蛋白胨(peptone)是蛋白質經水解得到的一種水溶性混合物,主要是由胨、肽和氨基酸組成。蛋白胨可以提供大部分微生物生長和發育所需要的氮源,可作為微生物培養基的基礎成分和細胞培養添加劑,已廣泛用于發酵工業和醫藥工業,也作為功能性食品和化妝品的配料應用于相關產品的生產中。
近年來,國內外開發了多種蛋白胨的生產工藝,主要有酸法水解(以硫酸、鹽酸等作水解劑)、堿法水解(以氨水、石灰水、NaOH 作水解劑)和酶法水解(以堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃酶、胰酶等作水解劑)工藝。酸法水解和減法水解工藝對生產設備的要求較高,生產的蛋白胨的品質不夠穩定,且容易造成環境污染;酶法水解工藝具有操作簡便、成品質量穩定、品質優良、環境友好等優點,已經逐步替代酸堿水解工藝而成為目前制備蛋白胨的主流方法。
初生產的蛋白胨均為動物源蛋白胨,但后期發現,使用動物源生產出來的疫苗、抗生素等產品,由于動物源成分的復雜性,以及易被瘋牛病病毒感染,且瘋牛病目前尚無*藥品潛伏期長等缺點,人們對其安全性產生了質疑。應用動物源蛋白胨生產生物制品,潛在瘋牛病的風險,在制藥、疫苗和生物行業引起了巨大的恐慌。
我國《藥典》中規定細菌性疫苗生產中應盡量避免使用動物源性材料,以有效降低生物制品安全風險。病毒性疫苗用細胞培養液應采用成分明確的材料制備,并驗證生產細胞的適應性。而動物源蛋白胨成分復雜,追溯困難,應盡量使用非動物源成分蛋白胨,保證成品安全。
上FDA、藥品管理機構也一直在尋找植物源蛋白胨的替代品,來保證疫苗、抗體、抗生素等生物制品的安全性。據悉,HiMedia公司(上微生物公司)歷經幾年的時間,研發出無污染和高安全性HiVegTM系列植物源蛋白胨。
HiVegTM系列植物源蛋白胨是以非轉基因植物成分為原料,經復合生物酶的酶解、膜分離提純精制、噴霧干燥等一系列工藝制成的蛋白胨,可替代目前80——90%動物源蛋白胨,在FDA上應用已經有10多年,安全性較高。
近年來,國內外越來越多研究學者采用植物源蛋白胨。萬春艷等[1],采用復合蛋白酶制備出的水解度為 19.98%的大豆蛋白水解物可有效促進釀酒酵母的增殖,且分子量在3k Da 以下的肽有顯著的促生長活性。有關植物蛋白水解產物在蛋白藥物和疫苗生產中的應用研究,國外已有較多的文獻報道。
通過添加小麥蛋白水解物、大豆蛋白水解物及酵母提取物的復合物,對懸浮型重組CHO細胞進行培養,可以促進抗體的合成[2]。Benedini 等[3],證實,大豆蛋白胨能夠替代腦心浸液(brain-heart infusion)和羊血培養基作為獸疫鏈球菌培養的氮源,其菌體生長良好,未造成菌體生長損傷和代謝偏轉。
就人類角質細胞的培養而言,添加了大豆蛋白水解物和牛腦垂體提取物(BPE)的培養基中的活細胞數量多,只添加了 BPE 的培養基中的活細胞數量次之,再其次為只添加了大豆蛋白水解物的培養基;盡管大豆蛋白水解物不能*替代 BPE,但其可作為人類角質細胞的優良氮源[4]。
HiVegTM系列植物源蛋白胨,100%植物源成分,有效避免了瘋牛病原體潛在危險,批間差異更小,植物源成分干擾因素少,生產過程中,使工藝流程更易控制,確保連續穩定生產;
采用植物源成分生產出來的產品更容易純化,可有效降低生產成本;
后續產品對人體更安全,易于生產注冊證的申報及審批,可節省大量時間,HiVegTM系列植物源培養基很早就被世界學術出版社CRC出版的《微生物培養基手冊》(Handbook of Microbiological Media, fourth edition)第四版所收錄。
締一生物2014年將HiMedia公司引入中國,作為中國地區的總代理幫助中國生物制藥研究獲得更快的發展,現已將HiVegTM系列1500多種植物源培養基和原料帶入中國。
參考文獻
[1] 萬春艷, 趙謀明, 趙海鋒. 大豆蛋白水解物對釀酒酵母生長和發酵性能的影響[J]. 食品與發酵工業,
2011, 37(9): 50-53.
[2] Kim S H, Lee G M. Development of serum-free medium supplemented with hydrolysates for the production of therapeutic antibodies in CHO cell cultures using design of experiments[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2009, 83(4):639-648.
[3] Benedini L J, Santana M H A. Effects of soy peptone on the inoculum preparation of Streptococcus zooepidemicus for production of hyaluronic acid[J]. Bioresource technology, 2013, 130: 798-800.
[4] Lee Y K, Kim S Y, Kim K H, et al. Use of soybean protein hydrolysates for promoting proliferation of human keratinocytes in serum-free medium[J]. Biotechnology Letters, 2008, 30(11): 1931-1936.