借由细胞的唾液酸化寡糖混合物的生产制造技术

技术编号:38260034 阅读:29 留言:0更新日期:2023-07-27 10:20
本发明专利技术处于合成生物学及代谢工程改造的技术领域中。更特定言之,本发明专利技术处于代谢上经工程改造的细胞的培养或发酵的技术领域中。本发明专利技术描述一种代谢上经工程改造以用于生产至少三种不同唾液酸化寡糖的混合物的细胞。此外,本发明专利技术提供一种用于借由细胞生产至少三种不同唾液酸化寡糖的混合物以及自该培养纯化所述唾液酸化寡糖中的至少一者的方法。所述唾液酸化寡糖中的至少一者的方法。所述唾液酸化寡糖中的至少一者的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借由细胞的唾液酸化寡糖混合物的生产
[0001]本专利技术处于合成生物学及代谢工程改造的
中。更特定言之,本专利技术处于代谢上经工程改造的细胞的培养或发酵的
中。本专利技术描述一种代谢上经工程改造以用于生产至少三种不同唾液酸化(sialylated)寡糖的混合物的细胞。此外,本专利技术提供一种用于借由细胞生产至少三种不同唾液酸化寡糖的混合物以及自该培养纯化所述唾液酸化寡糖中的至少一者的方法。

技术介绍

[0002]常常以与蛋白质及脂质的糖结合形式存在的寡糖参与许多生命现象,诸如与受精、胚胎发生、发炎、癌转移及宿主病原体黏附的发生及进展相关的分化、发育及生物识别过程。寡糖亦可以非结合聚糖形式存在于体液及人乳中,其中寡糖亦调节重要的发育及免疫过程(Bode,Early Hum.Dev.1

4(2015);Reily等人,Nat.Rev.Nephrol.15,346

366(2019);Varki,Glycobiology 27,3

49(2017))。由于寡糖的广泛功能谱,对寡糖混合物存在巨大科本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种代谢上经工程改造的细胞,其生产至少三种不同唾液酸化(sialylated)寡糖的混合物,其中该混合物包含超过一种哺乳动物乳寡糖,较佳地,其中该混合物包含至少三种不同唾液酸化的哺乳动物乳寡糖,其中该细胞代谢上经工程改造以用于生产该混合物,及表现作为唾液酸基转移酶的糖基转移酶(glycosyltransferase),及能够合成核苷酸

糖CMP

N

乙酰基神经氨酸(CMP

Neu5Ac),及表现至少一种额外糖基转移酶,及能够合成一或多种核苷酸

糖,其中所述核苷酸

糖为用于该额外糖基转移酶的供体。2.如权利要求1的细胞,其中该细胞经基因表现模组修饰,其特征在于来自所述表现模组中的任一者的表现为持续性的或借由天然诱导剂产生。3.如权利要求1或2中任一项的细胞,其中该细胞包含编码一种蛋白质的相同编码DNA序列的多个复本。4.如权利要求1至3中任一项的细胞,其中该细胞生产带电及中性寡糖的混合物。5.如权利要求1至4中任一项的细胞,其中该混合物包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:带电及中性岩藻糖基化(fucosylated)及/或非岩藻糖基化寡糖。6.如权利要求1至5中任一项的细胞,其中该寡糖混合物包含至少三种在聚合度方面不同的不同唾液酸化寡糖。7.如权利要求1至6中任一项的细胞,其中该细胞生产至少四种、较佳至少五种、更佳至少六种、最佳至少七种、至少八种、至少九种、至少十种不同唾液酸化寡糖。8.如权利要求1至7中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者选自包含以下者的清单:岩藻糖基转移酶(fucosyltransferase)、唾液酸基转移酶(sialyltransferase)、半乳糖基转移酶、葡萄糖基转移酶、甘露糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶、N

乙酰基半乳糖氨基转移酶、N

乙酰基甘露糖氨基转移酶、木糖基转移酶(xylosyltransferase)、葡萄糖醛酸苷转移酶、半乳糖醛酸苷转移酶、葡萄糖氨基转移酶、N

羟乙酰基神经氨基转移酶(N

glycolylneuraminyltransferase)、鼠李糖基转移酶、N

乙酰基鼠李糖基转移酶、UDP
‑4‑
氨基

4,6

二去氧

N

乙酰基

β

L

阿卓糖胺(altrosamine)转胺酶、UDP

N

乙酰基葡萄糖胺烯醇丙酮酰基转移酶(UDP

N

acetylglucosamine enolpyruvyl transferase)及岩藻糖氨基转移酶,较佳地,该岩藻糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

