用于控制多肽的α-酰胺化和/或C-末端氨基酸分裂的细胞培养基和方法技术

技术编号:13132487 阅读:314 留言:0更新日期:2016-04-06 18:24
本发明专利技术涉及一种用于降低在细胞培养物中表达多肽的C-末端异质性的细胞培养基,其中所述培养基包含至少一种有效量必需的微量元素,还涉及一种用于降低蛋白质的C-末端异质性的细胞培养方法,所述方法中采用了必需的微量元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术广泛地涉及细胞培养基组合物和细胞培养方法的
特别地,本发明是针对降低多肽,如糖蛋白的异质性。
技术介绍
在哺乳动物细胞的重组蛋白的生产过程中,蛋白质的多个修饰是发生在表达后(即翻译后),且因此导致重组蛋白产物的异质性。由于翻译后修饰并不是由蛋白质核苷酸序列编码进行编码,而是主要依赖于几个环境酶的作用,从而在生产过程中它们是难以控制并保持在严格(期望)的规格范围。因此特别是在重组治疗性蛋白的制造过程中,最大的挑战是保持蛋白质产物恒定的特性和质量。在多肽的所有相关可能质量属性的综合列表内,C-末端α-酰胺化是归因于C-末端异质性的基团。重链上的C-末端赖氨酸(Lys)的处理是重组单克隆抗体(mAb)最常见的修饰之一。重链的C-末端Lys可以通过碱性羧肽酶(CP)的活性被完全地或部分地除去。通过128Da除去一个C-末端Lys残基降低了分子量,并通过1个单位增加了正电荷。部分地除去C-末端Lys残基导致(由于单克隆抗体(mAb)的四级结构)抗体的混合种群具有零个,一个或两个C-末端赖氨酸残基(Liu等人,2008)。在缺乏赖氨酸时,能够进一步去除第二氨基酸甘氨酸(Gly),随后剩余的C-末端氨基酸脯氨酸(Pro)酶促地α-酰胺化。C-末端α-酰胺化是公知的,并在多肽和蛋白质的生物活性中具有重大意义。许多神经肽需要C-末端α-酰胺化步骤以使其成熟为活性的受体结合分子。例如,神经毒素非酰胺化类似物较包括C-末端α-酰胺化脯氨酸(Pro)的神经毒素具有四倍较低活性。在人血浆中人免疫原性MART-1肽的稳定性因C-末端α-酰胺化显著增加。蛇毒C-末端α-酰胺化通过降低其蛋白质降解来增加其在溶液中的寿命,并导致与未修饰的肽相比,其具有更高的活性。四肽乙酰基-丝氨酸(Ser)-天冬氨酸(Asp)-赖氨酸(Lys)-脯氨酸(Pro)抑制人类和鼠原始造血细胞的增殖,且很容易通过血管紧张素I-转换酶(ACE)降解。其C-末端α-酰胺化类似物不能因ACE而降解,且其血浆水平比野生型肽高26倍。因此多肽的C-末端α-酰胺化增加了其固有的生物学和免疫学活性,以及稳定性。C-末端α-酰胺化是专有的酶反应,由双功能肽酰甘氨酸α-酰胺化(PAM)酶催化。第一个步骤是:通过肽酰甘氨酸α-羟基化单加氧酶(PHM,EC1.14.14.3)域进行C-末端甘氨酸残基的α-羟基化。第二个步骤是:通过肽基α-羟基甘氨酸α-酰胺化分裂酶(PAL,EC4.3.2.5)域(MethaNM,2009)使α-羟基甘氨酸延长肽进行脱烷基化形成α-酰胺化肽和乙醛酸盐。进一步地,参见国际申请PCT/EP2011/069756或PCT/EP2013/057866,可以获悉PAM的酶促反应,该申请的全部公开内容在此引入本文。在此背景下,实施了纯化PAM酶的多项研究以增加体外和体内的C-末端α-酰胺化。在这些研究中,揭示了多种不同的活化剂,抑制剂和辅因子。EP0409294A1描述了一种充当PAM酶的辅因子的物质,其在高于225nm时没有吸收光谱,且不是肽,也不是茚三酮阳性物质,其具有小于1,000Da的分子量,在电渗析迁移到正极并具有两亲性结构。前述的抑制剂被用于多肽或蛋白质的C-末端α-酰胺化的制备(GuntherK,1990)。另一个用于C-末端α-酰胺化的辅因子在GB2233978A中有描述。PAM酶的辅因子是具有式R–(C=O)n–(CHOR1)n–CH2OR2的化合物,其中R代表氢原子或烷基,R1和R2分别表示PO3H2或SO3H基团(Gozzini等人,1991)。在Bradbury和其同事的论文中提出在体内使用PAM抑制剂4-苯基-3-丁烯酸。体内抑制剂的使用可以允许控制某些肽类激素的C-末端α-酰胺化,从而导致活性形式循环水平的降低。另外,在体内控制C-末端α-酰胺化的能力有利于促进细胞内的位置、α-酰胺化酶的运输和储存的研究(Bradbury等人,1989)。从C-末端-酰胺化肽文献数据获悉该C-末端的异质性可以影响重组多肽的某些性质的提示。通过α-酰胺化肽的治疗潜力的识别引发了对C-末端-酰胺化过程的科学和商业关注,例如降钙素,催产素和加压素。最近几年,开发了一些高效α-酰胺化反应,优先通过α-酰胺化酶,使用激素原催化酰胺化反应(KimKH和SeongBL,2001)。在这种情况下,双功能肽酰甘氨酸α-酰胺化酶被成功地用于在体外反应以将C-末端延伸肽转换成显示有C-末端α-酰胺化残基的肽类激素(MerklerDJ,1994)。