酶產品在mRNA疫苗合成及生產流程中的作用
mRNA疫苗的工作原理
來源：SPRINGER NATURE
mRNA 疫苗生產流程
來源：SPRINGER NATURE
mRNA 疫苗的設計取決于目標病原體抗原序列的定義。通過確定目標抗原并優化其編碼序列，mRNA 可以通過 RNA 聚合酶在體外轉錄。合成的 mRNA 通過不同的工藝純化，然后使用微流控技術與脂質相混合并封裝成 mRNA‑脂質納米顆粒 (mRNA‑LNP) 復合物。隨后，通過稀釋和超濾濃縮完成 LNP 的自組裝。最后，經過無菌過濾、灌裝和封蓋，即可獲得 mRNA 疫苗。
mRNA疫苗生產核心酶
質粒線性化與DNA模板制備
mRNA疫苗生產的第一步是從主細胞庫中提取病毒的DNA。隨后，這些DNA被用于構建質粒，質粒是攜帶目的基因（即編碼抗原蛋白的基因）的DNA片段。為了確保mRNA能夠高效合成，質粒需要經過酶切處理，形成線性化雙鏈DNA模板。這一步中，限制性內切酶Bsa I扮演了重要角色。它特異性識別雙鏈DNA中的位點并進行酶切，將模板質粒酶切線性化，為后續的mRNA體外合成提供了理想的模板。
☆BsaⅠ 限制性內切酶 貨號：UA070035
The results of 1μg pUC57 plasmid digestion separated under different quantity of BsaⅠ, The reaction was incubated for 60 minutes at 37°C, and 1% agarose gel was used for electrophoresis analysis after reaction.
M, marker;
Lane 1 1μg pUC57;
Lane 2 1μg pUC57 add 1U BsaⅠLane 3 1μg pUC57 add 2U BsaⅠ
1μg (R: reducing condition, N: non-reducing condition).
mRNA體外轉錄與修飾
在獲得了線性化DNA模板后，接下來的步驟是在體外進行mRNA的合成。這一過程依賴于T7 RNA聚合酶，它高度特異性地識別T7啟動子序列，并以NTP（核苷三磷酸）為底物，催化合成與啟動子下游單鏈DNA互補的RNA。T7 RNA聚合酶是體外轉錄mRNA的關鍵酶，能夠高效產生大量高質量的mRNA。
☆T7 RNA Polymerase 貨號：UA070073
As shown in the figure, this product has excellent transcription effect.
Lane 1 Negative Control (negative control with no added enzyme only);
Lane 2 UA-T7 RNA Polymerase 3.125U;
Lane 3 UA-T7 RNA Polymerase 6.25U;
Lane 4 UA-T7 RNA Polymerase 12.5U;
Lane 5 UA-T7 RNA Polymerase 25U;
Lane 6 UA-T7 RNA Polymerase 50U;
1μg (R: reducing condition, N: non-reducing condition).
轉錄輔助酶
除T7 RNA Polymerase之外，Pyrophosphatase, Inorganic（無機焦磷酸酶）、Murine RNase Inhibitor、DNase Ⅰ作為轉錄輔助酶在體外轉錄中也發揮著重要的作用：
mRNA的合成不僅僅是簡單的轉錄過程，還需要進行一系列的修飾以確保其功能完整性。其中，牛痘病毒加帽酶和2'-O-甲基轉移酶在mRNA的5'端加上Cap0帽結構，并將其轉化為Cap1結構，這對于提高mRNA的穩定性和翻譯效率至關重要。Cap1結構能夠增強mRNA在細胞內的翻譯效率，從而提高轉染后mRNA編碼的蛋白表達水平。
總結
綜上所述，酶產品在mRNA疫苗的生產流程中扮演著至關重要的角色。從質粒線性化、mRNA體外合成與修飾，到mRNA的純化和質量控制，再到最終的LNP包封與遞送，每一步都離不開酶的高效催化作用。限制性內切酶、T7 RNA聚合酶、牛痘病毒加帽酶和2'-O-甲基轉移酶等酶產品，不僅確保了mRNA疫苗的高效生產，還提高了其質量和穩定性，為mRNA疫苗在全球范圍內的廣泛應用奠定了堅實的基礎。
參考文獻
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