Một bước phản ứng de-blocking và conjugation trong một chảo mới dẫn đến sự gia tăng quy trình trong sản xuất insulin PEGylated IN-105

Bioprocess and Biosystems Engineering - Tập 35 - Trang 1333-1341 - 2012
Partha Hazra1, Amarnath Chatterjee1, Qais Shabandri1, Laxmi Adhikary1, Nitesh Dave1, Madhavan Buddha1
1Research and Development, Biocon Limited, Bangalore, India

Tóm tắt

Các phản ứng đa bước in vitro với sự xúc tác sinh học có thể được kết hợp trong một bước duy nhất trong một chảo bằng cách tối ưu hóa các phản ứng đa bước dưới điều kiện phản ứng giống nhau. Dựa trên sự tương đồng này, quá trình sản xuất insulin PEGylated, IN-105, đã được đơn giản hóa. Thay vì sử dụng bột insulin hoạt tính tinh khiết làm nguyên liệu đầu vào cho bước liên hợp, một trung gian quá trình insulin, insulin ester đã được tinh chế một phần, đã được chọn làm nguyên liệu đầu vào. Việc tăng cường quy trình (PI) đã được thiết lập bằng cách thực hiện một quá trình de-blocking (de-esterification) mới của insulin ester đã được tinh chế một phần và liên hợp tại dư lượng Lys B-29 của chuỗi B với methoxy polyethylene glycol chuỗi ngắn (mPEG) trong một reactor một chảo. Hình ảnh sắc ký vào cuối phản ứng được tìm thấy tương tự nhau cho dù cả hai phản ứng được thực hiện liên tiếp hay đồng thời. Sản phẩm liên hợp của mối quan tâm, IN-105 (liên hợp tại LysB29), đã được tinh chế từ hỗn hợp không đồng nhất của các sản phẩm liên hợp. Quy trình sản xuất mới đã được suy diễn là đơn giản hơn và tiết kiệm hơn trong việc sản xuất các conjugate insulin vì một số bước tinh chế ở giai đoạn cuối có thể được bỏ qua. Các đặc điểm lý hóa của IN-105 được sản xuất thông qua quy trình kinh tế này được phát hiện là không khác biệt so với sản phẩm được hình thành thông qua quy trình truyền thống, nơi nguyên liệu đầu vào cho liên hợp được tinh chế từ insulin hàng loạt.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Errico M, Rong B-G, Tola G, Turunen I (2010) A method for systematic synthesis of multicomponent distillation systems with less than N-1 columns. Chem Eng Process 49:547–558

Kuo WK, Chase HA (2010) Process intensification for the removal of poly-histidine fusion tags from recombinant proteins by an exopeptidase. Biotechnol Prog 26:142–149

Lutze P, Alicia RM, John M. Woodley, Rafiqul Gani (eds) (2010) 20th European symposium on computer aided process Engineering—ESCAPE20. Elsevier B.V

Stankiewicz A, Moulijn J (2000) Process intensification: transforming chemical engineering. Chem Eng Prog 96:22–34

Keil FJ (2007) Modeling of process intensification. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. ISBN: 978-3-527-31143-9

Chen BH, Sayar A, Kaulmann U, Dalby PA, Ward JM, Woodley JM (2006) Reaction modelling and simulation to assess the integrated use of transketolase and v-transaminase for the synthesis of an aminotriol. Biocatal Biotransform 24(6):449–457

Dalby PA, Lye GJ, Woodley JM (2005) One-pot synthesis and the integration of chemical and biocatalytic conversions. In: Ager DJ (ed) Handbook of chiral chemicals, 2nd edn. CRC Press, Boca Raton, pp 419–428

Lee JH, Chung SW, Lee HJ, Jang KS, Lee SG, Kim BG (2010) Optimization of the enzymatic one pot reaction for the synthesis of uridine 50-diphosphogalactose. Bioprocess Biosyst Eng 33:71–78

