組換えタンパク質、サイトカイン、成長因子の選び方

組換えタンパク質、サイトカイン、成長因子の選び方

組換えタンパク質は、通常、細胞の健康と成長に関連しており、ライフサイエンス業界全体で、多数のアプリケーションで使用されています。組換えタンパク質の用途は、学術およびバイオテクノロジー研究室での細胞培養から、バイオプロセシング、幹細胞コア、および高度な(細胞および遺伝子)治療にまで及びます。

「組換えタンパク質」という用語には、線維芽細胞成長因子(FGF)などの成長因子、または細胞の成長、分化、または増殖を誘導するインターロイキン2(IL-2)などの免疫調節性サイトカインが含まれます。成長因子は、細胞の成長または分化に直接影響しますが、サイトカインは、免疫系の調節因子で、細胞の分化と活性化にも影響を与える可能性のある免疫応答を開始します。組換えタンパク質は、特定の細胞表面受容体への結合を介してシグナル伝達経路を活性化することにより、それらの作用機序を引き出すタンパク質です。しかし、 すべての組換えタンパク質がサイトカインまたは成長因子であるとは限りません。 組換えヒト血清アルブミン(HSA)は、培養で抗酸化剤および安定剤として使用できるタンパク質です。

概して、細胞は、組換えタンパク質の存在下で培養し、標的細胞に所望の生理学的効果を誘導することができ、通常、機能的な使用または分析の前の培養細胞の健康、成長、または活性化に関連しています。

Protientech HumanKine recombinant proteins, cytokines and growth factors for cell culture and therapeutic systems

細胞培養および治療システムにおけるそれらの重要性の観点から、あなた自身の培養のために、組換えタンパク質を選択する際に評価するべきいくつかの考慮事項があります。

考慮事項

1) 組換えタンパク質源

組換えタンパク質の生成に使用される発現システムは、得られる製品にかなりの影響を及ぼします。Genentechが組換えヒトインスリンを生産するために大腸菌を使用することは、活性なヒトタンパク質の開発における重要なランドマークでした。 この発見以来、研究が前進するにつれて、活性組換えタンパク質の必要性が変化しました。場合によっては、タンパク質に望ましい活性を実現するために、グリコシル化および翻訳後修飾(PTM)が必要になります。それは、真核生物の発現システムのみを使用して利用できるものです。これにより、昆虫と哺乳類(チャイニーズハムスター卵巣– CHO)の両方のシステムが開発されました。人間のアプリケーションや研究には、人間の発現システムが理想的です。 ProteintechのHumanKine組換えタンパク質は、ヒト胎児腎臓細胞(HEK293)由来です。

2) なぜHEKを与える必要があるのか?

ヒト細胞(HEK293)発現系に由来する組換えタンパク質は、ネイティブPTMおよびグリコシル化(CHOなど)を伴うヒト組換えタンパク質を産生する能力があるため、大腸菌などの細菌系に由来するタンパク質に比べて多くの利点があります。しかし、ProteintechのHumanKineタンパク質は、昆虫やCHOなどの他の真核生物システムに由来するタンパク質よりも優れています。これらについては以下で説明します。

動物とゼノフリー

  • 最終製品には、動物組織、体液、またはそれに由来する成分のいずれかである成分は含まれていません。
  • 調達から最終製品までのすべての材料は、専用の動物のいない施設で保管および処理されます。
  • 最終製品およびそのプロセスには、非ヒト動物源からの材料または非ヒト動物源から作られた組換え材料の使用を含みません。

タグフリー

  • タンパク質の発現と精製にタグは使用されていません。
  • タグを含めると、目的のタンパク質の構造が変化することがよくあります。
  • タグがタンパク質の活性部位に干渉し、生物活性が変化する場合があります。
  • タグの存在は、一部のタンパク質の免疫原性を高める可能性があり、タグのない組換えタンパク質をinvivoアプリケーションにとってより望ましいものにします。

ネイティブのヒトのグリコシル化、フォールディング、および成熟

CHOおよび昆虫細胞は真核生物ですが、ヒトタンパク質を処理するそれらの能力は、多くの場合、ヒト細胞と一致しません。たとえば、ヒト細胞は、CHO細胞よりも成熟したアクチビンA二量体を生成する可能性があります (図1)。

グリコシル化は、安定性と活性にとって非常に重要です。 CHO細胞と昆虫細胞は、このプロセスの機構が大きく異なり、ヒトとは大きく異なる可能性のあるグリコシル化種を生成します。

Proteintech SDS-PAGE gel with Coomassie blue staining of purified Activin A from CHO cell and HumanKine systems, demonstrating the formation of mature Activin A dimers. 図1.. CHO細胞およびHumanKineシステムから精製されたアクチビンAのクーマシーブルー染色によるSDS-PAGEゲル。これは、成熟したアクチビンA二量体の形成を示しています。

