋齿DNA疫苗的质粒超螺旋比例达85.02%⁹7.15%,各项指标均合格,稳定性好。结论冻干龋齿DNA疫苗符合"预防用DNA疫苗临床前研究技术指导原则"中的各项指标,疫苗质量较为稳定。     

重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌发酵工艺的优化

目的优化重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的发酵工艺,为其规模化生产奠定基础。方法以目的蛋白的表达量及菌体浓度作为综合评价指标,对重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的摇瓶发酵温度、初始pH值、溶解氧、IPTG浓度及诱导时间进行优化;以摇瓶发酵结果为基础,进一步对发酵罐培养工艺中诱导时机、诱导时间及补料培养基配方进行优化;以确定的罐发酵工艺条件连续发酵5批,验证该发酵工艺。结果最适摇瓶发酵工艺条件为:发酵温度为37℃,初始pH值为7.0,高溶氧,IPTG诱导浓度为0.05 mmol/L,诱导时间为4 h;最适罐发酵工艺条件为:菌体A600值约为40时开始诱导,诱导时间为4 h,补料培养基配方为葡萄糖25%,MgSO4.7H2O 0.5%。按照确定的工艺连续发酵5批,最终菌体A600均达50.0以上,目的蛋白的表达量均高于15%。结论优化的重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的发酵工艺稳定性良好,已达到中试生产规模的要求。     

一种靶向治疗肺癌的TV-BIKDD质粒的纯化及检定

目的提取、纯化靶向治疗肺癌的质粒TV-BIKDD,并进行质量检定。方法采用碱裂解法对工程菌DH5α/TVBIKDD菌体进行质粒初提,通过两步整体柱层析(离子柱层析和疏水柱层析)进行质粒纯化,并检测质粒含量、DNA超螺旋比例;用该方法连续纯化3批以超螺旋质粒DNA为样品的溶液制剂,对纯化后的质粒进行质量检定。结果质粒初提液经离子柱层析纯化后,去除了大量的RNA和蛋白质,再经过疏水柱层析纯化,最终获得的质粒DNA超螺旋比例为95.21%以上,质粒总回收率为78%。纯化后的3批溶液制剂全面质量检定结果均符合美国FDA标准以及我国人基因治疗用产品的技术指导原则规定。结论建立了稳定的TV-BIKDD质粒的纯化工艺,为进一步制备临床药用级样品的规模化工艺研究奠定了基础。     

CTAB法制备超螺旋质粒DNA

研究了基因治疗用载体质粒DNA的一种非色谱的大规模纯化方法-CTAB沉淀法,并对其进行了工艺优化. 首先采用高纯过滤介质CelPure去除大量杂质,并利用CTAB浓度梯度溶液研究了不同形式DNA(超螺旋质粒DNA、切口质粒DNA、线性质粒DNA、染色体DNA)沉淀能力的差异,选择性地从蛋白质、RNA及其他形式DNA中提取超螺旋质粒DNA. 针对含有pcDNA3的DH5a菌株,确定CTAB完全沉淀超螺旋质粒DNA的浓度为2.0 g/L,由NaCl对不同沉淀的溶解能力,确定溶解沉淀的最优盐浓度为0.75 mol/L. 用此方法得到的超螺旋质粒DNA的纯度达90%以上,收率为78.94%. RNA、蛋白质残量以及内毒素均符合药品质量标准要求. CTAB对质粒DNA的沉淀效果与质粒DNA的初始浓度有关,并且超螺旋质粒DNA浓度的降低与CTAB的添加量呈一定的线性关系. 超螺旋质粒的分子量越小越不易被分离,并且结构特性比分子量在分离过程中更据主导作用.     