1,2

岩藻糖基转移酶、α

1,3

岩藻糖基转移酶、α

1,4

岩藻糖基转移酶及α

1,6

岩藻糖基转移酶,较佳地,该唾液酸基转移酶选自包含以下者的清单:α

2,3

唾液酸基转移酶、α

2,6

唾液酸基转移酶及α

2,8

唾液酸基转移酶,较佳地,该半乳糖基转移酶较佳选自包含以下者的清单:β

1,3

半乳糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺β

1,3

半乳糖基转移酶、β

1,4

半乳糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺β

1,4

半乳糖基转移酶、α

1,3

半乳糖基转移酶及α

1,4

半乳糖基转移酶,较佳地,该葡萄糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

葡萄糖基转移酶、β

1,2

葡萄糖基转移酶、β

1,3

葡萄糖基转移酶及β

1,4

葡萄糖基转移酶,较佳地,该甘露糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

1,2

甘露糖基转移酶、α

1,3


露糖基转移酶及α

1,6

甘露糖基转移酶,较佳地,该N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶选自包含以下者的清单:半乳糖苷β

1,3

N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶及β

1,6

N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶,较佳地,该N

乙酰基半乳糖氨基转移酶选自包含以下者的清单:α

1,3

N

乙酰基半乳糖氨基转移酶及β

1,3

N

乙酰基半乳糖氨基转移酶。9.如权利要求1至8中任一项的细胞,其中该细胞在所述糖基转移酶中的至少一者的表现或活性方面经修饰。10.如权利要求1至9中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为唾液酸基转移酶且所述供体核苷酸

糖中的一者为CMP

Neu5Ac。11.如权利要求1至10中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为岩藻糖基转移酶且所述供体核苷酸

糖中的一者为GDP

岩藻糖(GDP

Fuc)。12.如权利要求1至11中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶且所述供体核苷酸

糖中的一者为UDP

N

乙酰基葡萄糖胺(UDP

GlcNAc)。13.如权利要求1至12中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为半乳糖基转移酶且所述供体核苷酸

糖中的一者为UDP

半乳糖(UDP

Gal)。14.如权利要求1至13中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为N

乙酰基半乳糖氨基转移酶,且所述供体核苷酸

糖中的一者为UDP

N

乙酰基半乳糖胺(UDP

GalNAc)。15.如权利要求1至14中任一项的细胞,其中所述额外糖基转移酶中的任一者为N

乙酰基甘露糖氨基转移酶且所述供体核苷酸

糖中的一者为UDP

N

乙酰基甘露糖胺(UDP

ManNAc)。16.如权利要求1至15中任一项的细胞,其中所述核苷酸

糖中的任一者选自包含以下者的清单:GDP

Fuc、CMP

Neu5Ac、UDP

GlcNAc、UDP

Gal、UDP

N

乙酰基半乳糖胺(UDP

GalNAc)、UDP

N

乙酰基甘露糖胺(UDP

ManNAc)、GDP

甘露糖(GDP

Man)、UDP

葡萄糖(UDP

Glc)、CMP

N

羟乙酰基神经氨酸(CMP

Neu5Gc)、CMP

Neu4Ac、CMP

Neu5Ac9N3、CMP

Neu4,5Ac2、CMP

Neu5,7Ac2、CMP

Neu5,9Ac2、CMP

Neu5,7(8,9)Ac2、UDP

葡萄糖醛酸酯、UDP

半乳糖醛酸酯、GDP

鼠李糖、UDP

木糖、UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧
‑‑
L

阿拉伯糖(arabino)
‑4‑
己酮糖、UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧
‑‑
L

来苏糖(lyxo)
‑4‑
己酮糖、UDP

N

乙酰基

L

鼠李糖胺(rhamnosamine)(UDP

L

RhaNAc或UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧

L

甘露糖)、dTDP

N

乙酰基岩藻糖胺、UDP

N

乙酰基岩藻糖胺(UDP

L

FucNAc或UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧

L

半乳糖)、UDP

N

乙酰基

L

纽莫糖胺(pneumosamine)(UDP

L

PneNAC或UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧

L

塔罗糖)、UDP

N

乙酰基胞壁酸(acetylmuramic acid)、UDP

N

乙酰基

L

异鼠李糖胺(quinovosamine)(UDP

L

QuiNAc或UDP
‑2‑
乙酰氨基

2,6

二去氧

L

葡萄糖)、GDP

L

异鼠李糖。17.如权利要求1至16中任一项的细胞,其中该细胞表现一或多种多肽,该一或多种多肽选自包含以下者的清单:甘露糖
‑6‑
磷酸异构酶、磷酸甘露糖变位酶、甘露糖
‑1‑
磷酸鸟苷酰基转移酶、GDP

