摘要：在大肠杆菌系统中表达重组HPV16 L1衣壳蛋白,并采用实验设计(design of experiments,DOE)对重组蛋白的阳离子交换层析纯化工艺参数进行优化,以获得更高的回收率,为产品生产提供指导。首先,构建表达载体pET-30a-16 L1,转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,进行诱导表达并应用50 L发酵罐高密度培养工程菌;然后,单因素变量筛选4种阳离子交换层析介质,DOE方法优化上样流速及缓冲液的pH,疏水层析进一步纯化;分析重组HPV16 L1病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs)的蛋白纯度、回收率、内毒素、宿主残余蛋白和残余DNA,并进行透射电镜形态观察;最后,HPV16 L1 VLPs免疫小鼠,评价体内所诱导的中和抗体水平。结果显示,筛选并确定pH为8.0的缓冲体系和5 mL/min的上样流速进行POROS^(TM)XS阳离子层析作为蛋白纯化条件,疏水层析进一步纯化;纯化后蛋白浓度为1.0 mg/mL,回收率为46.23%,纯度为97%,内毒素含量小于12.5 EU/mL,宿主残余蛋白为6.00 ng/mL,宿主残余DNA为3.30 ng/mL;小鼠免疫6周后血清的中和抗体滴度Log10平均值为4.01。本研究利用大肠杆菌表达系统成功表达HPV16 VLPs,获得优化后的阳离子交换层析纯化工艺,为VLPs疫苗的研发提供了思路,为DOE在生物工程领域的应用提供依据。