生成生物分子的方法和系统技术方案

本公开内容提供了用于生成生物分子的方法和系统。该方法和系统可以包括使用多孔膜。本公开内容还提供了生成多孔膜的方法和系统。本公开内容还提供了生成多孔膜的方法和系统。本公开内容还提供了生成多孔膜的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成生物分子的方法和系统
交叉引用
[0001]本申请要求于2019年11月15日提交的美国临时专利申请号62/935,637的权益，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术介绍

[0002]按需生产分子的能力在诸如制药和生命科学研究的各个领域都具有重大意义。制造的生物分子可能含有杂质，杂质增加生物分子制备的成本以及制备生物分子所需的时间。特别地，制备蛋白质的成本可主要是从反应混合物中纯化蛋白质的成本。

技术实现思路

[0003]本文认识到，需要改进的生物分子合成方法，其可在较低强度的操作条件下实现更高纯度的产品。本公开内容提供了用于生成生物分子(例如多肽或蛋白质)的方法和系统。本公开内容的方法和系统可以实现高纯度(例如，纯度为至少60％、70％、80％、90％、95％或更高)的生物分子的形成。
[0004]在一个方面，本公开内容提供了一种无细胞生物分子反应系统，其具有包含易位子和/或信号肽酶蛋白质的膜。易位子蛋白质可以提供选择性通道，其允许在无细胞反应溶液中合成的生物分子通过膜移动，同时不允许杂质分子移动。信号肽酶分子可以从生物分子上切割信号区，以从膜上释放分子，并允许收集分子。与单独的无细胞合成相比，这种基于膜的系统可以显著更高的纯度生成生物分子，并且由于存在两个反应区，可以提供新的反应工程化条件。
[0005]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成生物分子的方法，包括：(a)提供腔室，所述腔室包含第一部分、第二部分以及将所述第一部分与所述第二部分分离的膜，所述第一部分包含所述生物分子的多个无细胞前体，其中所述膜包含孔；(b)使用来自所述第一部分的所述多个无细胞前体的至少一个子集来形成所述生物分子；以及(c)在(b)期间或之后，将所述生物分子的至少一部分通过所述孔易位到所述第二部分中。
[0006]在一些实施方案中，所述膜包含脂质双层。在一些实施方案中，所述脂质双层为支撑脂质双层。在一些实施方案中，所述脂质双层包含一种或多种易位子蛋白质。在一些实施方案中，所述方法还包括(d)从所述腔室的所述第二部分去除所述生物分子。在一些实施方案中，所述去除包括至多约两次纯化操作。在一些实施方案中，所述去除不包括纯化操作。在一些实施方案中，所述生物分子还包含N端易位信号序列。在一些实施方案中，在(c)之后，从所述生物分子中去除所述N端易位信号序列。在一些实施方案中，所述易位基本上与所述生物分子的所述形成同时发生。在一些实施方案中，所述易位在所述生物分子的所述形成之后发生。在一些实施方案中，所述易位以共翻译方式发生。在一些实施方案中，所述生物分子为多肽。在一些实施方案中，所述多肽为蛋白质，其中所述蛋白质的至少一部分在所述第一部分中形成并在所述第二部分中折叠。在一些实施方案中，所述孔的横截面大于所述生物分子的横截面。在一些实施方案中，所述腔室是流道的一部分。在一些实施方案
中，所述无细胞前体不包含所述生物分子。在一些实施方案中，(c)包括在(b)之后将全部所述生物分子通过所述孔易位到所述第二部分中。在一些实施方案中，(c)在(b)期间进行。在一些实施方案中，(c)在(b)之后进行。
[0007]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成生物分子的系统，包括：腔室，所述腔室包含第一部分，所述第一部分被配置为包含所述生物分子的多个无细胞前体；第二部分；和多孔膜，所述多孔膜将所述第一部分与所述第二部分分离，其中所述多孔膜包含脂质双层，并且其中所述脂质双层包含一种或多种易位子蛋白质。
[0008]在一些实施方案中，所述脂质双层为支撑脂质双层。在一些实施方案中，所述多孔膜包含亲水性聚砜、介孔二氧化硅或介孔氧化铝。在一些实施方案中，所述亲水性聚砜具有至多约100千道尔顿的截留分子量。在一些实施方案中，所述一种或多种易位子蛋白质包括一种或多种选自SecYEG、SecY、SecE、SecG、Sec61p的蛋白质和注射小体(injectosome)。在一些实施方案中，所述多个无细胞前体不包含一种或多种细胞。在一些实施方案中，所述多个无细胞前体包含脱氧核糖核酸(DNA)。在一些实施方案中，所述DNA编码所述生物分子。在一些实施方案中，所述生物分子为蛋白质，并且其中所述第二部分包含所述蛋白质最佳折叠的条件。在一些实施方案中，所述生物分子为核酸分子、蛋白质、抗原、多肽、酶或化学品。在一些实施方案中，所述支撑脂质双层包含一种或多种信号肽酶蛋白质。
[0009]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成无细胞合成腔室的方法，包括：(a)提供包含第一部分和第二部分的腔室，其中所述第一部分和所述第二部分由多孔膜分离；(b)应用包含多个蛋白脂质体的溶液，其中所述多个蛋白脂质体包含脂质双层和一种或多种易位子蛋白质；以及(c)使所述多个蛋白脂质体与所述多孔膜反应，其中所述反应包括使所述多个蛋白脂质体解离以在所述多孔膜上形成脂质双层，其中所述脂质双层包含所述一种或多种易位子蛋白质。
[0010]在一些实施方案中，所述脂质双层为支撑脂质双层。在一些实施方案中，所述溶液包含不含所述一种或多种易位子蛋白质的多个脂质体。在一些实施方案中，所述一种或多种易位子蛋白质的浓度由所述蛋白脂质体与所述多个脂质体的比例控制。在一些实施方案中，所述蛋白脂质体在大小上基本上均匀。在一些实施方案中，所述蛋白脂质体通过脂质体与所述易位子蛋白质的无细胞前体的温育而生成。
[0011]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成多肽的方法，包括(a)使用包含编码所述多肽的脱氧核糖核酸分子的无细胞溶液来生成核糖核酸分子，(b)使用所述核糖核酸分子来生成所述多肽，以及(c)引导所述多肽穿过设置在膜中的孔。
