采用DoE设计方法优化可溶性肿瘤坏死因子I型受体蛋白的聚乙二醇修饰工艺

作     者：王保成 蔡峰 李坤 李春阳 张珂 秦娇荣 

作者机构：成都生物制品研究所有限责任公司四川成都610023 

基　　金："十二五"重大新药创制专项基金(2011ZX09506-007) 

出 版 物：《中国生物制品学杂志》 (Chinese Journal of Biologicals)

年 卷 期：2013年第26卷第12期

页      码：1814-1822,1826页

摘      要：目的 采用DoE设计方法对人可溶性肿瘤坏死因子I型受体（soluble tumour necrosis factorαreceptors I,sTNFα-R玉）的聚乙二醇（PEG）修饰工艺参数进行优化,以期获得稳定、可控的工艺参数。方法 采用UNICORN（DoE）软件中Central Composite Face Centered（CCF）模型对sTNFα-R玉的3个PEG修饰工艺参数,即溶液pH值（pH）、反应时间（Time）和PEG与蛋白质量比（PEGrate）进行优化,设置4个响应值（多PEG修饰蛋白峰面积、单PEG修饰蛋白峰面积、未修饰蛋白峰面积及单PEG修饰蛋白峰面积与多PEG修饰蛋白峰面积比值）揭示其化学反应过程,确定参数操作空间;应用蒙特-卡罗模拟法（Monte-Carlo Simulation）对优化参数进行风险评估。结果3因子17组试验结果的重复性较好,中心点重复组响应值介于最低值和最高值之间,且随机分布,符合DoE试验设计的要求;4个响应值所对应的回归系数（R2）均〉0.75,预测准确性（Q2）〉0.5,模型有效性（Model Validity）〉0.25,重复性（Reproducibility）〉0.5,模型预测与实验值之间偏差较小,具有可靠的预测准确性;17组试验结果标准残差在允许范围（-4～4）之间,线性较好,预测值与观测值之间相关性较好,建立的模型拟合度高,可较为准确地预测试验结果。溶液pH值对多PEG修饰产量影响较小,随着Time和PEGrate的升高,多PEG修饰产物增加,单PEG修饰产物经二次或多次修饰形成多PEG修饰产物,减少Time和PEG用量可减少多PEG修饰产物;单PEG修饰产物随着pH上升,产量有所增加,与Time呈二次项关系,在***交互作用中,减少PEG用量可增加单PEG修饰产物量;减少Time和降低PEG用量可提高单PEG修饰产物与多PEG修饰产物的比值,有利于下游纯化。确定了工艺参数的操作空间,当pH为5.5时,反应时间控制在30 h以上,PEG与蛋白质量比控制在3.7以下,符合预设值;pH在6.5时,反应时间控制在22～35 h之间,PEG与蛋白质量比控制在2.5～4.0之间,符合预设值;蒙特-卡罗模拟法对在最佳操作参数（反应时间34.1 h,溶液pH值6.5,PEG与蛋白质量比2.5）时模型预测的响应值（单PEG修饰产物峰面积值5 635.82和单PEG修饰产物与多PEG修饰产物比值3.226 5）的风险评估,10万次模拟试验可信度分别为99.825%和99.982%,试验风险较小,工艺可控。结论 确定了sTNFα-R玉蛋白PEG修饰稳健的工艺参数。

主 题 词：肿瘤坏死因子α 受体 PEG修饰 DoE 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0831[工学-公安技术类] 071010[071010] 1002[医学-临床医学类] 081704[081704] 1001[医学-基础医学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 0836[0836] 

D　O　I：10.13200/j.cnki.cjb.000018

馆 藏 号：203133473...