胰蛋白酶及重组胰蛋白酶的区别与应用

酶，是生命不可缺少的核心物质。基因编辑、干细胞技术、靶向药物……生命科学中的诸多关键技术和产品制造，都离不开酶。随着现代生物技术的快速发展，科学家们对酶的理解更深入，利用酶、改造酶，这种“绿色制造”，不仅能改善人类的生活，也开启了设计生命的大门。

人们对酶的认识，或许可以从酒开始讲起。有一种观点认为酒是这样起源的：古代劳动人民有了富余的粮食后，将它们存在空的桑树洞里。时间久了，粮食就变成了一种具有香味的液体。后来，这种无意的发现就变成了有意识的行为，酿酒由此而生。但那时的人们并不清楚，酿酒的过程就是人类最早利用酶的开端——粮食中的糖类之所以能够变为酒精，就是酶在起作用。

今天，我们已经知道，酶，是一类由细胞产生的生物大分子催化剂。对现代工业而言，酶，也是绿色生物制造的核心“芯片”。由于酶具有高催化效率、高度的专一性、作用条件温和、可生物降解等优点，在工业制造中可减少原料和能源的消耗，具有绿色制造和可持续发展的典型特征。例如，药厂用特定的合成酶来合成抗生素；纤维素被纤维素酶分解后进行发酵生产生物燃料。在科学研究中，基因操作的“分子剪刀”“缝合器”与“精准编辑器”本质都是酶；这样的例子举不胜举。

2021年中国重组胰蛋白酶市场销售收入达到了6.51百万美元，预计2028年可以达到11.37百万美元，2022-2028期间年复合增长率(CAGR)为8.22%。

*数据来源：恒州诚思

从以上数据可以看到，胰酶这个市场并不算很大，但其仍然是制药行业中不可或缺的辅助用酶之一。

胰蛋白酶和重组胰蛋白酶的区别

胰蛋白酶大致可以分为两种，一种是传统使用的动物源性的胰蛋白酶，主要提取自牛或猪的胰腺组织，其缺点是可能会带来病毒污染的风险；另一种则是非动物源性胰酶，即利用基因重组技术生产的重组胰蛋白酶。

# 胰蛋白酶   

早期的胰蛋白酶在生物制药的主要应用是胰岛素的生产，不过很快也在其他领域发光发热。动物源的胰蛋白酶具有极大的潜在风险，其自身可能携带大量可感染人的病毒，例如：疯牛病的牛带有的BSE病毒，猪的口蹄疫病毒，可在人和动物之间传播的禽类的流感病毒等。

#重组胰蛋白酶

重组胰蛋白酶是一种使用基因工程技术生产的酶。它是胰蛋白酶的一种形式，是在实验室中合成的，而不是从动物来源（例如猪或牛的胰腺）中提取的。

重组胰蛋白酶具有许多潜在用途，包括用于生产药品、用作研究工具以及生物技术应用，例如蛋白类药物的生产、细胞的分离、疫苗生产以及用于细胞分析的组织样本的制备， 同时解决了传统使用的猪或牛胰蛋白酶可能带来病毒污染的风险。我国2020版药典第一次收录了无动物源性重组胰蛋白酶的质量标准。总体而言，重组胰蛋白酶在生物药及科研领域是不可缺少的工具酶。

重组胰蛋白酶的应用

# 在医药开发、生化研究领域中的应用

在生化研究方面，重组胰蛋白酶可分析蛋白质结构、氨基酸序列；

在医药领域，由于重组胰蛋白酶会选择性水解赖氨酸、精氨酸肽链，因此可用于治疗各种炎症、溃疡、癣疥、水肿、血肿等疾病，并能够促进抗生素等药物向病灶渗透。重组胰蛋白酶制剂主要是注射用胰蛋白酶，可用于外科炎症、肺气肿、支气管炎、创伤性损伤、毒蛇咬伤等治疗领域。

# 在疫苗生产中的应用

疫苗是目前预防疾病发生和传播最为有效的方式，主流生产疫苗的主要方法有：鸡胚培养系统和动物细胞培养系统。

目前使用最为广泛的是动物细胞培养系统，动物细胞在适宜环境下能够迅速增殖，并且由于其与人体组织细胞极为相似，故而其生产的疫苗具有很高的免疫原性。传统的鸡胚培养疫苗系统则存在许多不足之处，比如培养的病毒容易发生变异;与人群流行病毒株存在差异导致疫苗效果不佳或无预防效果;病毒大范围传播时健康鸡胚供应受限致使短时间内无法满足对疫苗的需求。

