胶原蛋白行业报告：动物源VS基因工程技术对比，看胶原蛋白发展路径（32页）

行业报告下载 2022年09月23日 08:09 管理员

明确目的基因为第一要义，基因重组胶原仅选择片段而非完整结构。活性胶原是由三条肽链由共价键、氢键联结在一起并且三股螺旋结构保持完整，分子量约为 300kDa，分子量较大。通过基因重组获得胶原蛋白首先需要明确目的基因，一般可通过第三方进行合成或者购买。目的基因含有目标重组蛋白的基因序列，决定蛋白的氨基酸序列，蛋白的基因序列由政府科研机构免费向公众提供。因而，重组蛋白的基因序列较易获得，而选择哪个片段进行重组则影响后续工艺流程及下游应用。根据氨基酸序列长度，将重组胶原蛋白可分为重组人胶原蛋白、重组人源化胶原蛋白、重组类胶原蛋白，工业生产中多以部分氨基酸序列的重组人源化胶原蛋白为主；丸美通过Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白 1:1 重组，再用 C-Pro 环稳定加固，研发出“I 链Ⅲ+C”嵌合型全人源胶原蛋白，氨基酸序列与人体自身胶原蛋白序列 100%一致。每一种蛋白产品均由不同的序列组成，细胞转染是将表达特殊序列重组蛋白对应的基因序列转染到细胞的过程。不同产品的生产过程中，需将不同的基因序列转染进入细胞，从而生产出不同的重组蛋白。表达载体自身带有重组蛋白表达的关键分子原件，支持在细胞中进行目的蛋白表达。随后，将表达载体和转染试剂以一定比例混合，加入到细胞中，转染试剂与表达载体形成复合物，协助表达载体进入细胞，进行后续的蛋白表达。

因为蛋白序列、表达体系及辅助元件的不同，带来了重组蛋白的种类多样化和功效专一性，国内重组蛋白生物制剂领先企业义翘神州共有超过 6000 种重组蛋白，包括超过 3,800 种人源细胞表达重组蛋白，百普赛斯重组蛋白种类 1,700 多种，并且公司会根据客户对蛋白结构和性质进行生产。胶原蛋白为人体内功能性蛋白的一种，占到人体蛋白质总量的 25%-30%，其拥有特殊的结构以及不同表达体系，预计重组胶原蛋白的种类较多。重组蛋白的生产流程或有一定借鉴意义，义翘神州披露重组胶原生产中，细胞培养、转染环节消耗的原材料占比约 58%，预计在重组胶原蛋白的生产中，上游蛋白序列选取、表达体系选择、细胞培养及细胞转染等环节为生产主要成本。基因工程提取胶原蛋白有五大表达体系。学者通过利用基因工程技术来避免动物来源病毒的风险，常见的有五大表达体系：原核细菌蛋白表达系统（大肠杆菌等）、真核酵母蛋白表达系统（毕氏酵母/酿酒酵母等）、真核昆虫细胞蛋白表达系统（被杆状病毒感染的昆虫细胞等）、真核哺乳动物细胞蛋白表达系统（CHO 细胞、HEK293 细胞等）、植物表达体系（烟草、番茄等）。不同的表达体系得到的重组蛋白活性、复杂程度及表达率存在差异，常根据下游应用及生产需要选择相应的表达体系。胶原的三螺旋结构高度依赖脯氨酸羟化酶。胶原蛋白的活性与三螺旋结构高度相关，最重要的是三条 α 链之间的氢键，羟脯氨酸的羟基帮助氢键形成并且提升胶原蛋白亲水性，但其是胶原蛋白原始序列中的脯氨酸在脯氨酸羟化酶作用下形成的，属于翻译后的修饰结果，而非原始编码。