一种微生物谷氨酰胺转胺酶稳定性的检测方法与流程

文档序号:15514733发布日期:2018-09-25 17:33阅读:418来源:国知局

本发明涉及酶制品稳定性的检测,具体涉及一种mtgase稳定性的检测方法,属于酶学性质及分离纯化领域。



背景技术:

谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,简称tgase,ec2.3.2.13)是一种催化酰基转移的转移酶,可催化蛋白质分子内和分子间ε-(γ-glutaminyl)lysine共价键的形成,从而催化蛋白质分子内、分子间发生交联,进而改变蛋白质的性质和功能。谷氨酰胺转氨酶广泛存在于植物、动物和微生物中。而微生物来源的谷氨酰胺转胺酶(microbialtransglutaminase,mtgase)相对于动植物来源的tgase,具有非钙离子依赖性、底物特异性低、成本低等特点,使得mtgase在各个领域得到广泛的应用,如应用于肉制品、水产制品、乳制品、植物蛋白等食品加工方面,主要是改变食品的机械性能、持水性、口感等性能。近年来,mtgase在纺织领域及生物医学领域也有着越来越广泛的应用,如mtgase被大量用于蛋白质或多肽与小分子、聚合物、化学材料、dna及其他蛋白等物质的结合。很多研究者利用mtgase的交联性质,对治疗药物蛋白进行位点特异性修饰等。在纺织工业中,mtgase多用于羊毛织物的处理,还用于牛仔服饰的做旧处理等;羊毛中含有谷氨酰胺和赖氨酸残基,添加tgase可以减少加工过程中的纤维损伤和褪色情况。

mtgase由于其化学本质为蛋白质,其本身在生产、销售和应用过程容易受各种因素影响而使酶活降低,所以在工业上提高mtgase的稳定性是所要解决的重大问题,需要在每个生产环节做到严格的把控。有学者致力于优良菌株的筛选,从而得到产稳定性较好的菌株;有学者则致力于菌株发酵工艺的优化,从而得到稳定的发酵工艺,减小发酵过程中的不稳定因素对mtgase稳定性的影响;有学者致力于发酵后工艺的优化,在发酵后处理中加入不同的稳定剂来保护mtgase,研究表明添加合适糖类、盐离子、氨基酸等物质可以提高mtgase的稳定性,从而减小发酵后处理对mtgase的影响;同时也有学者致力于mtgase长期稳定保存的研究,如降低保存温度,调节液体mtgase产品在合适的ph值,添加保护剂来增加mtgase的稳定性,延长保质期(专利公开号:cn104024406a、cn105462950a、cn1684593)。

尽管很多学者对于mtgase的稳定性做了很多研究,但是在实际的生产和应用中仍然存在很多问题,如:(1)由于发酵工艺的不稳定,造成每批次发酵得到的mtgase稳定性存在一定差异;(2)mtgase本身为蛋白质,即使在发酵后处理、运输过程中严格控制操作环节,其稳定性仍然会受到外界不稳定因素的影响;(3)医药领域对mtgase的纯度、稳定性等方面有着严格的要求,mtgase的精细纯化过程可能会对mtgase的稳定性有影响,需要严格精确的稳定性鉴定方法来对符合要求的mtgase进行筛选;(4)目前mtgase粉末制剂虽然已经实现规模化生产,但生物酶制剂及各工业领域在向液体剂型发展,而液体状态下mtgase的稳定性相对于固体状态更不稳定,使得鉴定液体mtgase的稳定性成为更加关注的问题。

据文献报道,由于蛋白质在折叠组装时的差异,同种蛋白质会存在不同的同分异构体,特别是生物医学领域所用到的抗体,不同的同分异构体抗体蛋白会有明显的性质差异,所以会对蛋白的同分异构体进行分离。通过我们的实验发现,mtgase也存在同分异构体,用阳离子交换层析方法进行ph梯度洗脱可以将mtgase的同分异构体进行分离。经过酶学性质检测发现,mtgasei1和mtgasei2在温度稳定性、ph稳定性、保存稳定性等方面存在显著的差异。

