サービス

プロフェッショナルでコスト削減のソリューション

哺乳類細胞ベースの酵素発現サービス

哺乳類細胞発現系は、真正なフォールディング、アセンブリ、および翻訳後修飾を要する酵素の製造におけるゴールドスタンダードです。Creative Enzymesは、HEK293、CHO、ならびにその他のエンジニアリング細胞株において、高度な一過性発現および安定発現プラットフォームを用いた、哺乳類細胞ベースの酵素発現サービスを包括的に提供しています。本システムは、分泌型酵素、糖タンパク質、膜関連酵素、ならびに精緻なヒト様糖鎖付加を必要とするタンパク質に特に適しています。最適化ベクター、強力なウイルス性/恒常性プロモーター、無血清懸濁培養技術を活用し、研究・診断・治療開発用途に向けて、高い生物活性、構造的完全性、ロット間一貫性に優れた高品質の組換え酵素を提供します。

Mammalian cell-based enzyme expression

背景:組換え酵素製造における哺乳類細胞システムの戦略的重要性

組換え酵素製造は過去数十年で大きく進展し、細菌、酵母、昆虫細胞、哺乳類細胞など多様な宿主システムが、それぞれ研究および産業上の要件に応じて用いられてきました。微生物系は迅速性とコスト効率に優れる一方で、ヒト様糖鎖付加、正確なジスルフィド結合形成、制御されたプロテオリティックプロセシングといった複雑な翻訳後修飾(PTM)に必要な細胞内機構を欠く場合が少なくありません。

哺乳類細胞ベースの発現システム、特にチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞およびヒト胎児腎由来293(HEK293)細胞は、ヒトの生理環境に近い細胞内環境を提供します。これにより、正しい三次・四次構造、適切な糖鎖パターン、ならびに完全な生物活性を有する酵素の産生が可能となります。

治療用酵素、糖転移酵素、プロテアーゼ、キナーゼ、その他の臨床的に重要なタンパク質において、構造の忠実性は単なる利点ではなく必須要件です。糖鎖組成のわずかな差異であっても、酵素の安定性、薬物動態、免疫原性、受容体相互作用に大きな影響を及ぼし得ます。バイオ医薬品分野における規制当局の要求水準が継続的に高まる中、哺乳類発現プラットフォームは、トランスレーショナルリサーチおよび治療開発に適した酵素を創製するうえで、ますます重要になっています。

Creative Enzymesは、これらの高まるニーズに対応するため、堅牢な哺乳類細胞ベースの発現能力を構築し、スケーラブルで再現性が高く、用途特異的な酵素製造ソリューションを提供しています。

提供内容:哺乳類細胞ベースの包括的な酵素発現ソリューション

Creative Enzymesは、酵素製造ライフサイクル全体をカバーするフルインテグレーションサービスを提供します。提供内容は以下のとおりです。

サービス
遺伝子設計およびベクターエンジニアリング
  • 哺乳類発現向けコドン最適化
  • 分泌型酵素向けシグナルペプチド設計
  • 融合タグ設計(His、Fc、FLAG等)
  • プロモーターのカスタム選定(CMV、EF1α、SV40等)
  • 一過性/安定発現系に最適化した発現ベクター構築
お問い合わせ
哺乳類一過性発現
  • HEK293またはCHO細胞での迅速発現
  • 懸濁培養および接着培養プラットフォーム
  • mg~gスケールの製造
  • スクリーニング、機能検証、構造解析に最適
安定細胞株開発
  • モノクローナル安定細胞株の樹立
  • 抗生物質選択およびクローンスクリーニング
  • 遺伝子増幅戦略
  • 長期にわたる再現性の高い発現
  • スケールアップおよび前臨床製造に適合
スケーラブルな製造およびバイオプロセス最適化
  • 無血清および化学的に定義された培地
  • シェーカーフラスコ、スピナーフラスコ、バイオリアクターシステム
  • プロセスパラメータ最適化(温度、フィード戦略、pH、溶存酸素)
  • 上流工程・下流工程の統合
精製および特性解析
  • アフィニティクロマトグラフィー
  • イオン交換およびサイズ排除クロマトグラフィー
  • SDS-PAGEおよびウェスタンブロット
  • 質量分析
  • 糖鎖プロファイリング
  • 酵素活性アッセイおよび速度論解析

当社サービスは、分泌型加水分解酵素、酸化還元酵素、転移酵素、プロテアーゼ、キナーゼ、グリコシダーゼ、膜関連酵素など、多様な酵素クラスに対応するよう設計されています。

サービスワークフロー

Workflow of mammalian cell-based enzyme expression services

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哺乳類細胞ベースの酵素発現でCreative Enzymesが選ばれる理由

