Osmolyte enhanced aqueous two‐phase system for virus purification
Osmolyte enhanced aqueous two‐phase system for virus purification
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用于病毒纯化的渗透剂增强水两相系统
DOI：
10.1002/bit.27849
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发表时间：
2021
影响因子：
3.8
通讯作者：
Heldt, Caryn L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Joshi, Pratik U.;Turpeinen, Dylan G.;Schroeder, Michael;Jones, Bianca;Lyons, Audrey;Kriz, Seth;Khaksari, Maryam;O'Hagan, David;Nikam, Savita;Heldt, Caryn L.
由于病毒表面性质的高度变化，仍然缺乏用于病毒纯化的平台方法。高成本常规方法的潜在替代方案是含水两相系统（ATPS）。然而，优化ATPS中的病毒纯化需要大的实验设计空间，并且通常发现优化的系统在高ATPS组分浓度下操作。高浓度利用疏水和静电相互作用获得高病毒颗粒产量。本研究探讨使用渗透剂作为驱动力增强剂，以降低高浓度的ATPS组分，同时保持高产率。在聚乙二醇（PEG）12 kDa-柠檬酸盐系统中研究了猪细小病毒（PPV）（一种无包膜哺乳动物病毒）和人免疫缺陷病毒样颗粒（HIV‐VLP）（一种酵母表达的包膜VLP）的分配行为。病毒形态的分配被保护剂甘氨酸和甜菜碱增强，而三甲基胺N-氧化物对PPV无效。向富含PEG相的分配增加仅与病毒有关，导致病毒纯化程度较高。感染性PPV的回收率为100%，HIV-VLP的回收率为92%，当加入甘氨酸时，污染蛋白的去除率较高，DNA去除率超过60%。无论表达系统如何，渗透剂诱导的ATPS都证明了病毒纯化的通用方法。
Due to the high variation in viral surface properties, a platform method for virus purification is still lacking. A potential alternative to the high‐cost conventional methods is aqueous two‐phase systems (ATPSs). However, optimizing virus purification in ATPS requires a large experimental design space, and the optimized systems are generally found to operate at high ATPS component concentrations. The high concentrations capitalize on hydrophobic and electrostatic interactions to obtain high viral particle yields. This study investigated using osmolytes as driving force enhancers to reduce the high concentration of ATPS components while maintaining high yields. The partitioning behavior of porcine parvovirus (PPV), a nonenveloped mammalian virus, and human immunodeficiency virus‐like particle (HIV‐VLP), a yeast‐expressed enveloped VLP, were studied in a polyethylene glycol (PEG) 12 kDa‐citrate system. The partitioning of the virus modalities was enhanced by osmoprotectants glycine and betaine, while trimethylamineN‐oxide was ineffective for PPV. The increased partitioning to the PEG‐rich phase pertained only to viruses, resulting in high virus purification. Recoveries were 100% for infectious PPV and 92% for the HIV‐VLP, with high removal of the contaminant proteins and more than 60% DNA removal when glycine was added. The osmolyte‐induced ATPS demonstrated a versatile method for virus purification, irrespective of the expression system.
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