目前还没有办法完全避免mtgase稳定性的差异,因此,寻找一种可以快捷、准确、高灵敏度的检测mtgase稳定性的方法至关重要,可以对发酵过程、发酵后处理环节、精细纯化环节生产得到的mtgase进行稳定性检测,一方面是对发酵过程的监控,一方面可以确定出厂的样品稳定性的大小,从而更好的指导客户进行使用。不同领域的客户也可以用该方法检测他们购买得到的mtgase的稳定性的高低,从而选择适合其自身产品的mtgase。在工厂生产mtgase的过程中,对mtgase只是进行简单的功能性检测。现有技术中还没有快捷、准确、灵敏度高的mtgase检测方法,可以测定mtgase的稳定性。



技术实现要素:

本发明的目的在于结合离子交换分离方法,提供一个简单、快捷、灵敏度高的检测mtgase稳定性的方法。从而实时监控检测mtgase稳定性,建立更加严格的mtgase稳定性检测方法。

本发明提出的微生物谷氨酰胺转胺酶mtgase稳定性的检测方法,包括以下步骤:

(1)mtgase溶液的制备

将mtgase溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集,得到mtgase上清液;

本发明中,所述缓冲液选自磷酸盐缓冲液、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;优选地,所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。

本发明中,所述缓冲液的浓度为15-50mm;优选地,为15-30mm;进一步优选地,为20mm。

本发明中,所述mtgase的ph为5.0-6.0之间。所述mtgase的ph条件对其稳定性的鉴定起决定作用,要严格控制在所述ph5.0-6.0范围内。

本发明中,所述mtgase终酶活浓度为3.0~30u/ml;优选地,为3.0~10u/ml;进一步优选地,为3.0-5.0u/ml;进一步优选地,3.0u/ml、5.0u/ml。

本发明中,离心的条件可以采用常规的离心条件即可,包括但不限于是8000r/mim离心10~15min;优选地,8000r/mim离心10min。

本发明中,所述离心的温度为4-20℃;优选地,为4℃。

本发明中,所述mtgase可以但不限于是由茂源链霉菌所产的mtgase。

本发明中,mtgase的存在形式可以是未经处理的发酵液,或为商品化的mtgase(如市面上购买的任何茂源链霉菌来源的mtgase,或精细纯化后高纯度的用于医药领域的茂源链霉菌来源的mtgase)。

本发明中,若mtgase的存在形式为未经处理的微生物发酵液时,则可先将发酵液离心,收集上清,然后再溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集上清。或,先用预冷的无水乙醇处理发酵液,静置后,离心收集沉淀,得到mtgase的粗提物(或,再进行冷冻干燥,得到固体制剂的mtgase),然后再溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集上清。

其中,所述无水乙醇与发酵液的体积比为1:1。

其中,所述静置的时间为0.5-1.5h,优选地为,1h。

其中,各步骤所述离心的条件可以但不限于是8000r/mim离心10~15min;优选地,8000r/mim离心10min。

(2)离子交换层析

将步骤(1)制备得到的mtgase上清液进行离子交换层析。

本发明中,所述离子交换层析为阳离子交换层析;如可以选用的阳离子交换层析纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml)。

本发明中,所述离子交换层析中采用的平衡缓冲液选自磷酸盐缓冲液、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;优选地,所述缓冲液磷酸盐缓冲液。

本发明中,所述离子交换层析中采用的平衡缓冲液的浓度为15-50mm;ph为5.0-6.0。

本发明中,所述离子交换层析中采用的洗脱缓冲液选自磷酸盐缓冲液、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;优选地,所述缓冲液磷酸盐缓冲液。