複雑な酵素生物学に関する専門性

構造要件が厳しい酵素や糖鎖修飾酵素の発現に関する豊富な経験により、生物学的に活性な最終製品を確実に提供します。

柔軟な発現戦略

迅速な一過性発現と、長期運用に適した安定細胞株開発の双方を提供し、目的に最適なモデル選択を可能にします。

高度な糖鎖付加対応力

哺乳類プラットフォームにより、治療・診断用途で重要となるヒト様糖鎖パターンを実現します。

スケーラブルな製造インフラ

ラボスケールからパイロットスケール製造へのシームレスな移行を支援します。

包括的な分析サポート

生化学的・構造的特性解析を深度高く実施し、下流用途への適用判断を確実にします。

顧客中心のプロジェクトマネジメント

専任のサイエンティフィックリエゾンが、透明性の高いコミュニケーション、マイルストーン管理、目的に応じた技術提案を担保します。

ケーススタディ:哺乳類細胞ベース酵素発現の実用例

ケース1:哺乳類細胞における多機能セルラーゼの共発現

飼料中のセルロース由来の抗栄養因子に対応するため、哺乳類細胞ベースの発現戦略により、相補的な2種類のセルロース分解酵素(Ampullaria crossean由来の多機能EGXおよびAspergillus niger由来β-グルコシダーゼBGL1)を共発現させました。CHO細胞を用い、自己切断型2Aペプチドで連結した単一のオープンリーディングフレームにより、効率的な共発現と高い切断効率を実現しました。ブタPSPシグナルペプチドにより分泌を誘導し、ブタPSPプロモーターによりin vivoで唾液腺特異的発現を担保しました。RT-PCR、ウェスタンブロット、酵素アッセイにより機能活性が確認され、多酵素産生および栄養成分の遊離に向けた哺乳類プラットフォームとしての有用性が示されました。

Co-expression of two fibrolytic enzyme genes in CHO cells and transgenic miceFigure 1. CHO細胞におけるEGXおよびBGL1の共発現。a in vitroでEGXとBGL1を共発現させるためのベクターpc6-SP-EGX-2A-BGL1のマップ。b CHO細胞におけるEGXおよびBGL1共発現のRT-PCR解析。pc6-SP-EGX-2A-BGL1をトランスフェクションしたCHO細胞(レーン3)ではEGX、BGL1、EGX-2A-BGL1の転写産物が検出されたが、非トランスフェクションCHO細胞(レーン1)および対照ベクターpcDNA6/His TM AをトランスフェクションしたCHO細胞(レーン2)では検出されなかった。(Huang et al., 2013)

ケース2:哺乳類細胞ベースの酵素発現プラットフォームを用いたPDK-1の機能評価

哺乳類細胞ベースのシステムを用いて、胃がんの代謝および治療応答におけるピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ-1(PDK-1)の役割を検討しました。患者腫瘍検体におけるPDK-1および関連する解糖系マーカーの発現を評価するとともに、胃がん細胞株(MKN45、AGS)および非がん性HEK293細胞で機能解析を実施しました。ジクロロ酢酸(DCA)によるPDK-1標的化は、PDK-1高発現細胞において乳酸産生を低下させ、5-フルオロウラシルに対する感受性を増強しました。PDK-1発現は腫瘍進行および不良予後と相関し、バイオマーカーおよび治療標的としての価値が支持されました。本研究は、酵素特性解析、薬剤応答評価、代謝経路解析における哺乳類細胞プラットフォームの有用性を示しています。

Expression of pyruvate dehydrogenase kinase-1 in gastric cancer as a potential therapeutic targetFigure 2. 7種類の胃がん細胞株およびHEK293細胞株について、ウェスタンブロット(WB)解析によりピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ-1の発現レベルをスクリーニングした。(Hur et al., 2013)

哺乳類細胞ベース酵素発現サービスに関するよくあるご質問(FAQ)

  • Q:細菌や酵母系ではなく、哺乳類発現を選択すべきなのはどのような場合ですか?

    A:酵素に複雑な翻訳後修飾、正しい糖鎖付加、精密なジスルフィド結合形成、またはネイティブ様フォールディングが必要な場合、哺乳類発現が推奨されます。特に治療用酵素および糖タンパク質は、哺乳類システムの恩恵を大きく受けます。
  • Q:研究用途量を超えてスケールアップできますか?

    A:はい。哺乳類細胞プラットフォームは、パイロットスケールのバイオリアクター製造までのスケールアップに対応しています。スケール移行時も製品一貫性を維持できるようプロセスを設計します。
  • Q:糖鎖解析は提供していますか?

    A:はい。HPLCおよび質量分析を用いたグライカンプロファイリングにより、N結合型およびO結合型糖鎖パターンを確認し、治療または診断用途への適合性を担保します。
  • Q:酵素活性はどのように担保しますか?

    A:各酵素について、基質特異的アッセイにより機能検証を実施します。ご要望に応じて、KmやVmaxなどの速度論パラメータも算出可能です。
  • Q:膜結合型酵素の発現は可能ですか?

    A:はい。最適化したシグナル配列および可溶化プロトコールを用いて、膜関連酵素および膜貫通型酵素の発現実績があります。
  • Q:特殊要件に合わせたカスタマイズは可能ですか?

    A:もちろん可能です。お客様の目的に応じて、ベクター設計、細胞株選定、精製戦略、分析手法を最適化します。

参考文献:

  1. Huang M, Li Z, Huang X, et al. Co-expression of two fibrolytic enzyme genes in CHO cells and transgenic mice. Transgenic Res. 2013;22(4):779-790. doi:10.1007/s11248-012-9681-4
  2. Hur H, Xuan Y, Kim YB, et al. Expression of pyruvate dehydrogenase kinase-1 in gastric cancer as a potential therapeutic target. International Journal of Oncology. 2013;42(1):44-54. doi:10.3892/ijo.2012.1687

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

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