全能核酸酶在生物制品DNA殘留去除中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及常見使用注意事項(xiàng)

全能核酸酶，又稱非限制性核酸內(nèi)切酶，是一種來(lái)源于Serratia Marcescen的非特異性核酸內(nèi)切酶，可以降解各種形式的（雙鏈，單鏈，線狀，環(huán)狀，天然或變性）DNA和RNA，產(chǎn)生3-5個(gè)堿基長(zhǎng)度的5'-單磷酸寡核苷酸。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)研究，還是工業(yè)生產(chǎn)，全能核酸酶都是目前唯一能夠同時(shí)有效去除DNA和ＲNA的酶。另外，全能核酸酶在非常廣泛的條件下（6M urea，0.1 M Guanidine HCl，0.4% Triton X100，0.1% SDS，1 mM EDTA，1 mM PMSF）都能保持很高的穩(wěn)定性和消化活力，非常適用于作為各類科學(xué)研究以及疫苗、蛋白、多糖類制藥工業(yè)的首選酶制劑，去除樣本或制品中的核酸殘留，提升樣本純度和制品生物功效。
 

隨著越來(lái)越多的生物制品（重組蛋白、Vero細(xì)胞疫苗、細(xì)胞治療/基因治療藥物等）進(jìn)入治療領(lǐng)域，生物制品的質(zhì)量控制也日趨嚴(yán)格，其中核酸殘留是各類質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)的重中之重，因?yàn)镈NA較好的穩(wěn)定性，容易在生產(chǎn)過(guò)程中形成殘留，而這些生物制品應(yīng)用到人類疾病預(yù)防和治療時(shí)，會(huì)帶來(lái)不可控危險(xiǎn)因素。終產(chǎn)品的宿主核酸殘留量必須遵循WHO、FDA和EMEA以及我國(guó)NMPA監(jiān)管條例。尤其近年來(lái)包括大牌進(jìn)口產(chǎn)品在內(nèi)的狂犬疫苗DNA殘留超標(biāo)問(wèn)題，引起了社會(huì)和業(yè)界的廣泛關(guān)注。WHO和各國(guó)藥物監(jiān)管機(jī)構(gòu)一般將疫苗等生物制品的殘留DNA控制在100pg/劑量，特殊情況下最高允許10ng/劑量。我國(guó)參照WHO、FDA和歐盟標(biāo)準(zhǔn)，在藥典中對(duì)生物制品的核酸殘留量有明確規(guī)定。藥典中明確規(guī)定酵母、大腸桿菌表達(dá)的生物制品中DNA殘留量不超過(guò)10ng/劑量。我國(guó)2020年藥典將人用狂犬病疫苗（Vero細(xì)胞）DNA殘留標(biāo)準(zhǔn)更新為≤3ng/劑量。本產(chǎn)品無(wú)動(dòng)物源性, 無(wú)氨芐青霉素，可高效降解單鏈、雙鏈、線性、環(huán)狀、超螺旋等任何形式的DNA及RNA。
 

一，應(yīng)用范圍

1）用于除去生物制品中的DNA/RNA

美國(guó)FDA對(duì)治療用每劑量的生物制品的核酸含量要求為低于10 pg，國(guó)內(nèi)對(duì)此相應(yīng)的要求為低于100 pg。全能核酸酶可用于疫苗、多糖、蛋白等工業(yè)生物制品中核酸的去除，使生物制品的最終核酸含量符合要求，同時(shí)提高生物制品功效。

2）用于降低細(xì)胞破碎后的粘度

全能核酸酶可以降解所有形式的核酸，降低細(xì)胞裂解液的粘度，提高蛋白得率，改善分離效果，使之易于過(guò)濾（尤其是超濾），利于下游層析純化操作。
 

 

圖2 細(xì)胞裂解液全能核酸酶處理（A）和未處理（B）比較圖
 

3）用于細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)源產(chǎn)物的純化過(guò)程

核酸很容易粘附在病毒樣顆粒（VLP）、病毒粒子、包涵體等細(xì)胞生成顆粒的表面，使顆粒大小或電荷發(fā)生改變，造成這些顆粒的聚集，如外周血單細(xì)胞（PBMC）存放過(guò)程中的結(jié)塊現(xiàn)象。全能核酸酶可有效降解核酸，避免核酸對(duì)細(xì)胞產(chǎn)物的影響以及純化效率，利于提高細(xì)胞產(chǎn)物純化效率。

4）用于生化分析樣品的制備

在ELISA、色譜分析、雙相電泳和足跡分析等過(guò)程中，用全能核酸酶處理含有核酸的蛋白樣品，可提高分辨率，并提高回收率。

 

圖3 小鼠腦核蛋白全能核酸酶處理（A）和未處理（B）雙向電泳比較圖

二，質(zhì)量控制

1.宿主蛋白殘留：酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒未檢測(cè)到宿主蛋白。

2.蛋白酶殘留：250KU/mL 的全能核酸酶與底物反應(yīng) 60min，未檢測(cè)到活力。

3. 細(xì)菌內(nèi)毒素（Endotoxin）：LAL-Test，中國(guó)藥典 2020 版第四部凝膠限度試驗(yàn)法通則（1143）。

4.微生物負(fù)載：中國(guó)藥典2020版第四部無(wú)菌檢查法通則（1101），中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，GB 4789.2-2016。