本发明中,所述离子交换层析中采用的洗脱缓冲液的浓度为15-50mm;ph为8.0-9.0。

本发明中,所述平衡缓冲液、样品以及洗脱缓冲液的流速为0.5-2.0ml/min;优选地,为1ml/min。

本发明中,所述平衡缓冲液、洗脱缓冲液及酶制品均用滤膜过滤除菌,如采用0.22μm的滤膜过滤除菌。

本发明中,所述分离洗脱方法为,用线性洗脱的方式收集洗脱峰;所述离子交换层析中采用的洗脱缓冲液的体积百分比变化为0-100%;即,所述线性洗脱是指随着时间的推移,洗脱缓冲液的体积百分比匀速地从0%增加到100%。

本发明中,所述洗脱缓冲液的体积为20-70个柱体积。

本发明中,所述ph变化从起始的5.0-6.0增加到8.0-9.0,所述ph条件对其稳定性的鉴定起决定作用,要严格控制在所述ph变化范围内。

本发明中,所述样品上样的总蛋白量为5-20mg,总酶活为100-300u。

(3)mtgasei2/mtgasei1的比值确定

阳离子交换层析过程中,随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,经ph梯度洗脱分离,可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,计算两个同分异构体的峰面积比值。

本发明中,所述同分异构体mtgasei1对应的ph范围为5.0-6.5。

本发明中,所述同分异构体mtgasei2对应的ph范围为6.6-8.0。

本发明中,所述根据mtgasei2/mtgasei1的比值判断mtgase的稳定性。mtgasei2/mtgasei1的比值与mtgase的稳定性呈负相关。

例如,若mtgasei2/mtgasei1的值低于1.5,则mtgase在ph为7.0,温度为37℃条件下保存5天时,保存率大于80%;

若mtgasei2/mtgasei1的值高于2.0,则mtgase在ph为7.0温度为37℃条件下保存5天时,保存率小于60%;

若mtgasei2/mtgasei1的值大于等于1.5,小于等于2.0,则mtgase在ph为7.0,温度为37℃条件下保存5天时,保存率大于等于60%,小于等于80%。

在本发明的一个具体实施方式中,所述mtgase稳定性的检测方法具体操作如下:

(1)mtgase溶液的制备

(i)将茂源链霉菌菌株进行发酵,离心收集上清,用磷酸盐缓冲液调节发酵液ph到5.0-6.0范围;或

(ii)将茂源链霉菌菌株进行发酵,离心收集上清,用预冷的无水乙醇1:1处理,静置1h后,8000r/mim离心15min,收集沉淀,得到mtgase的粗提物,用15-50mmph5.0-6.0的磷酸盐缓冲液溶解,8000r/mim离心15min收集上清;或

(iii)市面上所卖的茂源链霉菌来源的mtgase,用15-50mmph5.0-6.0的磷酸盐缓冲液溶解,8000r/mim离心15min收集上清;或

(iv)精细纯化后高纯度的用于医药领域的茂源链霉菌来源的mtgase,用15-50mmph5.0-6.0的磷酸盐缓冲液溶解,8000r/mim离心15min收集上清。

(2)阳离子交换层析

将步骤(1)所得的mtgase上清液在室温下用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为20mmph5.5的磷酸盐缓冲液,洗脱缓冲液为20mmph9.0的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积为20-70个柱体积,流速为1ml/min。ph变化为从起始的5.5增加到9.0。样品上样的总蛋白量为5-20mg,总酶活为100-300u。

随着洗脱缓冲液的比例不断增加,ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,计算两个同分异构体的峰面积比值。

(3)mtgasei2/mtgasei1的比值确定

根据mtgasei2/mtgasei1的比例判断mtgase的稳定性,mtgasei2/mtgasei1的值与mtgase的稳定性呈负相关,可根据实际需要,根据mtgasei2/mtgasei1的值确定所需特定稳定性的mtgase。mtgasei1的温度稳定性和ph稳定性都比mtgasei2高,如图7和图8所示。因此,mtgase中mtgasei2含量越高,mtgase稳定性越低。

