Fc融合蛋白纯化解决方案
Fc融合蛋白是一类通过基因工程构建的重组分子,典型的构建方式是将目标蛋白融合在Fc段的氨基端,替代单克隆抗体分子的Fab部分(如图1)。所得的融合蛋白为同源二聚体,包含两个配体结合结构域多肽,并保留了 IgG Fc段的效应功能,因此Fc融合蛋白的下游纯化可采用蛋白A亲和捕获作为第一步。

图1. Fc融合蛋白的构建示意图*
配体结合结构域可来源于受体胞外结构域、细胞因子、酶、毒素、多肽等,不同的结构域构成了Fc融合蛋白的功能多样性。人IgG1的Fc区可与FcγR和C1q结合,因此融合蛋白可潜在诱导抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(ADCC)、补体依赖的细胞毒性(CDC);FcRn与Fc区的结合则负责延长融合分子的血清半衰期。Fc融合蛋白与单抗在结构上的根本区别,使其纯化过程更复杂、更具挑战性,需要针对性的纯化工艺开发和优化。

图2. Fc融合蛋白的功能多样性*
Fc融合蛋白的纯化工艺
相较于单抗药物的经典“亲和捕获+阴阳离子精纯”三步层析路线”,Fc融合蛋白由于融合部分(受体、细胞因子、酶等)的理化性质差异极大,导致层析条件、杂质去除策略(宿主蛋白、内毒素、产品相关杂质)等需要单独优化,对填料也提出了更高的要求。下面我们将从捕获阶段和精纯阶段分别探讨Fc融合蛋白与单抗的工艺细节和纯化要求差异。
捕获阶段

精纯阶段

pg游戏 针对Fc融合蛋白特点推荐两种纯化路线
路线一
亲和+阴离子结合洗脱+疏水流穿;
适用于等电点低(一般小于5)的样品
路线二
亲和+阳离子结合洗脱+阴离子流穿/疏水流穿;
适用于等电点高(一般大于6)的样品
结合洗脱主要去除大小变异体,比如片段、聚集体、电荷异构体;
流穿模式主要去除HCP、HCD等杂质;
由于样品的分子结构、等电点、杂质分布、质量要求等差异化特点,推荐路线根据具体情况具体分析,由于样品的复杂性,适用情况也仅针对一般规律,非一概而论。
对于亲和填料,当样品分子量小于100 kDa时,优先推荐MabPurix A65 Excel和MabPurix Infinite A,MabPurix Infinite A填料键合新一代高耐碱性Protein A配基,在线清洗(CIP)可耐受0.5~1.0 M NaOH,CIP条件为0.5 M NaOH的寿命实验验证可使用150 cycles以上,尤其适用于碱性条件要求高的复杂抗体类项目;
当样品分子量大于100 kDa时,推荐MabPurix P45。
01 亲和填料技术参数

02 阴离子交换填料技术参数

03 阳离子填料技术参数

04 疏水填料技术参数

应用案例
样品信息:分子量:180 kDa,尺寸较大,pI:6.0-6.5,
层析工艺
第一步:亲和捕获:MabPurix P45;10%FT DBC:26 g/L
第二步:阴离子交换层析:Monomix Mab60-Q
第三步:疏水层析:Polar MC30-HIC Butyl

该双抗尺寸较大,稳定性差,低pH易聚集;筛选亲和填料时发现,使用软胶(琼脂糖基质)填料载量较低,因此推荐使用聚合物基质的MabPurix P45填料;初次筛选时对比MabPurix P5与某进口填料X的使用效果,MabPurix P45的10%FT DBC为26 g/L,某进口填料X的10%FT DBC为15 g/L,因此选择MabPurix P45作为第一步层析步骤。
针对样品特点,pg游戏 推荐亲和+阴离子+疏水的层析工艺,三步层析之后样品纯度达到98.7%,蛋白A配基及HCP含量大幅度降低,聚集体得到有效控制。
订购信息

注:包装规格为1 L,5 L, 10 L, 50 L,预装柱规格为1 mL, 4.2 mL, 5 mL
*参考文献:
[1] Angela L. Linderholm and Steven M. Chamow. Immunoglobulin Fc-Fusion Proteins, BioProcess International,2014,10
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