Process Development Strategies and Bioreactor Operation for hCTLA4Ig Production from Transgenic Rice Cell Suspension Cultures

Title
Process Development Strategies and Bioreactor Operation for hCTLA4Ig Production from Transgenic Rice Cell Suspension Cultures
Authors
권준영
Keywords
processdevelopmentstrategiesandbioreactoroperationforhctla4igproductionfromtransgenicricecellsuspensioncultures
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
형질전환된 벼 세포현탁 배양을 통해 면역억제제인 human cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 immunoglobulin (hCTLA4Ig) 단백질을 생산하였으며, 당 고갈에 의해 발현이 조절되는 RAmy3D 프로모터를 사용함으로써 hCTLA4Ig의 고 분비, 고 발현을 이룰 수 있었다. 지금까지 벼 세포 bioreactor 배양에서 재조합 단백질 생산방법으로 배지 교환을 통한 2단계 배양을 수행하였으나, 본 연구에서는 간편한 공정으로, 배지 교환 없이 농축된 아미노산 첨가를 통한 단백질 발현 유도 방법을 적용하였다. 하지만 bioreactor에서 배양시, flask 보다 20% 수준으로 낮아진 생산성과 함께 단백질의 분해가 확인하였으며, 이를 극복하기 위해서, multi-bioreactor에서 공정변수 최적화 연구를 수행하였다. 먼저 mixing과 산소전달과 관련된 공정변수로서, impeller 종류, 교반속도 및 통기속도를 최적화 하였다. Turbine 교반기의 경우 벼 세포 생장 및 hCTLA4Ig 생산에 있어 다른 교반기 보다 우수하였으며, 산소전달계수도 가장 좋은 결과를 보였다. 한편 impeller tip speed가 증가할수록 세포생장 및 hCTLA4Ig 생산에 부정적인 결과를 보였으며, 통기속도는 낮을수록 세포생장에는 좋았으나 hCTLA4Ig 생산성이 낮았으며, 높은 통기속도 높은 hCTLA4Ig 생산량이 확인되었다. 생산기에서 교반속도 및 통기속도의 최적화를 수행한 결과 높은 통기속도(0.3 vvm) 조건에서 높은 생산량을 보였으나, 급격한 단백질분해를 확인하였다. 세포접종 없이 멸균된 배지에서 정제된 hCTLA4Ig 첨가실험을 통해, 교반속도 및 통기속도가 직접적으로 단백질 분해에 영향을 미침을 확인하였으며, 통기속도가 보다 큰 영향을 미쳤다. 이를 통해 생산기에서 교반속도 및 통기속도를 적절히 조절하는 것이 hCTLA4Ig 생산뿐 아니라 단백질 품질에도 중요하다는 것을 확인하였으며, 생산된 단백질의 적절한 회수시점이
Description
요 약 I ABSTRACT V CONTENTS IX LIST OF TABLES XIV CAPTIONS FOR FIGURES XVI CHAPTER I INTRODUCTION 1 1.1 Biopharmaceuticals 2 1.1.1 Overview 2 1.1.2 Global market of biopharmaceuticals 3 1.1.3 Expression systems 4 1.2 Plant-made pharmaceuticals (PMPs) 5 1.2.1 Transgenic plants 9 1.2.1 Transgenic plant cell cultures 10 1.3 Problems for the production of PMPs in plant cell cultures 12 1.3.1 Low expression level 12 1.3.2 Instability of secreted target protein in culture media 15 1.3.3 N-Glycosylation 16 1.4 Transgenic rice cell cultures 17 1.5 Human cytotoxic T-lymphocyte antigen 4- immunoglobulin (hCTLA4Ig) 21 1.6 Bioreactor engineering for plant cell cultures 22 1.6.1 Bioreactor types 22 1.6.2 Characteristics of plant cell cultures in bioreactor operation 24 1.6.3 Consideration of hydrodynamic factors in bioreactor operation 26 1.7 Process characterization 32 1.8 Scale-up process strategy 35 CHAPTER II MATERIALS AND METHODS 39 2.1 Rice cell culture and maintenance 40 2.2 Induction o
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23627
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College of Natural Science(자연과학대학) > Ocean Sciences (해양과학) > Theses(해양과학 석박사 학위논문)
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