本发明还提出了一种mtgase同分异构体的分离方法,所述方法包括:

(1)mtgase溶液的制备

将mtgase溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集,得到mtgase上清液。

本发明中,所述离子交换层析中采用的平衡缓冲液选自磷酸盐缓冲液、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;所述缓冲液的浓度为15-50mm,优选地,所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。

本发明中,所述mtgaseph为5.0-6.0。

本发明中,优选地,所述mtgase终酶活浓度为3.0-10u;优选地,为约3.0-5.0u/ml。

本发明中,离心的条件可以但不限于是8000r/mim离心10~15min;优选地,8000r/mim离心10min。

本发明中,所述离心的温度为4-20℃;优选地,为4℃。

本发明中,所述mtgase为由茂源链霉菌所产的mtgase。

本发明中,若mtgase的存在形式可以是未经处理的发酵液,或为商品化的mtgase(如市面上购买的任何茂源链霉菌来源的mtgase,或精细纯化后高纯度的用于医药领域的茂源链霉菌来源的mtgase)。

本发明中,若mtgase的存在形式为未经处理的微生物发酵液时,则可先将发酵液离心,收集上清,然后再溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集上清。或,先用预冷的无水乙醇处理发酵液,静置后,离心收集沉淀,得到mtgase的粗提物(或,再进行冷冻干燥,得到固体制剂的mtgase),然后再溶解在缓冲液中,调节溶液ph为5.0-6.0之间,离心收集上清。mtgase最终的ph直接影响到其同分异构体的分离,因此,mtgase的ph不能高于6.0,并且出于对mtgase的保护,ph不能低于5,因为mtgase的ph稳定范围在5.0-9.0之间。

其中,所述无水乙醇与发酵液的体积比为1:1。

其中,所述静置的时间为0.5-1.5h,优选地为,1h。

其中,各步骤所述离心的条件可以但不限于是8000r/mim离心10~15min;优选地,8000r/mim离心10min。

(2)离子交换层析

将步骤(1)制备得到的mtgase上清液进行离子交换层析。

本发明中,所述离子交换层析为阳离子交换层析,可以选用的阳离子交换层析纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow的(1ml)。

本发明中,所述离子交换层析中采用的平衡缓冲液选自磷酸盐、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;所述缓冲液的浓度为15-50mm;优选地,所述缓冲液为磷酸盐缓冲液,ph为5.0-6.0。

本发明中,所述离子交换层析中采用的洗脱缓冲液选自磷酸盐、tris-hcl缓冲液、醋酸盐缓冲液;所述缓冲液的浓度为15-50mm,ph为8.0-9.0。所述洗脱缓冲液的体积百分比变化为0-100%。

本发明中,所述平衡缓冲液、样品以及洗脱缓冲液的流速为0.5-2.0ml/min;优选地,为1ml/min。

本发明中,所述平衡缓冲液、洗脱缓冲液及酶制品均用滤膜过滤除菌,如采用0.22μm的滤膜过滤除菌。

本发明中,所述分离洗脱方法为,用线性洗脱的方式收集洗脱峰;所述线性洗脱是指随着时间的推移,洗脱缓冲液的体积百分比匀速的从0%增加到100%。

本发明中,所述洗脱缓冲液的体积为20-70个柱体积。

本发明中,所述ph变化从起始的5.0-6.0增加到8.0-9.0,所述ph条件对其稳定性的鉴定起决定作用,要严格控制在所述ph变化范围内。

本发明中,所述样品上样的总蛋白量为5-20mg,总酶活为100-300u。

(3)分离mtgase的同分异构体mtgasei1、mtgasei2

随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,当ph范围为5.0-6.5时,收集得到mtgase的同分异构体mtgasei1;当ph范围为6.6-8.0时,收集得到mtgase的同分异构体mtgasei2。

