《蛋白A色譜中配基固定與過程高效化研究》是依託天津大學，由史清洪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：蛋白A色譜中配基固定與過程高效化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：史清洪
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單克隆抗體藥物是製藥行業全球增長速度最快的市場。針對當前單抗藥物製備中蛋白A（SpA）色譜的技術瓶頸，本項目提出了基於多尺度認知的SpA色譜過程高效化的創新研究思路。圍繞抗體－SpA結合作用和色譜介質結構－性能關係兩個科學問題，開展了固液界面抗體與SpA結合作用的研究，全面地認知了材料在結合過程中作用；觀測了SpA色譜介質結構對抗體吸附性能的影響，完善了色譜介質結構－性能關係的闡述。基於上述認知，研究了材料、間隔臂以及固定化方法對SpA配基利用率的影響，建立SpA配基高效固定化技術；製備孔道結構可控的快速色譜基質，合成高容量SpA色譜介質，進而開發高效SpA色譜技術；同時，建立並完善SpA色譜過程理論；最終實現SpA色譜技術高效化。本研究對深化抗體－SpA結合作用及介質結構－性能關係的認知具有重要的科學意義，將為完善SpA色譜技術，推動單抗藥物發展奠定強有力的技術基礎。
結題摘要
蛋白A（Staphylococcus aureus protein A，SpA）色譜是當前單克隆抗體藥物製備工藝的“金標準”，其發展的基礎則在於SpA色譜介質的創新。當前，SpA色譜介質的處理能力飽受詬病。相比於離子交換色譜介質的高抗體吸附容量（~ 200 mg/mL）和良好的環境適應性，SpA色譜介質不僅抗體吸附容量非常低（30 – 60 mg/mL）而且存在耐鹼性差、配基易脫落的缺點。針對上述問題，本項目提出了基於抗體－SpA結合作用和色譜介質“結構－性能”相互關係兩個科學問題深入認知開發高效的SpA色譜技術的研究目標。這一目標在技術上是通過獲得耐鹼性SpA配基、合成高容量色譜介質和發展抗體色譜新工藝三個步驟實現的。 本項目基於介質及分子尺度上抗體結合突變域Z（N29A）及衍生物的穩定性及其與抗體Fc片段結合作用的研究，發現了影響Z域穩定性的關鍵胺基酸殘基，進而提出了通過改善胺基酸殘基相互作用提高SpA-Z配基耐鹼性的新策略，獲得了若干新型耐鹼性Z域衍生物。在此基礎上，進一步研究了SpA配基固定對抗體結合作用的影響，不僅驗證了配基密度對抗體吸附有著顯著影響，也發現了N端標記生物素的SpA-Z蛋白與抗體分子間的親和性高於C端標記生物素的SpA-Z蛋白50倍以上，由此為合成高容量的抗體色譜介質提供了科學指導。本項目分別合成了多種高容量的色譜介質，系統地闡述了色譜介質結構、表面特徵與色譜性能間的關係，提出了抗體高容量吸附的新策略，抗體的飽和吸附容量接近250 mg/mL介質。基於色譜介質內抗體吸附行為的認知，本項目提出了一種串聯連續吸附抗體的色譜工藝及利用該工藝的色譜裝置，利用該色譜裝置從包含抗體和至少一種雜蛋白的生物原料中分離抗體，有效避免了單柱色譜純化抗體技術中抗體處理量低等問題；實現了抗體的連續化生產，並能在提高抗體處理能力的同時獲得高收率和高純度的抗體產品。本項目的研究工作為SpA色譜的發展奠定了科學與技術基礎。