Nilsson J, Jonasson P, Samuelsson E, Ståhl S, Uhlén M (1996) Integrated production of human insulin and its C-peptide. J Biotechnol 48:241–250

Thim L, Hansen MT, Norris K, Hoegh I, Boel E, Forstrom J, Ammerer G, Fiil NP (1986) Secretion and processing of insulin precursors in yeast. Proc Natl Acad Sci USA 83:6766–6770

Markussen J, Damgaard U, Diers I, Fiil N, Hansen MT, Larsen P, Norris F, Norris K, Schou O, Snel L, Thim L, Voigt HO (1986) Biosynthesis of human insulin in yeast via single chain precursors. Diabetologia 29:568A–569A

Kjeldsen T (2000) Yeast secretory expression of insulin precursors. Appl Microbiol Biotechnol 54:277–286

Rose K, Helen DP, Robin EO (1983) Rapid preparation of human insulin and insulin analogues in high yield by enzyme-assisted semi-synthesis. Biochem J 211:671–676

Morihara K, Ueno Y, Sakina K (1986) Influence of temperature on the enzymic semisynthesis of human insulin by coupling and transpeptidation methods. Biochem J 240:803–810

Gurramkonda C, Polez S, Skoko N, Adnan A, Gabel T, Chugh D, Swaminathan S, Khanna N, Tisminetzky S, Rinas U (2010) Application of simple fed-batch technique to high-level secretory production of insulin precursor using Pichia pastoris with subsequent purification and conversion to human insulin. Microb Cell Fact 9(31):1–11

Gusarov D, Nekipelova V, Gusarova V, Lasman V, Bairamashvili D (2009) Displacement effect during HPLC preparative purification of human insulin. J Chromatogr B 877:1216–1220

Hinds K, Koh JJ, Joss L, Liu F, Baudys M, Kim SW (2000) Synthesis and characterization of poly (ethylene glycol)-insulin conjugates. Bioconjug Chem 11:195–201

Uchio T, Baudys M, Liu F, Chang Song S, Kim SW (1999) Site-specific insulin conjugation with enhanced stability and extended action profile. Adv Drug Deliv Rev 35:289–306

Hazra P, Adhikary L, Dave N, Khedkar A, Manjunath HS, Anantharaman R, Iyer H (2010) Development of a process to manufacture PEGylated orally bioavailable insulin. Biotechnol Prog 26:1695–1704

Dave N, Hazra P, Khedkar A, Manjunath HS, Iyer H, Suryanarayan S (2008) Process and purification for manufacture of a modified insulin intended for oral delivery. J Chromatogr 1177:282–286

Bromberg L, Julia R-S, Scott T (2005) Insulin particle formation in supersaturated aqueous solutions of poly (ethylene glycol). Biophys J 89:3424–3433

Welinder BS, Sørensen HH, Bruno H (1986) Reversed-phase high-performance liquid chromatography of insulin. Resolution and recovery in relation to column geometry and buffer composition. J Chromatogr 361:357–367

Kannan V, Narayanaswamy P, Gadamsetty P, Hazra P, Khedkar A, Iyer H (2009) A tandem mass spectrometric approach to the identification of O-glycosylated glargine glycoforms in active pharmaceutical ingredient expressed in Pichia pastoris. Rapid Commun Mass Spectrom 23:1035–1042

Chen YH, Yang JT, Chau KH (1974) Determination of the helix and beta form of proteins in aqueous solution by circular dichroism. Biochemistry 13:3350–3359

Sohma Y, Hua QX, Whittaker J, Weiss MA, Kent SBH (2010) Design and folding of [GluA4(ObThrB30)]insulin (“Ester Insulin”): a minimal proinsulin surrogate that can be chemically converted into human insulin. Angew Chem Int Ed 49:5489–5493

Thông tin
Thông tin xuất bản

Bioprocess and Biosystems Engineering

Tập 35

1333-1341

Thông tin tác giả