工程增强信号:一种高通量计算管道,用于优化CHO细胞中治疗性蛋白质的生产
Ji-Hong Zhang1, Chong Wang2, Zhao-Yang Wu3
1School of Basic Medical Sciences, Henan Medical University, Xinxiang, Henan 453003, China; School of Measurement and Communication Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin, Heilongjiang 150080, China; International Joint Research Laboratory for Recombinant Pharmaceutical Protein Expression System of Henan, Xinxiang, Henan 453003, China.
我们开发了一个计算管道,以发现高性能信号 (SPs) 用于在中国子卵巢 (CHO) 细胞中治疗性蛋白质分泌. 这种方法显著提高了人血清白蛋白 (HSA) 的产量,优化了蛋白质的生产.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 蛋白质工程是指蛋白质工程.
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 信号 (SPs) 对于中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞中有效的治疗性蛋白质分泌至关重要.
- 它们的上下文依赖性活动对合理设计和优化提出了挑战.
- 发现新的,高性能的SP对于改善蛋白质生产平台至关重要.
研究的目的:
- 开发一个高通量计算选管道,用于识别新的高性能SP.
- 为了优化SPs的治疗蛋白质的增强分泌,使用人类血清白蛋白 (HSA) 来证明.
- 了解有效的SPs的结构和功能特征.
主要方法:
- 在计算管道中使用深度学习模型 (SignalP 6.0) 来选数百万个SP变体.
- 应用管道优化SPs的人类血清白蛋白 (HSA) 在CHO细胞表达.
- 在CHO细胞培养物中对计算识别的SP候选物进行实验验证.
主要成果:
- 确定了三十个有前途的SP,其表现优于本地HSA SP,并观察到显著的收益率提升.
- 证明HSA收益率大幅增加,无论是暂时的 (高达1.93倍) 还是稳定的 (高达2.89倍).
- 揭示了SP设计的新见解,包括独特的水合性特征,对蛋白质溶解度的影响,以及高表达和mRNA稳定性之间的相关性.
结论:
- 集成的计算-实验管道使得高效的蛋白质特异性SPs的合理设计成为可能.
- 这种方法显著减少了用于优化治疗性蛋白质生产的实验查负担.
- 开发的管道对增强蛋白质生产平台具有广泛的前景,例如CHO细胞中的HSA.
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