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高效表达载体与宿主细胞的关系密切,虽然楼主认为没有什么好说的,但是本人还是唠叨两句,主要是针对抗体生产的高效表达载体构建。
目的基因的表达设计到的过程包括:目的基因在宿主细胞基因组的定位;目的基因mRNA 的转录;目的基因的翻译;翻译后的加工,组装;抗体的分泌。
这些步骤在载体的设计中都要有所体现:
1.目的基因在宿主细胞基因组的定位:目的蛋白基因整合的位点与其产量之间显然有密切的关系,为了整合到所谓的热点,可以采用类似Invitrogen Flp-in 系统,先筛选基因组的热点,然后,利用Flp重组,是目的基因有目的的整合到基因组的热点。
2.目的基因mRNA 的转录:强的启动子如CMV,ubiquitin C (UbC)。目的基因可以是cDNA,以可以带有一部分内含子,其实很多比表达载体都会带有内含子。其他的元件包括Kozak序列(GCCGCCACC ATG G)可能会提高转录的起始。
3.翻译:可以在目的基因的5’或3’加增强子,常用的包括Woodchuck hepatitis post-transcriptional regulatory element (WPRE), cHS4 insulator elements,the translational enhancer element SP163,这些增强子可能增加翻译,如SP163就是一个内部核糖体进入位点(IRES),不过这些enhancer 是否有效,可能只有用了以后才能有结论。此外调整目的基因的编码,剔除少见tRNA编码会增加得到高表达克隆的机会。
4.翻译后的加工,组装:一般来说,哺乳动物细胞具有较可靠的分子伴侣和糖基化相关的酶。对于翻译后事情,可能不是高效表达载体构建的事情,而是对细胞系的改造,如提高或降低糖基化程度。
此外,可扩增标记基因二氢叶酸还原酶(DHFR)或者谷氨酰胺合成酶(GS)的使用可以大大增加产量。
这里举个例子,利用可扩增标记基因谷氨酰胺合成酶(GS)作为标记基因,扩增目的基因在宿主细胞基因组中的拷贝数,达到增大产量的目的。
来源于Lonza (cuturl('www.lonza.com'))的一个专利里的抗体表达载体。GS在弱化启动子SV40的下游,GS与CMV之间是SV40 内含子和polyA,有利于防止串连引起的启动子阻滞。CMV下游是目的抗体的VL的信号肽,这里是有内含子的,而且还挺长;VL后面是CL;CL与VH之间用一段linker, linker的两端为Furin酶切位点,据说可以在胞内被Furin识别和酶切;VH的后面分别是铰链Hi, CH1,CH2和CH3。这样轻重链连在一起表达,有利于保持轻重链表达数量的相同,从而有利于完整抗体的产生,避免单独的轻链造成的麻烦。
好了,就到这了,不管怎样,对于单抗的生产,20年来在生产工艺上的改进使单抗的产量提高了100倍,载体构建上可做的可能已经不多了。