解密酵母表达重组白蛋白纯化全流程
重组白蛋白通过基因工程(如酵母、植物或动物细胞表达系统)生产，可避免血液传播疾病风险，纯度更高、批次一致性更好，在医疗、药物载体、生物技术等领域应用广泛，且随着技术进步和国产化推进，未来有望成为传统血浆白蛋白的重要替代品，推动血制品行业升级。本应用介绍了酵母表达重组白蛋白的下游纯化方案流程。
01
白蛋白的分子结构和理化性质
白蛋白是由585个氨基酸组成的单链多肽，呈心形球状结构，分子量约为66.5 kDa，无糖基化修饰。不同物种的白蛋白(如人、牛、马)具有高度同源性(76%以上)，结构相似性显著。
理化性质如下:
✅电荷特性：等电点(pl)约为4.7，表面电荷受pH影响显著，在pH 7.4 的生理环境中带负电荷。
✅溶解性：高度亲水，可溶于水，遇热凝固。
✅稳定性：依赖于二硫键和疏水相互作用，在极端pH和高温下易变性。
Figure 1.⼈⾎清⽩蛋⽩（HSA）与⽜⾎清⽩蛋⽩（BSA）的分子结构
02
酵母表达重组白蛋白的纯化方案流程
1、预处理
细胞分离、澄清与浓缩：发酵液通过离心(5000-8000g)或微滤膜(0.22 μm)去除酵母菌体，保留上清液。若需要，可采用超滤膜包(10 kDa)进一步浓缩。
去除蛋白酶与热处理：若发酵液含宿主蛋白酶(e.g.Yap3p)，需加热至60-80°C并保持30 s至10 min以灭活酶活性，减少白蛋白降解，同时加入1-10 mM辛酸钠稳定白蛋白。
2、主要纯化步骤
盐析萃取技术：聚乙二醇(PEG)/磷酸盐双水相体系，可直接从高密度发酵液中分离白蛋白，菌体去除率>99.8%，适用于酵母发酵液。该方法整合了固液分离、浓缩、除杂等步骤，适合大规模生产。
亲和层析：
Figure 2. Blue Chromrose 6FF纯化⼈⾎清⽩蛋⽩案例
阴离子交换层析联合疏水层析:
阴离子交换层析结合模式
平衡液A:20mM PB pH 6.0
洗脱液B:20mM PB +1M NaCl pH 6.0
CIP:0.5M NaOH
Figure 3. 阴离⼦交换层析纯化⼈⾎清⽩蛋⽩案例
疏水层析结合模式
平衡液A:20mM PB+1.5M硫酸铵 pH 6.0
洗脱液B:20mM PB pH 6.0
CIP:0.5M NaOH
工艺对比
超滤浓缩：使用10 kDa或30 kDa超滤膜包浓缩白蛋白，同时透滤去除小分子杂质(如盐、氨基酸等)
病毒灭活：若生产过程中使用动物源培养基或辅料，或纯化过程涉及动物源设备或填料，则还需通过低pH(3.5-4.0)或纳米过滤(20 nm)确保病毒安全性。
Table 2. 酵⺟表达重组⽩蛋⽩纯化关键质量控制与验证指标
参考⽂献
1.Raoufinia R, Mota A, Keyhanvar N, Safari F, ShamekhiS, Abdolalizadeh J. Overview of Albumin and ItsPurification Methods. Adv Pharm Bull 6(4):495-507(2016). doi: 10.15171/apb.2016.063.