1、用于疫苗生产中细胞培养时的细胞解离

贴壁依赖型动物细胞在培养时都是贴附于固相表面进行生长，一般贴附于培养器皿表面或微载体，我们称之为贴壁培养。在细胞培养的过程中，需要使用细胞消化液对贴壁细胞进行处理，使之成为单个细胞并且不对其造成损伤，其中酶类细胞消化液主要成分为蛋白水解酶和缓冲保护溶液。

当前市场上所售以重组胰蛋白酶消化液为主，重组胰蛋白酶能够水解细胞间的沾粘蛋白，释放出单个独立细胞，并且很好的保持细胞的完整性和细胞活性。

2、用于疫苗生产中裂解病毒

以细胞培养系统培养的流感病毒血凝素HA为例：流感病毒血凝素HA被宿主蛋白酶裂解为成熟的HA1和HA2后才能够介导病毒囊膜与靶细胞融合，开始病毒生命周期，因此HA的裂解成为病毒感染细胞的首要因素，因此可以采用外加重组胰蛋白酶的方式进行裂解，以进行病毒疫苗的生产，其可有效的提高病毒产量，从而进行大规模的生产并简化相关生产工艺。

3、用于消除疫苗生产过程中可能造成的生物危害

当前基因工程疫苗是国际社会生物安全管理的一个集中点，在基因工程疫苗的研制过程中，经过基因重组而携带外源基因的生物体一旦逃逸到环境中，经过基因整合后，可能会引起生态系统的结构发生改变，打破其在长期进化过程中所形成的生态平衡，威胁自然界中的生物，有些病毒具有导致靶组织损伤的基因，可能使原本无害的微生物变得极其危险。

冀百康生物 ● 重组胰蛋白酶

冀百康的重组胰蛋白酶是从重组毕赤酵母中分离纯化得到的，属于生物化学级别的基因工程酶，不含 DFP、PMSF 和 TLCK 等酶抑制剂，具有与天然胰蛋白酶相同的活性和特异性。其活性受丝氨酸蛋白酶抑制剂如 PMSF 和 TLCK 等、金属离子螯合剂如 EDTA 等的抑制。

本品分为：药典级、细胞培养级、1:250 三种类型。

*注：以上产品仅用于科研生产，不得用于临床和人体；产品检测结果以质量检测报告准，可按客户要求定制。

产品优势：

1.无动物源性、无动物病毒、无致病物质、无外源因子污染，安全性高

2.不含杂酶，宿主蛋白和宿主细胞DNA残留量符合药典标准

3.符合中国药典 2020 版和 USP43 的标准

4.生产设备和生产环境符合相关法规要求，生产过程完全符合GMP指导原则

5.批量生产，可以保证稳定连续的批次生产，产品批次间无差异，质量稳定

由于胰蛋白酶主要是在灭活疫苗中使用，加上目前大多企业使用动物源性胰蛋白酶主要来自进口，那么在供应链国产化的呼声中，国产替代更突显其高品质成本低的优势。

从基因到蛋白质，再到细胞，最终组合形成生物体——生命的设计之路还很遥远，而酶学研究的工作冀百康一直在路上。

*参考文献

[1]lsen JV, Ong SE & Mann M. Trypsin cleaves exclusively C-terminalto arginine and lysine residues [J], Mol Cel Proteomics, 2004,3(6):608-614.

[2]Marcus-Sekura C，RichardsonJC，HarstonRK，etal. Evaluation of the human host range of bovine and porcine virusesthat may contaminate bovine serum and porcine trypsin used in themanufacture of biological products［J］.Biologicals，2011，39（6）：359-369.

[3]《中国药典》2020年版,<3603> 重组胰蛋白酶

[4]光明日报 《酶，是生命不可缺少的核心物质》2021-11-18

[5]《关于重组胰蛋白酶在细胞培养中的使用优点》2021-04-07

注明：内容来源及所有权归珠海冀百康生物科技有限公司所有，转载请注明出处。