一种用于将C-末端甘氨酸延长肽转换成相应的脱-甘氨酸的肽酰胺的方法在GB2220938A中披露(Castiglioreet等,1990)。然而,仍很少有人知道C-末端α-酰胺化在较大的多肽如抗体中的影响。甚至很少或没有知识涉及重组多肽,如糖蛋白的C-末端的异质性在毒理学方面和免疫原性的影响,但是从上述调查结果中可以实施一些外推法。如果修饰了抗体蛋白的表面或电荷,抗体固有的抗原性可以被改变。对于抗体靶肽,Maillèreand及其同事表明,目标肽的C-末端α-酰胺化在相应抗体特异性引发了惊人的影响。当多肽表现出C-末端α-酰胺化时,小鼠的抗体反应急剧增加。根据这些数据,本专利技术的专利技术人假定,具有C-末端α-酰胺化的治疗性多肽,特别是治疗性抗体,具有可以改变光敏处理(免疫原性)的潜力。根据这些C-末端α-酰胺化增加了多肽的寿命和T细胞应答的证据(Maillèreet等,1995),该抗体的半衰期的延长也可能对所需的药理学功效和在单克隆抗体本身的潜在免疫应答产生相当大的影响。因此,本领域技术人员需要理解,对于重组表达的治疗性多肽(如抗体)的制备,控制所产生的多肽在翻译后的C-末端修饰是特别重要,为提供ⅰ)恒定的产品质量和稳定的高产量,和/或ii)增加生产过程的效率,和/或iii),增加和/或微调所产生的多肽的生理活性和衍生药物的安全性,和/或iv)将产生多肽的翻译后的功能与那些参考多肽匹配。鉴于上述情况,有必要通过提供用于调节PAM和/或CP的酶活性的装置,实现在生产重组(glyco-)多肽期间控制或调节C-末端异质性的稳定可控的方法。此外,这队获得高质量非免疫原性重组多肽也是有必要的。因此,本专利技术要解决的问题是提供用于控制C-末端异质性的量的装置和方法,特别是关于(治疗性)多肽的C-末端α-酰胺化。通过在本专利技术的独立权利要求提供的实施方式解决所述技术问题。从属权利要求中提供有关优选实施方案。但是应该理解的是,由数值限定的范围应被理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞培养基,用于控制在细胞培养物中的至少一种表达多肽的氨基酸残基的[α]‑酰胺化和/或C‑末端分裂,其特征在于,所述培养基包括至少一种必需的微量元素或包含所述元素的化合物,所述元素作用于肽酰甘氨酸[α]‑酰胺化单氧酶(PAM)或羧肽酶(CP)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.20 EP 13181027.71.一种细胞培养基,用于控制在细胞培养物中的至少一种表达多肽的氨基酸残基的
[α]-酰胺化和/或C-末端分裂,其特征在于,所述培养基包括至少一种必需的微量元素或包
含所述元素的化合物,所述元素作用于肽酰甘氨酸[α]-酰胺化单氧酶(PAM)或羧肽酶(CP)。
2.一种细胞培养方法,用于控制至少一种表达多肽的氨基酸残基的[α]-酰胺化和/或
C-末端分裂,所述方法包括至少以下步骤:
i)加入至少一种必需的微量元素或包含所述元素的化合物至培养基中,所述培养基包
括生产多肽的宿主细胞;及
ii)发酵并回收所述多肽。
3.根据权利要求1所述的培养基或权利要求2所述的方法,其特征在于,所述必需的微
量元素或其加成物:
ⅰ)降低了所述C-末端[α]-酰胺化脯氨酸的量或增加了所述C-末端赖氨酸的量;
ⅱ)为离子或其所对应的盐或包括所述离子或其所对应的盐的化合物;和/或
ⅲ)选自如下一组物质:硒、锌和铜。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的培养基或方法,包括:
i)至少有效量的硒或其加成物,优选地,所述硒用于控制[α]-酰胺化;
ⅱ)有效量的锌或其加成物,优选地,所述锌用于控制氨基酸残基的C-末端分裂和/或
用于控制[α]-酰胺化;和/或
ⅲ)有效量的铜或其加成物。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的培养基或方法,其特征在于,所述培养基包括如
下所述的至少一种必需的微量元素或其组合:
ⅰ)浓度范围为0.175μM至2.98μM的硒,优选为1μM至2.4μM;
ⅱ)浓度范围为0.2μM至20μM的锌,优选为大于3μM至15μM,和/或
ⅲ)浓度范围为0.02μM至1μM的铜,优选为0.1μM至0.8μM。
6.根据权利要求5所述的培养基或方法,其特征在于:
ⅰ)与使用含有2.04μM的铜和0.173μM的硒的标准培养基相比,表达多肽的C-末端α-酰
胺化脯氨酸的量减少了,优选地,所述培养基含有2.3μM+0.6μM的硒,优选地,所述培养基还
包括0.4μM+0.5μM的铜...

【专利技术属性】
技术研发人员:塔尼亚·菲茨科·特里克
申请(专利权)人:斯洛文尼亚莱柯制药股份有限公司
类型:发明
国别省市:斯洛文尼亚;SI

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