案例分享丨阿卡索填料纯化重组人源化胶原蛋白案例分享

 

背景介绍

重组人源化胶原蛋白纯化案例分享

胶原蛋白源自希腊语 kólla（胶水）和 genḗs（生产）。从科学的角度来看，它是各种组织内的细胞外基质（ECM）的主要结构成分，有助于维持组织的机械稳定性、形状。迄今为止，已发现人体中含有28 种不同的胶原蛋白，各具有不同的高级组织结构。胶原蛋白类型是按照发现的时间顺序以罗马数字命名（I–XXVIII），并由不同的基因编码。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型在体内最为常见。

大多数胶原蛋白是由三条相同的多肽α链螺旋缠绕形成的三股螺旋结构，具有高度保守的氨基酸序列，甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸在特定位置重复出现，形成了独特的三维结构。基于胶原蛋白的诸多有益功能，开发具有更强生物学活性、安全性、亲水性和低免疫原性的重组胶原蛋白的技术，无论是用于改善皮肤美容，促进伤口愈合，还是用于生物医用材料，都展现出了巨大的应用前景。

 

图1：原胶原蛋白的三螺旋结构示意图

重组胶原蛋白是指利用基因工程技术生产胶原蛋白，将人胶原蛋白的特征和主要功能域重新优化设计基因序列，然后通过选用各种宿主细胞，如转基因鼠、昆虫、转基因蚕、转基因烟草、大肠杆菌、酵母等生产重组人源胶原蛋白。该技术生产的胶原蛋白具有安全性高、批次稳定、组分单一、活性高、无免疫排异等优点，目前市场上用于医疗器械及化妆品领域的主要是重组类人胶原蛋白Ⅰ型和Ⅲ型两种。

 

纯化方案

重组人源化胶原蛋白纯化案例分享

 

采用大肠杆菌、酵母表达体系的重组胶原蛋白，若带有纯化标签（如His标签），可选择亲和层析介质进行纯化。若不带有纯化标签，可选择的层析介质和工艺路线较多，比如离子交换、复合模式、疏水层析等。

图2：重组胶原蛋白的下游纯化工艺示意图

 

案例分析

重组人源化胶原蛋白纯化案例分享

 

1.离子交换填料纯化胶原蛋白

根据重组胶原蛋白等电点和亲水等相关特性，选用阳离子交换填料，经过纯化步骤后纯度可达90%以上。推荐两款PS-DVB基质的50μm阳离子填料，填料均具有良好的耐碱性、机械稳定性，其中PolyExion Extra 50SP还具有耐受150mM氯化钠的性能，可以简化发酵液的前处理步骤，使其无需换液操作即可进行捕获目的蛋白。

案例-1

 

• 纯化条件

离子交换填料PolyExion Extra 50SP纯化重组Ⅰ型胶原蛋白实验方案

层析柱尺寸：8.0mm ID*100 mm  柱体积：5 mL

缓冲液A: 50 mM PB, pH 7.0

缓冲液B: 1.5 M PB, pH 7.0

检测波长：220nm

样品：酵母发酵物处理后冻干品，Buffer A溶解

上样流速：2mL/min (保留时间2.5 min)

 

• 纯化图谱
  

图3：PolyExion Extra 50SP纯化胶原蛋白图谱

• 结果分析

图4：PolyExion Extra 50SP纯化后分析检测图谱

结果分析：

采用PolyExion Extra 50SP纯化重组胶原蛋白，上样量为20mg/mL，纯化前样品纯度为67%左右，经过离子交换纯化后纯度提升至85%以上，收率达85%以上，工艺简单，且能够达到较好的纯化效果，减轻后续精纯的压力。

 

案例-2

 

• 纯化条件

离子交换填料PolyExion 50HS纯化重组Ⅰ型胶原蛋白实验方案

层析柱尺寸：8.0mm ID*20 mm  柱体积：1 mL

缓冲液A: 50 mM 乙酸铵, pH 4.3

缓冲液B: 50 mM 乙酸铵, 1M 氯化钠, pH 4.3

检测波长：220nm

样品：酵母发酵物上清，Buffer A稀释一倍,调pH至4.3

上样流速：0.4mL/min (保留时间2.5 min)

运行流速：1 mL/min

• 纯化图谱
  

图5：PolyExion 50HS纯化胶原蛋白图谱

• 结果分析

图6：PolyExion 50HS纯化后分析检测图谱

结果分析：

采用PolyExion 50HS纯化重组胶原蛋白，上样量为20mg/mL，纯化前样品纯度为67%左右，经过离子交换纯化后纯度提升至90%以上，收率达70%以上，工艺简单，且能够达到较好的纯化效果。

 

 

2.复合模式填料纯化胶原蛋白

复合模式填料适用于原料中离子强度偏高（约100-300mM NaCl溶液）的样品的快速捕获，对于酵母等分泌表达的重组人源化胶原蛋白原液，无需脱盐步骤，可直接或纯水稀释后进行上样捕获。其中阿卡索生物的MMC Akarose 6FF填料为高交联琼脂糖基质，具有载量高、单分散性好、反压低、化学稳定性高等优势。 对于重组胶原蛋白的纯化，可选择一步复合阳离子模式填料层析，可将原料纯度提升至90%以上，收率50%以上。如需更高纯度，可进行第一步阳离子层析加第二步复合阳离子层析，能保证最终产品纯度98%以上，同时控制单杂小于0.5%。

案例-3

• 纯化图谱
  

图7：MMC Akarose 6FF纯化胶原蛋白图谱

• 结果分析

图4：MMC Akarose 6FF纯化后分析检测图谱

结果分析：

采用MMC Akarose 6FF纯化重组胶原蛋白，上样量为20mg/mL，经过复合阳离子交换纯化后纯度提升至90%以上，收率达40%以上，工艺简单稳定，且一步层析即可以达到90%以上的纯度，对于要求不高的原料，无需再进行二次纯化。

 

 

订购信息

重组人源化胶原蛋白纯化案例分享

产品名称	分类	粒径	货号
PolyExion 50HS	离子交换	50 μm	P05040025
PolyExion Extra 50SP	离子交换	50 μm	P05020025
MMC Akarose 6FF	复合模式	45-165 μm	50220203

 

阿卡索生物不仅有专业的填料研发团队，为了更好地为客户服务，解决客户应用端遇到的问题，配备了一批专业且经验丰富的填料应用团队。从客户角度出发，更好地服务于客户。

 

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关于阿卡索生物

苏州阿卡索生物科技有限公司是一家为全球生物医疗客户提供核心原料和整体解决方案的科技创新型企业，致力于生物医药、医美以及体外诊断上游领域的核心原料开发。

 

阿卡索生物以“构建高性能微球智造芯片工厂”为目标，结合了分子生物学、免疫学、生物化学、高分子纳米材料学以及微流控芯片技术的优势特点，建立了层析填料、免疫磁珠、药物制剂、医美微球等多个技术平台。产品广泛应用于生命科学、体外诊断和生物医药等领域，为客户提供一站式采购服务。

 

 

 

 

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