本发明还提出了一种由上述mtgase同分异构体的分离方法分离得到的mtgase的同分异构体mtgasei1和/或mtgasei2,即mtgaseisomer1和/或mtgaseisomer2,分子量均为37.816kda,均与mtgase的分子量相同,n末端四个序列均为asp-ser-asp-glu。其中,所述mtgasei1在相同条件下的热稳定性和ph稳定性均显著高于mtgasei2。

本发明还提出了一种如上所述的mtgase的同分异构体mtgasei1或mtgasei2在催化酰基转移中的应用。

本发明中得到的mtgase稳定性鉴定方法快捷、准确、灵敏度高。便于mtgase的快速筛选,为食品、医药、纺织等领域的mtgase提供了更规范的技术保障。

本发明的有益效果在于:(1)用离子交换层析的方法,根据ph梯度洗脱的方法首次发现并提出mtgase同分异构体,填补了mtgase研究领域理论上的空白,对于了解mtgase的性质至关重要;(2)将mtgasei1与mtgasei2的比例与mtgase的稳定性相结合,得到mtgasei1与mtgasei2的比例与mtgase的稳定性高低的关系,提出了mtgase的稳定性鉴定的新思路,填补了mtgase的稳定性鉴定技术上的空白;(3)本发明方法简单方便、灵敏度高,可以更好的指导实际生产和应用;(4)mtgase近年来广泛应用于医药领域,医药领域对于mtgase的品质有着极其严格的要求,而本发明方法准确性高,灵敏度高,可以对用于医药领域的mtgase进行严格的筛选和控制。

附图说明

图1mtgase离子交换层析色谱图。

图2mtgase离子交换层析结果电泳图。

图3两个不同批次酶粉37℃液体保存酶活保存率。

图4十个不同批次酶粉37℃液体保存酶活保存率。

图5不同起始ph条件下,mtgase同分异构体分离结果。

图6不同缓冲液条件下,mtgase同分异构体分离结果。

图7mtgasei1与mtgasei2热稳定性结果。

图8mtgasei1与mtgasei2ph稳定性结果。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。

实施例1mtgase同分异构体的分离

(1)将mtgase酶粉溶解于20mmph5.5的磷酸缓冲液中,单位酶活约为3.0u/ml,电导为2.0ms/cm。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为20mmph5.5的磷酸缓冲液,洗脱缓冲液为20mmph9.0的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积为30个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph从起始的5.5增加到9.0;样品上样总酶活约为150u。

随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体:mtgasei1和mtgasei2。如图1所示,随着ph的增加,挂柱的蛋白被洗脱缓冲液洗脱下来,在ph5.5-6.5之间出现mtgi1色谱吸收峰,在ph6.6-8.0之间出现mtgi2色谱吸收峰。两个同分异构体的电泳结果如图2所示,可以发现,mtgi1和mtgi2在约38kda处均有mtgase目的条带。可以说明相同条件下,mtgi1和mtgi2所带电荷不同,因此,随着ph的增加可以将mtgase中的两个同分异构体分离开。

实施例2两个不同生产批次mtgase保存稳定性

(1)选取2个不同生产批次的mtgase固体制剂产品,标号分别为20131025批次和20140717批次,其mtgase均来源于茂源链霉菌菌株。

(2)将2个批次mtgase固体制剂分别溶于20mmph7.0的磷酸盐缓冲液中,终酶活浓度约10u/ml,充分搅拌均匀后8000r/min4℃离心10min,收集上清。

(3)用0.22μm的无菌滤膜过滤除菌,保存在无菌的冻存管中,放置在37℃的培养箱中保存。

(4)分别在保存当天、第1天、第2天、第3天、第4天、第5天、第6天同一时间点检测mtgase的酶活,计算两个批次mtgase的酶活保存率。

(5)结果如图3所示,可以看到,相同菌株发酵得到的不同批次的mtgase在ph7.037℃条件下保存的结果有很大差异。20131025批次明显比20140717批次稳定性高;在ph7.0条件下,20131025批次的mtgase保存6天时酶活保存率约为94%,而20140717批次的mtgase保存6天时酶活保存率仅为18%;且20131025批号的mtgase保存6天内酶活保存率基本保持稳定,在90%以上,而20140717批次的mtgase的酶活保存率随着时间的增加在逐渐降低。