5. 重金屬殘留：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，HJ776-2015。

三，常見問(wèn)答

Q.產(chǎn)品按多少比例加入？

A：建議加入比例(終濃度)為1:1000-1:20000，具體需依據(jù)反應(yīng)時(shí)間、溫度、以及待處理樣本中的鹽離子濃度。

Q.產(chǎn)品能否可以減少用量？

A：如希望減少用量，需適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間。

Q.全能核酸酶的抑制因素有哪些？

A：在含有以下物質(zhì)的體系中，全能核酸酶的活性會(huì)降低50%或以上：>150 mM一價(jià)陽(yáng)離子，>100 mM磷酸鹽，>100 mM硫酸銨，>100 mM鹽酸胍，>0.1% SDS，>1% Triton X-100，>1% Tween 20。

Q.怎樣滅活全能核酸酶？

A：采用EDTA螯合金屬離子會(huì)可逆地抑制全能核酸酶活性，極端條件會(huì)造成不可逆失活，例如100 mM NaOH，70℃處理30 min等。

Q.如何去除處理后樣本中的全能核酸酶？

億目思的全能核酸酶分為無(wú)標(biāo)簽、His標(biāo)簽和Strep標(biāo)簽三種版本。若所處理的樣本無(wú)標(biāo)簽，則可選擇帶標(biāo)簽的全能核酸酶，通過(guò)相應(yīng)親和resin去除殘留核酸酶；若所處理的樣本帶有His標(biāo)簽，則可選擇無(wú)標(biāo)簽的全能核酸酶，通過(guò)親和層析吸附目標(biāo)蛋白，從而去除殘留核酸酶；若所處理的樣本是無(wú)標(biāo)簽和帶His標(biāo)簽的混合蛋白，則可選擇帶Strep標(biāo)簽的全能核酸酶，通過(guò)Strep親和resin去除殘留核酸酶。

Q.全能核酸酶與蛋白酶抑制劑混合物是否兼容？

A：全能核酸酶與不含EDTA的蛋白酶抑制劑混合物兼容。若含有EDTA且濃度>1 mM時(shí)，會(huì)抑制核酸酶活性，建議：如果必須加EDTA，按照2倍EDTA濃度補(bǔ)加Mg2+。

Q. 如何確認(rèn)樣本中是否還有全能核酸酶殘留？

A：可用億目思的全能核酸酶殘留檢測(cè)試劑盒（Cat.No. 70291）進(jìn)行鑒定，僅需10分鐘即可對(duì)樣本中的殘留核酸酶進(jìn)行定量鑒定，最低檢出限達(dá)0.001 ng/mL。

Q.產(chǎn)品的用量是多少？

A：需要根據(jù)重懸菌體所需裂解液的體積來(lái)確定需要酶的量。若普通蛋白純化，則需要濃度為25 U/mL；核蛋白則需要100 U/mL；病毒表達(dá)蛋白純化需要濃度為12.5 U/mL；疫苗產(chǎn)品需要量為0.9-1.1 U/mL。具體用量還需要參照待處理樣本成分進(jìn)行調(diào)整。

Q.產(chǎn)品的穩(wěn)定性如何，如果不小心在室溫放置幾天后，酶活性會(huì)受到怎樣的影響？

A：室溫2-3天，對(duì)活力影響不大。

Q.全能核酸酶能在尿素環(huán)境消化核酸嗎？

A：全能核酸酶在尿素濃度為6 M時(shí)活性先增加，隨著時(shí)間延長(zhǎng)活性又有降低；在尿素為7 M時(shí)，全能核酸酶15分鐘后出現(xiàn)變性并失活。但是在酶失活前多數(shù)核酸已經(jīng)降解了。可通過(guò)提高全能核酸酶使用濃度補(bǔ)償7 M尿素的影響。

四，逐典Pannarase全能核酸酶優(yōu)勢(shì)：

1.無(wú)動(dòng)物源性、無(wú)氨芐青霉素

2.杰出單位比酶活、更高效的核酸降解能力

3.先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，非傳統(tǒng)His標(biāo)簽純化、排除引入金屬離子風(fēng)險(xiǎn)

4.嚴(yán)格的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)毒水平低，確保單位酶活的準(zhǔn)確性以及批次間穩(wěn)定性

1，全能核酸酶應(yīng)用條件：

全能核酸酶的酶活會(huì)受到多種因素的影響（例如溫度、pH、離子強(qiáng)度等），故用量范圍也會(huì)從0.1 U/mL-250 U/mL不等。因此，不同的操作環(huán)境下酶的最佳濃度不同，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)置梯度進(jìn)行最佳條件的摸索。

2，應(yīng)用實(shí)例：

1.樣品：狂犬病毒濃縮液

處理?xiàng)l件:核酸酶濃度50~90U/ml ,

37 ℃處理 2 h,轉(zhuǎn)入18 ~ 26 ℃處理 6h

 

2.樣品：狂犬病病毒濃縮液

處理?xiàng)l件：25、50和100 U/ml，37℃

 

3.樣品：流感病毒濃縮液

處理?xiàng)l件：10 U/mL，37℃