[0012]在一些实施方案中，在(c)之后，所述多肽以至少60％的纯度存在。在一些实施方案中，(a)
‑
(c)在至多1天的时间段内进行。在一些实施方案中，所述膜不是胶束的一部分。在一些实施方案中，所述膜是平面的。在一些实施方案中，所述多肽包含非天然N端信号序列。在一些实施方案中，所述孔包含一种或多种易位子蛋白质。在一些实施方案中，所述膜包含一种或多种信号肽酶蛋白质。在一些实施方案中，所述多肽为蛋白质。
[0013]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成生物分子的系统，包括：腔室，所述腔室包含第一部分，所述第一部分被配置为包含所述生物分子的多个无细胞前体；第二部分；和多孔膜，所述多孔膜将所述第一部分与所述第二部分分离，其中所述多孔膜包含脂质双层，并且其中所述脂质双层包含一种或多种信号肽酶蛋白质。
[0014]在一些实施方案中，所述一种或多种信号肽酶蛋白质包括LepB。在一些实施方案中，所述脂质双层还包含一种或多种易位子蛋白质。在一些实施方案中，所述脂质双层为支撑脂质双层。
[0015]在另一方面，本公开内容提供了一种用于生成生物分子的系统，包括：腔室，所述腔室包含第一部分、第二部分以及将所述第一部分与所述第二部分分离的膜，所述第一部分被配置为包含所述生物分子的多个无细胞前体，其中所述膜包含孔；控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成生物分子的方法，包括：(a)提供腔室，所述腔室包含第一部分、第二部分以及将所述第一部分与所述第二部分分离的膜，所述第一部分包含所述生物分子的多个无细胞前体，其中所述膜包含孔；(b)使用来自所述第一部分的所述多个无细胞前体的至少一个子集来形成所述生物分子；以及(c)在(b)期间或之后，将所述生物分子的至少一部分通过所述孔易位到所述第二部分中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜包含脂质双层。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述脂质双层为支撑脂质双层。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述脂质双层包含一种或多种易位子蛋白质。5.根据权利要求1所述的方法，还包括(d)从所述腔室的所述第二部分去除所述生物分子。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述去除包括至多约两次纯化操作。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述去除不包括纯化操作。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物分子还包含N端易位信号序列。9.根据权利要求8所述的方法，其中在(c)之后，从所述生物分子中去除所述N端易位信号序列。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述易位基本上与所述生物分子的所述形成同时发生。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述易位在所述生物分子的所述形成之后发生。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述易位以共翻译方式发生。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物分子为多肽。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述多肽为蛋白质，其中所述蛋白质的至少一部分在所述第一部分中形成并在所述第二部分中折叠。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔的横截面大于所述生物分子的横截面。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述腔室是流道的一部分。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述无细胞前体不包含所述生物分子。18.根据权利要求1所述的方法，其中(c)包括在(b)之后将全部所述生物分子通过所述孔易位到所述第二部分中。19.根据权利要求1所述的方法，其中(c)在(b)期间进行。20.根据权利要求1所述的方法，其中(c)在(b)之后进行。21.一种用于生成生物分子的系统，包括：腔室，所述腔室包含：第一部分，所述第一部分被配置为包含所述生物分子的多个无细胞前体；第二部分；和多孔膜，所述多孔膜将所述第一部分与所述第二部分分离，其中所述多孔膜包含脂质双层，并且其中所述脂质双层包含一种或多种易位子蛋白质。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述脂质双层为支撑脂质双层。23.根据权利要求21所述的方法，其中所述多孔膜包含亲水性聚砜、介孔二氧化硅或介
孔氧化铝。24.根据权利要求22所述的方法，其中所述亲水性聚砜具有至多约100千道尔顿的截留分子量。25.根据权利要求21所述的方法，其中所述一种或多种易位子蛋白质包括一种或多种选自SecYEG、SecY、SecE、SecG、Sec61p的蛋白质和注射小体。26.根据权利要求21所述的方法，其中所述多个无细胞前体不包含一种或多种细胞。27.根据权利要求21所述的方法，其中所述多个无细胞前体包含脱氧核糖核酸(DNA)。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述DNA编码所述生物分子。29.根据权利要求21所述的方法，其中所述生物分子为蛋白质，并且其中所述第二部分包含所述蛋白质最佳折叠的条件。30.根据权利要求21所述的方法，其中所述生物分子为核酸分子、蛋白质、抗原、多肽、酶或化学品。31.根据权利要求21所述的方法，其中所述支撑脂质双层包含一种或多种信号肽酶蛋白质。32.一种用于生成无细胞合成腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：机器生物公司，
类型：发明
国别省市：