实施例3两个不同生产批次mtgase酶粉mtgasei2/mtgasei1比值的确定

(1)将20131025批次和20140717批次mtgase酶粉溶解于30mmph5.5的磷酸盐缓冲液中,单位酶活约为5.0u/ml,电导为2.7ms/cm。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为30mmph5.5的磷酸盐缓冲液,洗脱缓冲液为30mmph8.5的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积为30个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph从起始的5.5增加到8.5;样品上样总酶活约为250u。

(4)随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,两个同分异构体的比值结果如下表1。

表1两个不同生产批次mtgase酶粉mtgasei2/mtgasei1的比值

实施例4十个不同生产批次mtgase保存稳定性的研究

(1)选取10个不同生产批次的mtgase固体制剂产品,标号分别为140733、140735、140736、140737、140739、140803、140804、140807、140834,其mtgase均来源于茂源链霉菌菌株。

(2)将10个批次mtgase固体制剂分别溶于20mmph7.0的磷酸盐缓冲液中,终酶活浓度约10u/ml,充分搅拌均匀后8000r/min4℃离心10min,收集上清。

(3)用0.22μm的无菌滤膜过滤除菌,保存在无菌的冻存管中,放置在37℃的培养箱中保存。

(4)分别在保存当天、第5天、第30天同一时间点检测mtgase的酶活,计算两个批次mtgase的酶活保存率。

(5)结果如图4所示,可以看到,相同菌株发酵得到的不同批次的mtgase在37℃条件下保存的结果有很大差异。具体结果酶活结果如表2所示,140733、140803、140804、140833、140834批次mtgase的稳定性明显高于140735、140736、140737、140739、140807批次酶粉(p<0.05)。保存5天时,前五个批次酶粉酶活保存率在80%以上,而后五个批次酶粉酶活保存率则均低于60%;保存30天时,140733、140803、140804、140833、140834批次酶粉除140804批次外,酶活保存率均在25%以上,而140735、140736、140737、140739、140807批次酶粉酶活保存率几乎为0。

表2十个不同生产批次mtgase酶粉37℃保存结果

实施例5十个不同生产批次mtgase酶粉mtgasei2/mtgasei1比值的确定

(1)将140733、140803、140804、140833、140834、140735、140736、140737、140739、140807十个不同批次mtgase酶粉溶解于20mmph5.3的磷酸盐缓冲液中,单位酶活约为3.0u/ml,电导为2.0ms/cm。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为20mmph5.3的磷酸盐缓冲液,洗脱缓冲液为20mmph9.0的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积为30个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph从起始的5.3增加到9.0;样品上样总酶活约为150u。

(4)随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,两个同分异构体的比例结果如下表3;前五个批次酶粉的mtgasei2/mtgasei1比值在0.9-1.5之间,而后五个批次酶粉的mtgasei2/mtgasei1比值则在2.1-3.1之间,均大于2.0。

结合实施例2、3、4、5发现在ph7.037℃条件下5天时保存率大于80%时,mtgasei2/mtgasei1的值低于1.5,在ph7.037℃条件下5天时保存率小于60%时,mtgasei2/mtgasei1的值高于2.0。

表3十个不同生产批次mtgase酶粉mtgasei2/mtgasei1的比值

实施例6不同起始ph条件下分离mtgase同分异构体

(1)将20140717批次mtgase酶粉溶解于20mmph5.0、ph6.0、ph6.5的磷酸盐缓冲液中,单位酶活约为5.0u/ml,电导为2ms/cm。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为20mmph5.0、ph6.0、ph6.5的磷酸盐缓冲液,洗脱缓冲液为20mmph9.0的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积为30个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph分别从起始的5.0、6.0、6.5增加到9.0;样品上样总酶活为250u。