甘露糖4,6

脱水酶、GDP

L

岩藻糖合酶、岩藻糖透过酶、岩藻糖激酶、GDP

岩藻糖焦磷酸化酶、岩藻糖
‑1‑
磷酸鸟苷酰基转移酶、L

麸酰氨酸

D

果糖
‑6‑
磷酸氨基转移
酶、葡萄糖胺
‑6‑
磷酸脱胺酶、磷酸葡萄糖胺变位酶、N

乙酰基葡萄糖胺
‑6‑
磷酸去乙酰基酶、N

酰基葡萄糖胺2

表异构酶、UDP

N

乙酰基葡萄糖胺2

表异构酶、N

乙酰基甘露糖胺
‑6‑
磷酸2

表异构酶、葡萄糖胺6

磷酸N

乙酰基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺
‑6‑
磷酸磷酸酶、N

乙酰基甘露糖胺
‑6‑
磷酸磷酸酶、N

乙酰基甘露糖胺激酶、磷酸乙酰基葡萄糖胺变位酶、N

乙酰基葡萄糖胺
‑1‑
磷酸尿苷酰基转移酶、葡萄糖胺
‑1‑
磷酸乙酰基转移酶、N

乙酰基神经氨酸合酶、N

乙酰基神经氨酸解离酶、N

酰基神经氨酸
‑9‑
磷酸合酶、N

酰基神经氨酸
‑9‑
磷酸磷酸酶、N

酰基神经氨酸胞苷酰基转移酶、半乳糖
‑1‑
表异构酶、半乳糖激酶、葡萄糖激酶、半乳糖
‑1‑
磷酸尿苷酰基转移酶、UDP

葡萄糖4

表异构酶、葡萄糖
‑1‑
磷酸尿苷酰基转移酶、磷酸葡萄糖变位酶、UDP

N

乙酰基葡萄糖胺4

表异构酶、N

乙酰基半乳糖胺激酶及UDP

N

乙酰基半乳糖胺焦磷酸化酶,较佳地,其中该细胞在所述多肽中的任一者的表现或活性方面经修饰。18.如权利要求1至17中任一项的细胞,其中该细胞能够合成至少两种核苷酸

糖,较佳至少三种核苷酸

糖,更佳至少四种核苷酸

糖,甚至更佳至少五种核苷酸

糖。19.如权利要求1至18中任一项的细胞,其中除三种或更多种唾液酸化寡糖以外,该寡糖混合物亦包含至少一种中性寡糖。20.如权利要求19的细胞,其中该中性寡糖选自包含中性岩藻糖基化寡糖及中性非岩藻糖基化寡糖的清单。21.如权利要求1至20中任一项的细胞,其中所述唾液酸化寡糖中的至少一者经岩藻糖基化、半乳糖基化、葡萄糖基化、木糖基化、甘露糖基化,含有N

乙酰基葡萄糖胺、含有N

乙酰基神经氨酸、含有N

羟乙酰基神经氨酸、含有N

乙酰基半乳糖胺、含有鼠李糖、含有葡萄糖醛酸酯、含有半乳糖醛酸酯及/或含有N

乙酰基甘露糖胺。22.如权利要求1至21中任一项的细胞,其中该寡糖混合物包含至少一种岩藻糖基化寡糖。23.如权利要求1至22中任一项的细胞,其中该寡糖混合物包含至少一种寡糖,该至少一种寡糖包含N

乙酰基葡萄糖胺单糖单元。24.如权利要求1至23中任一项的细胞,其中该寡糖混合物包含至少一种半乳糖基化寡糖。25.如权利要求1至24中任一项的细胞,其中该寡糖混合物包含至少一种寡糖,该至少一种寡糖经岩藻糖基化、半乳糖基化、葡萄糖基化、木糖基化、甘露糖基化,含有N

