血浆蛋白分离纯化的进展

血浆蛋白分离纯化的进展

中 国 生 物 工 程 杂 志

第24卷第7期

CHINABIOTECHNOLOGY

2004年7月

血浆蛋白分离纯化的进展 亲和技术

*

的重要作用

金晓霞 罗 坚 苏志国

**

(中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室 北京 100080)

摘要 从血浆中分离纯化各种药用蛋白质仍然是生物技术的重要产业。分离纯化技术的进展使得一血多用成为可能,大大降低了产品成本。其中,亲和技术扮演了重要的角色。经过20多年的进展,亲和层析已经从实验室走进产业化,以其高选择性、高活性回收率和高纯度等特点,成为纯化蛋白质等生物大分子最有效的技术之一。在血浆分离中,以乙醇沉淀或离子交换层析预处理后血浆组分为原料,用亲和层析可高效地获得目标血浆蛋白。综述了近年来各种亲和层析在血浆蛋白分离制备中的应用,并展望了血浆蛋白分离纯化发展的趋势。关键词 亲和层析 血浆蛋白 分离纯化 人血浆是一种高度复杂的独特生物物质,含有100多种各具特有生理功能的蛋白质。随着现代生物技术的发展,重组血浆蛋白制品如因子 已问世,但在世界范围内,人血浆分级分离法仍是目前获得20多种临床治疗所必需的血浆制品(表1)的唯一方法。20世纪80年代初期,DNA重组技术刚出现时,人们曾认为利用这一新技术可以低成本源源不断地生产无病毒的重组血浆蛋白,但经过20多年的发展,目前只有3种重组血浆蛋白(因子!a、 、 )被批准用于临床。这主要是由于我们大大低估了用基因工程方法生产血浆蛋白的复杂性、成本及开发时间。

随着病毒灭活 去除技术的发展和应用,血浆制品的安全性已日益得到保障,人们献血意识的改变和单采血浆技术的发展,使得血浆供应得到提升。去年三月举行的国际血浆蛋白质比利时会议上对促进血液制品业发展的呼吁及今年六月份在华盛顿举行的血浆研讨会,更使我们看到了生物技术这一重要产业的发展前景和巨大潜力。另一方面,血浆作为血液的一部分,是一种十分有限的珍贵资源。但传统的低温乙醇沉淀分离法直接分离纯化的蛋白种类少,血浆利用率低。随

收稿日期:2004 03 23 修回日期:2004 05 17*国家自然科学基金资助项目(20136020)**,:home.ipe.ac.cn

着对新血液制品(如凝血因子和蛋白酶抑制剂)需求的增加,对产品纯度、安全性、产量、生产成本等

要求的提高,越来越多的层析技术应用于血浆分离,使得一血多用,更充分和合理地综合利用宝贵的血浆资源,充分显示血浆制品业的巨大的独特优势。其中,亲和层析技术 至今最有效的生物活性物质纯化方法(表2),早在70年代就已用于血浆中抗凝血酶 #(Antithrombin#,AT #)的提取。随着亲和技术的发展,解决了配基泄漏和层析柱使用寿命等问题,亲和层析得到了大规模的发展,并应用于工业生产。它在血浆蛋白分离上的应用也逐渐增加,利用它可生产新的高纯度的安全的血浆蛋白药物。

1 亲和层析(AffinityChromatography)

亲和层析是利用生物高分子特异、可逆地结合配基的生物学特性,专一地分离纯化生物高分子的一类方法。基本过程是先选择待分离物的亲和对象即配基,然后把它用化学方法偶联到固相载体(如琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶或合成高分子树脂)上,成为特异性的吸附剂。接着用柱层析法或批量吸附法吸附液相中相应的蛋白质,再通过改变条件或使用解吸剂等方式,把待分离的血浆蛋白质成分特异性地分离出来。

亲和层析始于20世纪初,但直到1967年,Axen