高い安定性

天然のグリコシル化と成熟により、ヒト細胞で発現したタンパク質は、安定性の点で他のシステムよりも優れた性能を発揮します。たとえば、HumanKine FGFは、大腸菌 由来のFGFよりも培養での安定性が高く(図2)、培地の交換が少なくて済みます。

Proteintech FGF basic-TS is stable in serum-free medium w/o cells for up to 3 days at 37°c, due to consistent, superior stability compared to competitor E.coli derived product. HumanKine proteins also have high purity and consistent lot-to-lot activity.
図2.. FGF basic-TSは、競合他社の大腸菌由来製品と比較して、一貫した優れた安定性があるため、無血清培地で細胞なしで、37°Cで最大3日間安定です。 HumanKineタンパク質は、高純度で一貫したロット間活性も備えています。

高活動

上記の機能は、相乗効果を発揮して、他の発現システムで生成されるタンパク質よりも高い活性を持つ傾向のあるタンパク質を生成します(図3)。

Proteintech demonstrates a higher efficiency production of IL-6 in rheumatoid synoviocytes when using HumanKine TNF alpha compared to E. coli expressed TNF alpha. 図3. HumanKine TNF alphaを使用した場合、大腸菌で発現したTNF alphaと比較して、リウマチ性滑膜細胞におけるIL-6の産生効率が高いことを示しています。

高純度

HEK293由来の組換えタンパク質は、他の発現システムに由来するタンパク質よりも純度が高いことがよくあります。ProteinechのHumanKine組換えWnt-3aタンパク質はその一例です(図4)

Wnt3A Induced Luciferase Production in Hek293 Reporter Cells Wnt3A Induced Proliferation in MC3T3 E1 Mouse Preosteoblast Cells
Wnt3Aは、Hek293レポーター細胞でルシフェラーゼ産生を誘導しました MC3T3E1マウス前骨芽細胞におけるWnt3A誘導増殖
図4.HumanKine Wnt3Aの純度は90%未満ですが、主要な競合他社の純度は70〜75%です。これは、現在入手可能な最も純粋なGMP Wnt3Aです(左)。また、主要な競合他社の少なくとも2倍のアクティブ性があります(右)。

3)製品情報

組換えタンパク質に関してメーカーが提供する幅広い情報は、メーカーが実施する検証の深さ、したがって製品の品質についての洞察を提供するはずです。この情報には、生物活性(バイオアッセイ検証あり)、純度、エンドトキシン濃度、およびSDS-PAGE検証が含まれている必要があります。

生物活性

異なるメーカーの製品を比較する場合、組換えタンパク質の生物活性が重要になる可能性があります。多くの場合、それらはug / mLまたはpg / mLでED50またはEC50(50%の最大活性を提供する用量–低いほど良い)として提供されます。または、単位/ mgが表示されます(高いほど良い)。

これらの濃度はアッセイ固有であるため、さまざまなメーカーのタンパク質の活性を比較するのに役立ちますが、競合製品の並行ベンチマークを実行して、どちらが独自のアプリケーションで最適に機能するかを知ることは常に失敗に終わります。

純度

組換えタンパク質の純度は、最終製品の全体的な品質に影響を与えます。使用する製品に他の外来タンパク質、エンドトキシン、または組換えタンパク質の生理学的作用機序を妨げる可能性のあるものがないことを保証するために、可能な限り最高の純度(理想的には> 95%)のタンパク質を使用することが重要です。

エンドトキシンレベル

市販の組換えタンパク質中のエンドトキシンは、タンパク質または培養細胞の生物学的活性を妨げることが知られています。 LPSなどのエンドトキシンは、「商業的に許容できるレベル」(1)でも、培養中の免疫細胞を活性化する可能性があります。 。購入する組換えタンパク質は、エンドトキシンを含まないか、エンドトキシンのレベルが非常に低いことが重要です。

Proteintech Humankine GMP grade recombinant protein, cytokine and growth factors

4)GMPは必要?

研究を前臨床から臨床に移行する場合、GMP製品は臨床へのスムーズな移行を確実にするのに役立ちます。あなたの研究が臨床的に使用されることを意図していない場合は、RUO製品が適切な選択です。​

GMPグレードの製品を購入すると何が得られますか?

ProteintechのHumanKineGMPグレード製品をご覧ください。

実験用に購入する組換えタンパク質を決定する際には、上記のすべての考慮事項が重要です。これらは、どの製品がより優れたパフォーマンスを発揮し、独自のアプリケーションに最適に機能するかについての事前の洞察を提供するのに役立ちます。これらの組換えタンパク質があなたの手でどのように機能するかを理解することも重要です。したがって、最終決定を下す前に、可能であれば、最終候補製品を並行してテストすることもお勧めします。

参考文献

Blog

Posted:
21 June, 2021

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