尽管具有很高的同质性,但结果不同:在Pichia pastoris中,人类和小鼠DNase1的比较表达
Jan-Ole Krischek1, Hans Georg Mannherz2, Markus Napirei1
1Department of Anatomy and Molecular Embryology, Medical Faculty, Ruhr-University Bochum, Bochum, Germany.
PloS one
|April 29, 2025
概括
研究人员优化了Pichia pastoris的复合人体脱氧核糖酶I (rhDNASE1) 生产,实现了与商业生物制剂相当的产量. 这一进步提高了涉及细胞外DNA的疾病的治疗DNASE1可用性.
科学领域:
- 生物技术和生物加工
- 分子生物学和遗传学分子生物学和遗传学
- 治疗性蛋白质生产 治疗性蛋白质生产
背景情况:
- 长时间的细胞外DNA持久性与囊性纤维化,狼和COVID-19微血管病变等疾病有关.
- 重组脱氧核糖核酶I (DNase1) 是一种重要的治疗生物,用于降解细胞外DNA.
- 之前在Pichia pastoris中进行了重组性小鼠DNase1 (rmDNase1) 的生产,使用了α-交配因子前信号 (αMF-SP).
研究的目的:
- 在Pichia pastoris中使用已建立的rmDNase1生产方法来表达复合人类DNase1 (rhDNASE1).
- 优化 rhDNASE1 的产量,并研究与 rmDNase1.1 相比的表达差异.
- 为了提高rhDNASE1的功能和治疗应用的生产效率.
主要方法:
- 应用了αMF-SP方法在Pichia pastoris中对rhdnase1的表达.
- 根据rmDNase1生产指南,优化了种植参数 (营养素,温度,甲醇,代使用量).
- 从后翻译进口转换为共翻译进口,使用Ost1信号 (SP) 来改善rER转位.
主要成果:
- 最初的rhDNASE1表达率比rmDNase1低70-80倍,尽管具有很高的同质性,但这归因于αMF前裂变受损和潜在的折叠问题.
- 优化策略使rhDNASE1的产量增加了四倍.
- 在OD600=40时,每升净化约为8 mg/L的rmDNase1和0.4 mg/L的rhDNASE1,功能上的rhDNASE1与商业Pulmozyme®相当.
结论:
- 优化了Pichia pastoris的表达,包括信号的修改和培养参数调整,显著改善了rhDNASE1的生产.
- 该研究强调了在异质表达过程中,小鼠和人类DNase1之间的折叠效率和展开的蛋白质反应的潜在差异.
- 开发的rhDNASE1在功能上与现有的治疗方法相比,提供了潜在的更容易获得和更具成本效益的替代方案.
