[发明专利]蛋白质的生产方法

说明书

                         技术领域

本发明介绍的是在培养程序中控制培养基的底物添加速度生产蛋白质的方法，这种方法能够高效率地生产蛋白质。具体地说，本发明把增殖速率μ作为指标，在流动添加培养系统中，在培养环境最适合的条件下，通过控制培养基的底物添加速度来实现蛋白质的高效率生产。

                        技术背景

现在，大多数具有商业价值的蛋白质是通过培养能表达该蛋白质基因的宿主细胞来生产的。

采用培养技术或基因重组技术生产所希望的蛋白质，是通过培养以指数形式增殖的宿主细胞而实现的。为提高蛋白质的产量，有必要完善和控制培养环境，使宿主细胞的功能达到最有效的利用。为此，在培养程序方面，人们探索着各种短时间、高效率、高产量地培养生产蛋白质的方法。

宿主细胞的增殖速率与该宿主细胞产生蛋白质的量之间有密切的联系，为使蛋白质的生产量达到最大，就有必要使宿主细胞的增殖速率控制在非常合适的数值。为此，有关宿主细胞(微生物)的产量和增殖速率之间的关系已从各个方面进行了研究，并提出了许多方案。

根据这些方案，为了提高蛋白质的产量，在培养阶段，细胞的增殖速率至少要改变一次。(发酵工学会志，第70卷，第5号，395-404，1992)。

但是，本发明者的研究，第一次搞清了为使这种培养更优化而改变增殖速率，并不能使蛋白质的产量像所希望的那样增加。

(参照本说明书实施例1)。

因而，当需要增加蛋白质的产量而改变宿主细胞的增殖速率的时候，应在不影响宿主细胞的功能的情况下，采用新的高效率地生产蛋白质的培养方法。

本发明的目的是提供一种方法，即在流动添加培养系统中，通过控制培养基的底物的流动添加速度来控制宿主细胞的增殖速率μ，从而在短时间内得到所希望的大量蛋白质。

另外，本发明的目的是提供能高效率地生产所希望的蛋白质所用的宿主细胞的培养方法。

                        发明内容

本发明者们发明了不用反馈控制，而是把宿主细胞的增殖速率μ调整、控制为最合适的值(目的值)的方法，并探讨了在流动添加培养中，底物的流动添加速率和宿主细胞的增殖速率，以及目的物(蛋白质)的产量之间的关系。在培养中，通过连续改变培养基的底物的流动添加速度，在改变细胞的增殖速率μ的同时，不影响细胞功能及目的生产物的产量，并增加目的产物的产量。

本发明中包括用宿主细胞来生产蛋白质，或者通过诱导物质使宿主细胞增殖，而产生所希望的蛋白质的方法，以及宿主细胞通过流动添加培养而增殖，产生所希望的蛋白质的方法。通过连续改变培养基的底物的添加速度来控制宿主细胞增殖，把宿主细胞的增殖速率μ从最初的增殖速率改变成所设定的增殖速率，用这种方法生产所需的蛋白质。

                    附图简述

图1表示向培养液添加甲醇速度的时间曲线变化(实施例1)

图2表示使甲醇的添加速度连续变化的系统(本发明)的增殖速率μ的时间曲线变化(图a)、及使甲醇的添加速度瞬时变化的体系(对照1)的增殖速率μ的时间曲线变化(图b)。

图3表示使甲醇的添加速度连续变化的系统(本发明-△-)和使该添加速度瞬时变化的系统(对照①-●-)的增殖菌体浓度的比较。

                    发明详述

本发明中“所希望的蛋白质的组成性表达”的意思是指所希望的蛋白质经常不断的产生，而与宿主细胞的生长条件无关。

本发明中“由诱导物质使宿主细胞增殖而组成性表达所希望的蛋白质”的意思是指宿主细胞的生长条件和蛋白质的产生之间有某种关系，当宿主细胞增殖所必需的物质和诱导物质相同时，随着宿主细胞的增殖同时也产生所希望的蛋白质。

这里的“诱导物质”是指使所希望的蛋白质的编码、基因的转录、翻译能够开始的物质。例如：甲醇、半乳糖、蔗糖等。

本发明采用的“能产生所希望的蛋白质的宿主细胞”(以下简称宿主细胞)是自然生长的天然的细胞，或者是能产生外源蛋白质的变异细胞(以下也称为转化细胞)。