(4)随着洗脱缓冲液的比例不断增加,洗脱得到的酶液ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,两个同分异构体的比例结果如下表4、图5所示。从表4、图5可以发现,在起始ph为6.5时无法分离得到mtgase的同分异构体,因为,一方面mtgase在ph6.5条件下mtgasei1基本不与阳离子交换柱结合,另一方面少量mtgasei1在ph6.5条件下即使与柱子结合,由于起始ph条件较高,无法在与ph5.0-6.0相同的洗脱条件下将mtgasei1和mtgasei2分离开来,两峰重叠,只出现一个吸收峰。结果显示,ph5.0-6.0起始条件下,mtgasei2/mtgasei1的比值变化在2.1-2.2之间,实施例3中,ph5.5时,20140717批次酶粉mtgasei2/mtgasei1比值为2.1,均大于等于2.0,与实施例5的结论一致,因此,ph5.0-6.0不影响稳定性的判断结果。

表4不同起始ph条件下mtgase中mtgasei2/mtgasei1的比值

实施例7不同洗脱体积分离mtgase同分异构体

(1)将20140717批次mtgase酶粉溶解于20mmph5.2的磷酸盐缓冲液中,单位酶活约为5.0u/ml,电导为2ms/cm。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液为20mmph5.2的磷酸盐缓冲液,洗脱缓冲液为20mmph8.0的磷酸盐缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积分别为20、30、50、70个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph从起始的5.2增加到8.0;样品上样总酶活为250u。

(4)随着洗脱缓冲液的比例不断增加,ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),分别根据洗脱峰计算峰积分面积,两个同分异构体的比例结果如下表5。结果显示,20-70cv的洗脱体积条件下,mtgasei2/mtgasei1的比值变化在2.1-2.3之间,实施例3中,ph5.5时,20140717批次酶粉mtgasei2/mtgasei1比值为2.1,均大于等于2.0,与实施例5的结论一致,因此,洗脱体积在20-70cv不影响稳定性的判断结果。

表5不同洗脱体积条件下mtgase中mtgasei2/mtgasei1的比值

实施例8不同缓冲液分离mtgase同分异构体

(1)将20131025批次mtgase酶粉分别溶解于50mmph5.7的磷酸盐、tris-hcl、醋酸缓冲液中,单位酶活约为5.0u/ml。

(2)室温下,将步骤(1)所得的mtgase用aktaavant25纯化系统进行阳离子交换层析,选用的纯化柱型号为hitrapspsepharosefastflow(1ml),平衡缓冲液分别为20mmph5.7的磷酸盐、tris-hcl、醋酸缓缓冲液,洗脱缓冲液分别为20mmph8.5的磷酸盐、tris-hcl、醋酸缓缓冲液,平衡缓冲液、洗脱缓冲液及样品均用0.22μm的滤膜过滤除菌。

(3)分离洗脱方法为线性洗脱,0-100%洗脱缓冲液,洗脱体积分别为30个柱体积,流速为1ml/min;洗脱得到的酶液ph从起始的5.7增加到8.5;样品上样总酶活为250u。

(4)随着洗脱缓冲液的比例不断增加,ph不断增加,根据ph的变化可以分离得到mtgase的两个同分异构体(mtgasei1和mtgasei2),如图6所示,分别根据洗脱峰计算峰积分面积,两个同分异构体的比例结果如下表6。结果显示,不同缓冲液条件下,mtgasei2/mtgasei1的比值变化在1.1-1.3之间,实施例3中,ph5.5时,20131025批次酶粉mtgasei2/mtgasei1比值为0.9,均小于等于1.5,与实施例5的结论一致,因此,不同缓冲液不影响稳定性的判断结果。

表6不同缓冲液条件下mtgase中mtgasei2/mtgasei1的比值

本发明的保护内容不局限于以上实施例,在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。

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