碱性纤维素酶基因在巴氏毕赤酵母中的表达及重组酵母菌发酵工艺的优化

目的克隆碱性纤维素酶基因,构建酵母整合型表达质粒,在巴氏毕赤酵母中表达,并对重组菌的发酵工艺进行优化。方法应用PCR技术从嗜碱性芽孢杆菌ATCC21833中扩增碱性纤维素酶基因,克隆至酵母整合型表达载体pGAPZαA中,构建重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833,并转化至巴氏毕赤酵母GS115。通过单因素实验及正交实验,确定重组酵母的最佳发酵培养基。在20L发酵罐中进行高密度发酵,观察碳源对批式发酵的影响,并检测在4种流加方式(连续恒速流加、间歇匀速流加、间歇递减流加、维持底物浓度流加)下的菌体干重及发酵液中的酶活性。结果重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833经酶切及DNA测序证明构建正确,其基因序列与嗜碱性芽孢杆菌KSM-635的碱性纤维素酶基因序列一致。最佳发酵培养基组成为6%葡萄糖、2%硫酸铵、12g/L磷酸二氢钾。碳源浓度对于重组酵母菌体生长及产酶至关重要。SDS-PAGE表明表达产物的相对分子质量约为103000。维持底物浓度的流加方式可获得最高的菌体干重(29.8g/L)及酶活力(24U/ml)。结论已成功构建了表达碱性纤维素酶的巴氏毕赤酵母工程菌,并确定了维持底物浓度的流加方式为最佳发酵方式。     

重组Echistatin融合基因工程菌高密度发酵工艺优化

目的优化大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合基因工程菌的发酵工艺。方法在15L发酵罐内,研究培养基、培养条件和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,并考察工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果工程菌在pH7·4的2×YT培养基中诱导4h,菌体湿重可达75g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的35%,所构建的重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。结论优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和表达条件,为规模化生产奠定了基础。     

抗肿瘤坏死因子-α单链抗体在大肠杆菌中的表达及表达条件的优化

目的构建抗肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)单链抗体(Single chain fragment variable,scFv)的原核高效表达体系,并优化表达条件。方法在引物中添加编码6×His的核苷酸片段,使目的蛋白C-末端带有6×His标签。从质粒pCANTAB 5E-scFv中PCR扩增scFv基因,连接至pBV220载体,连接产物分别转化至E.coli BL21(DE3)和DH5α中,42℃诱导表达,并对诱导时间、培养基pH值和类型进行优化,Western blot分析表达产物的反应原性。结果 PCR扩增出的scFv基因片段长度约770 bp,且序列正确;重组表达质粒pBV220-scFv经酶切鉴定证明构建正确;在E.coli BL21(DE3)中可获得表达,在E.coli DH5α中不表达;表达的重组scFv相对分子质量约为28 000,以包涵体形式存在于胞浆中,表达量约占菌体总蛋白的15%,且可与抗His-Tag抗体发生特异性反应;工程菌的最佳诱导表达条件为:以E.coli BL21(DE3)为宿主菌,在pH 7.4的LB培养基中,42℃诱导5 h。结论将scFv的表达载体更换为pBV220,可提高scFv的表达量,在优化表达条件下,scFv的表达水平进一步提高。     

表达人肝细胞生长因子突变体——NK4工程菌的发酵工艺研究

目的　建立重组NK4融合基因工程菌的发酵工艺。方法　采用锥形瓶、发酵罐发酵 ,对工程菌生长和表达条件如pH、诱导时间及诱导剂浓度等方面进行优化。确定其最佳诱导表达条件 ,在 15L自控发酵罐中进行分批补料培养。结果　在 15L发酵罐进行工程菌发酵 ,菌体收获量湿重可达 2 4 .6g L± 0 .98g L ,目的蛋白的表达量保持在菌体总蛋白的 5 0 %左右 ,发酵时间为 11h。结论　建立了周期短、产率高且稳定可靠的发酵工艺。     

多拷贝脑钠肽基因表达质粒的构建及其表达

目的构建多拷贝脑钠肽(BNP)基因重组表达质粒,并探讨BNP基因的拷贝数与其表达水平的相关性。方法通过人工合成和PCR技术扩增BNP基因,将其克隆至载体pCW111中,构建表达质粒pBNP11,并通过亚克隆构建含有不同数量表达盒的正向串联表达质粒,分别转化大肠杆菌DH5α和BL21(DE3),经温度诱导表达,SDS-PAGE分析,并经激光扫描测定目的蛋白的表达量。结果测序及酶切鉴定证明1～3拷贝BNP重组表达质粒构建正确,重组蛋白在大肠杆菌DH5α和BL21(DE3)中均可获得表达,表达量分别为菌体总蛋白的8.12%、9.94%、和9.18%。结论已构建了多拷贝BNP的重组表达质粒,BNP的表达水平随BNP拷贝数的增加而升高,但并未成倍增加。