一般来说,生物生产工艺用的核酸酶以BenzonaseTM(BenzonaseTM是Merck的注册商标)为主,能高效降解任何形式(双链、单链、线状、环状)的DNA和RNA。该酶来自于大自然界普遍存在的S.Marcescen,通过E.coli发酵生产得到。该酶的适宜反应条件是低盐浓度范围(<100mM盐浓度),且酶活随着盐浓度上升而下降,在300mM盐浓度时酶活几乎丧失。对于细胞基因药物常用的两种病毒载体LV和AAV,LV由于含有脂包膜结构一般都在生理盐条件下存在,而AAV在高盐条件下不易团聚、更稳定。而在生理盐浓度及更高浓度条件下,Benzonase活性受到抑制。M-SAN HQ中盐核酸酶在生理盐条件下具有更高活性,降解HCD效率更高,便于HCD的去除。湖北上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160

核酸酶活性受到很多因素影响,如盐浓度、pH、底物、温度等。因此,不同客户、不同项目中核酸酶的使用条件都不一。目前,生物制药行业对Benonase全能核酸酶的使用比较熟悉,如生理盐或低盐浓度、脱盐操作等。对于大部分使用Benzonase的项目,使用M-SAN HQ中盐核酸酶可以完全替代,而且温度、Mg2+浓度等条件不用做任何调整,同样酶量的M-SAN HQ对宿主细胞DNA(HCD)的去除效果更好、病毒载体得率更高。经过工艺优化后,可以将M-SAN HQ中盐核酸酶的用量减少到原来的1/3-1/2,且HCD去除效果及产品得率更高。山西中盐核酸酶70950-160M-SAN HQ中盐核酸酶在细胞培养盐浓度下具有较高活性,缩短酶切时间、得到更短DNA片段;

Mayer等(2023)以measles virus(麻疹病毒,MV)为例,评估了四种不同核酸酶(BenzonaseTM、DeneraseTM、M-SAN HQ中盐核酸酶及SAN HQ高盐核酸酶)对于染色质DNA去除的效果。Vero细胞通过微载体贴壁培养来生产麻疹病毒MV,72hr后收获上清液,使用3µm cellulose filter(Sartorius)过滤后分装多份,置于-80℃保存便于后续使用。在解冻后的上清中调节对应盐浓度,并加入50 U/ml核酸酶,37℃孵育2hr进行消化,消化后留样;将消化后上清液过Capto Core 700 (Cytiva)柱子,收集流穿液,之后洗杂、洗脱,并分别留样。通过SDS-PAGE分析发现,相比Benzonase等传统核酸酶,在生理盐条件下M-SAN HQ中盐核酸酶更高效将染色质DNA剪切成更小片段,甚至将核小体DNA剪切更彻底。
大多数研究级别的慢病毒是通过批次浓缩而不是粗制剂之后应用的,浓缩基本上是通过两步离心法产生的。在70000g通过超速离心浓缩后的慢病毒再通过蔗糖缓冲(50000g)纯化,然后溶解在配方缓冲液中。一种改进,特别是纯度方面的改进,基于离心/色谱联用的纯化方法。例如,Kutner等评估了组合纯化/浓缩方法。蔗糖缓冲的超速离心结合阴离子交换层析获得了88.2%的收率,而相反的组合则获得了77.6%的收率。在两种方法中,浓缩都超过了100倍,病毒滴度都超过了1010TU/ml(VSV-g包被的慢病毒)。ArcticZymes成立于20世纪80年代后期,总部位于挪威北部的特罗姆瑟。

在不同的盐浓度条件下,AAV病毒载体的存在形式不同。低盐浓度条件下,AAV病毒颗粒表面会通过电荷作用等非特异结合到HCD上,从而产生病毒颗粒团聚现象。随着溶液盐浓度上升,AAV病毒颗粒与HCD的离子相互作用会被破坏,AAV病毒颗粒会逐渐解离。当盐浓度升到更高范围(>400mM左右),AAV病毒颗粒与HCD的结合更弱,AAV颗粒更稳定。因此,在高盐浓度溶液中,AAV颗粒更加稳定,且有数据表明高盐浓度不会削弱AAV的侵染能力。所以,我们推荐提高AAV病毒生产中的盐浓度。中盐核酸酶更适合细胞培养体系,相比全能核酸酶,酶用量减少到1/3-1/2,HCD去除效率更高。山西中盐核酸酶70950-160
生理盐浓度下,M-SAN HQ中盐核酸酶性能优于常用核酸酶。湖北上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160
跟其他类型的核酸酶一样,SAN HQ高盐核酸酶和M-SAN HQ中盐核酸酶的灭活方法有很多,分为可逆灭活及不可逆灭活。金属离子螯合剂如EDTA会可逆抑制两者的活性,加入的EDTA浓度一般是溶液中Mg2+浓度的2倍左右即可完全抑制活性;后续补加过量的Mg2+即可恢复核酸酶活性。加热、还原剂(如DTT)、咪唑、甘油及表面活性剂(如高于15%浓度的Triton X-100、SDS、尿素等)等都可以使其不可逆失活。在生物工艺流程,需要结合上下游应用需要选择合适的方法去除或灭活核酸酶。湖北上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160
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