乙酰基葡萄糖胺、含有N

乙酰基神经氨酸、含有N

羟乙酰基神经氨酸、含有N

乙酰基半乳糖胺、含有鼠李糖、含有葡萄糖醛酸酯、含有半乳糖醛酸酯及/或含有N

乙酰基甘露糖胺。26.如权利要求1至25中任一项的细胞,其中该细胞使用至少一种用于生产所述寡糖中的任一或多者的前驱体,较佳地,该细胞使用两种或更多种用于生产所述寡糖中的任一或多者的前驱体,所述前驱体自培养基馈入至该细胞中。27.如权利要求1至26中任一项的细胞,其中该细胞生产至少一种用于生产所述寡糖中的任一者的前驱体。28.如权利要求1至27中任一项的细胞,其中该至少一种用于生产所述寡糖中的任一者的前驱体完全转化为所述寡糖中的任一者。29.如权利要求1至28中任一项的细胞,其中该细胞胞内生产所述寡糖,且其中所述所
生产的寡糖的部分或实质上全部保持在胞内,及/或经由被动或主动输送在该细胞外部排出。30.如权利要求1至29中任一项的细胞,其中该细胞进一步经遗传修饰以用于i)内源性膜蛋白的经修饰表现,及/或ii)内源性膜蛋白的经修饰活性,及/或iii)同源膜蛋白的表现,及/或iv)异源膜蛋白的表现,其中该膜蛋白参与在该细胞外部分泌来自该混合物的所述寡糖中的任一者,较佳地,其中该膜蛋白参与自该细胞分泌来自该混合物的所有所述寡糖。31.如权利要求1至30中任一项的细胞,其中该细胞进一步经遗传修饰以用于i)内源性膜蛋白的经修饰表现,及/或ii)内源性膜蛋白的经修饰活性,及/或iii)同源膜蛋白的表现,及/或iv)异源膜蛋白的表现,其中该膜蛋白参与吸收用于合成该混合物中的所述寡糖中的任一者的前驱体及/或受体,较佳地其中该膜蛋白参与吸收所有所述所需前驱体,更佳地其中该膜蛋白参与吸收所有所述受体。32.如权利要求30或31中任一项的细胞,其中该膜蛋白选自包含以下者的清单:运输蛋白(porter)、P

P

键水解驱动的转运蛋白(transporter)、β

桶状孔蛋白、辅助转运蛋白(transport protein)、推定转运蛋白(putative transport protein)及磷酸转移驱动的基团移位蛋白(translocator),较佳地,所述运输蛋白包含MFS转运蛋白、糖流出转运蛋白及螯铁蛋白输出蛋白,较佳地,所述P

P

键水解驱动的转运蛋白包含ABC转运蛋白及螯铁蛋白输出蛋白(siderophore exporter)。33.如权利要求30至32中任一项的细胞,其中该膜蛋白提供改良的生产及/或能够实现及/或增强所述寡糖中的任一者的流出。34.如权利要求1至33中任一项的细胞,其中该细胞在乳糖与一或多种其他碳源合并的环境中生长时抵抗乳糖杀灭现象(lactose killing)。35.如权利要求1至34中任一项的细胞,其中与未经修饰的先驱细胞(progenitor)相比,该细胞包含用于减少乙酸的产生的修饰。36.如权利要求35的细胞,其中与未经修饰的先驱细胞相比,该细胞包含降低或减少表现及/或消除、减弱、降低或延迟活性的包含以下者的蛋白质中的任一或多者:β

半乳糖苷酶、半乳糖苷O

乙酰基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺
‑6‑
磷酸去乙酰基酶、葡萄糖胺
‑6‑
磷酸脱胺酶、N

乙酰基葡萄糖胺抑制因子、核糖核苷酸单磷酸酶、EIICBA

Nag、UDP

葡萄糖:十一异戊烯基(undecaprenyl)

磷酸葡萄糖
‑1‑
磷酸转移酶、L

墨角藻糖激酶、L

岩藻糖异构酶、N

乙酰基神经氨酸解离酶、N

乙酰基甘露糖胺激酶、N

乙酰基甘露糖胺
‑6‑
磷酸2

表异构酶、EIIAB

Man、EIIC

Man、EIID

Man、ushA、半乳糖
‑1‑
磷酸尿苷酰基转移酶、葡萄糖
‑1‑
磷酸腺苷酰基转移酶、葡萄糖
‑1‑
磷酸酶、ATP依赖型6

磷酸果糖激酶同功酶1、ATP依赖型6

磷酸果糖激酶同功酶2、葡萄糖
‑6‑
磷酸异构酶、有氧呼吸控制蛋白、转录抑制因子IclR、lon蛋白
酶、葡萄糖

特异性易位磷酸转移酶IIBC组分ptsG、葡萄糖

特异性易位磷酸转移酶(PTS)IIBC组分malX、酶IIAGlc、β

葡萄糖苷特异性PTS酶II、果糖特异性PTS多磷酰基转移蛋白FruA及FruB、乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶、丙酮酸

