[发明专利]生长和蛋白质生产的解偶联

说明书

本发明属于重组生物技术领域，特别属于蛋白质表达领域。本发明一般涉及在生产过程中提高细菌宿主细胞的目的蛋白质的表达水平的方法。本发明特别涉及通过在生产过程中表达抑制细菌宿主细胞生长的噬菌体蛋白质来提高细菌宿主细胞表达目的蛋白质的能力。在生产过程中使制造目的蛋白质的细菌宿主细胞的生长解偶联减少(i)代谢负担，(ii)氧需求，(iii)代谢热发展，和(iv)避免由异源蛋白质表达引起的应激反应，由此提高宿主细胞产生目的蛋白质的能力。本发明还涉及宿主细胞在蛋白质表达、细胞培养技术中的用途，更具体地涉及培养宿主细胞以产生目的蛋白质。

技术领域

本发明属于重组生物技术领域，特别属于蛋白质表达领域。本发明一般涉及在生产过程中提高细菌宿主细胞的目的蛋白质的表达水平的方法。本发明特别涉及通过在生产过程中表达抑制细菌宿主细胞生长的噬菌体蛋白质来提高细菌宿主细胞表达目的蛋白质的能力。在生产过程中使制造目的蛋白质的细菌宿主细胞的生长解偶联减少(i)代谢负担，(ii)氧需求，(iii)代谢热发展，和(iv)避免由异源蛋白质表达引起的应激反应，由此提高宿主细胞产生目的蛋白质的能力。本发明还涉及宿主细胞用于蛋白质表达、细胞培养技术的用途，更具体地涉及培养宿主细胞以生产目的蛋白质。

背景技术

用许多原核宿主已经成功生产出目的蛋白质(POI)。最突出的例子是细菌，如大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、或谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)。虽然一些蛋白质的生产已容易地实现高收率，但其它许多蛋白质的生产水平仍相对很低。

在过去十年中已经生产了大量生物药物(例如抗体或其功能性片段)，而且越来越多接近被批准用于人体，但是生物药物的高效生产依然是一项具有挑战性的任务。每次给药的治疗活性剂量通常为毫克(mg)级。因此，作为活性成分需要相当数量的蛋白质，使得有效率和节约成本的生产有价值。

细菌细胞表达系统长期以来一直且目前仍是用于生产这些类型分子的主要工具之一。过程优化的关键目标是以尽可能低的成本获得高产量的具有所要求质量的产品，其通常由特定的表达构建体或系统的特性决定。例如，重组蛋白的高水平表达可能抑制宿主细胞的代谢能力，从而导致质粒损失、氧转移减少、毒副产物的产生、包涵体的形成、和/或触发经常损害有效的蛋白质生产的应激反应。还已知有时编码目的蛋白质的mRNA的高表达不一定带来蛋白质的高量。科学家已经采取了不同的方法来解决这些问题。

例如，通过优化编码目的蛋白质的基因剂量，通过使用合适的启动子，或者根据所用宿主细胞通过优化编码目的蛋白质的基因的密码子使用，可以进一步提高重组蛋白的表达。其它几种参数也显示会影响宿主细胞中重组蛋白的表达水平，例如表达载体设计、培养基组成、生长温度、伴侣共表达、mRNA稳定性、翻译起始和表观遗传过程。

然而，宿主细胞中蛋白质的高水平生产可能受限于一个或多个不同步骤，如折叠、二硫键形成、糖基化、细胞内转运或从细胞释放。所涉及的许多机制尚未完全了解，即使可得到宿主生物体的整个基因组的DNA序列，也不能基于现有技术的现有知识进行预测。