甲酸解离酶、乙酸激酶、磷酰基转移酶(phosphoacyltransferase)、磷酸乙酰基转移酶、丙酮酸脱羧酶。37.如权利要求1至36中任一项的细胞,其中该细胞能够生产磷酸烯醇丙酮酸盐(phosphoenolpyruvate;PEP)。38.如权利要求1至37中任一项的细胞,其中与未经修饰的先驱细胞相比,该细胞经修饰以用于增强磷酸烯醇丙酮酸盐(PEP)的生产及/或供应。39.如权利要求1至38中任一项的细胞,其中所述寡糖中的任一者为哺乳动物乳寡糖。40.如权利要求1至39中任一项的细胞,其中所有所述寡糖为哺乳动物乳寡糖。41.如权利要求1至38中任一项的细胞,其中所述寡糖中的任一者为人类ABO血型系统的抗原。42.一种借由细胞、较佳单个细胞生产至少三种不同唾液酸化寡糖的混合物的方法,其中该混合物包含超过一种哺乳动物乳寡糖,较佳地,其中该混合物包含至少三种不同唾液酸化的哺乳动物乳寡糖,该方法包含以下步骤:i)提供一种细胞,该细胞(a)表现作为唾液酸基转移酶的糖基转移酶,且能够合成核苷酸

糖CMP

Neu5Ac,及(b)表现至少一种额外糖基转移酶,及(c)能够合成至少一种或更多种核苷酸

糖,其中所述核苷酸

糖为用于所述额外糖基转移酶的供体,及ii)在容许表现所述糖基转移酶及合成所述核苷酸

糖的条件下培养该细胞,使得该细胞生产至少三种不同唾液酸化寡糖的该混合物,iii)较佳地,自该培养分离所述寡糖中的至少一者,更佳地,自该培养分离所有所述寡糖。43.如权利要求42的方法,其中该细胞为如具体实例1至41中任一项的代谢上经工程改造的细胞。44.如权利要求43的方法,其中该细胞经基因表现模组修饰,其特征在于来自所述表现模组中的任一者的表现为持续性的或借由天然诱导剂产生。45.如权利要求43或44中任一项的方法,其中该细胞包含编码一种蛋白质的相同编码DNA序列的多个复本。46.如权利要求42至45中任一项的方法,其中该细胞生产带电及中性寡糖的混合物。47.如权利要求42至46中任一项的方法,其中该混合物包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:带电及中性岩藻糖基化及/或非岩藻糖基化寡糖。48.如权利要求42至47中任一项的方法,其中该寡糖混合物包含至少三种在聚合度方面不同的不同唾液酸化寡糖。49.如权利要求42至48中任一项的方法,其中该细胞生产至少四种、较佳至少五种、更佳至少六种、最佳至少七种、至少八种、至少九种、至少十种不同唾液酸化寡糖。50.如权利要求42至49中任一项的方法,其中所述额外糖基转移酶中的任一者选自包含以下者的清单:岩藻糖基转移酶、唾液酸基转移酶、半乳糖基转移酶、葡萄糖基转移酶、甘露糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖氨基转移酶、N

乙酰基半乳糖氨基转移酶、N

乙酰基甘露糖氨基转移酶、木糖基转移酶、葡萄糖醛酸苷转移酶、半乳糖醛酸苷转移酶、葡萄糖氨基转移
酶、N

羟乙酰基神经氨基转移酶、鼠李糖基转移酶、N

乙酰基鼠李糖基转移酶、UDP
‑4‑
氨基

4,6

二去氧

N

乙酰基

β

L

阿卓糖胺转胺酶、UDP

N

乙酰基葡萄糖胺烯醇丙酮酰基转移酶及岩藻糖氨基转移酶,较佳地,该岩藻糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

1,2

岩藻糖基转移酶、α

1,3

岩藻糖基转移酶、α

1,4

岩藻糖基转移酶及α

1,6

岩藻糖基转移酶,较佳地,该唾液酸基转移酶选自包含以下者的清单:α

2,3

唾液酸基转移酶、α

2,6

唾液酸基转移酶及α

2,8

唾液酸基转移酶,较佳地,该半乳糖基转移酶较佳选自包含以下者的清单:β

1,3

半乳糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺β

1,3

半乳糖基转移酶、β

1,4

半乳糖基转移酶、N

乙酰基葡萄糖胺β

1,4

半乳糖基转移酶、α

1,3

半乳糖基转移酶及α

1,4

半乳糖基转移酶,较佳地,该葡萄糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

葡萄糖基转移酶、β

1,2

葡萄糖基转移酶、β

1,3

葡萄糖基转移酶及β

1,4

葡萄糖基转移酶,较佳地,该甘露糖基转移酶选自包含以下者的清单:α

1,2

甘露糖基转移酶、α
...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏菲
申请(专利权)人:因比奥斯公司
类型:发明
国别省市:

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