核酸酶的歷史
 

核酸酶是一類能夠水解核酸中磷酸二酯鍵的酶，科學(xué)家根據(jù)酶切底物的不同分為核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶。
 

脫氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseI)在1905年科學(xué)家在牛胰腺中發(fā)現(xiàn)，由此核酸酶第一次走進(jìn)人們的視野。此外，微生物的研究也發(fā)現(xiàn)一些微生物能胞外分泌核酸酶，這些磷酸二酯酶能夠在胞外降解DNA或RNA，為細(xì)菌提供碳源或者起到防護(hù)功能。
 

圖1.細(xì)菌核酸酶的不同功能[1]
 

非特異性核酸酶的發(fā)現(xiàn)
 

20世紀(jì)五六十年代，金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等分泌的胞外核酸酶也被陸續(xù)分離出來(lái)。底物測(cè)試發(fā)現(xiàn)這些酶對(duì)DNA和RNA表現(xiàn)出非專一性，因此被新歸類為非特異性核酸酶。
 

非特異性核酸酶的重大發(fā)現(xiàn)是在1957年，Jeffries等科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)粘質(zhì)沙雷氏菌能夠降解DNA和RNA[2]。1962年Eaves等人在粘質(zhì)沙雷氏菌的培養(yǎng)液中分離出粘質(zhì)沙雷氏菌胞外核酸酶（Serratia marcescensnuclease，SMnuclease）。
 

經(jīng)過(guò)鑒定，SMnuclease 是一種糖類非專一性核酸內(nèi)切酶，水解核酸后的產(chǎn)物為3～5個(gè)堿基長(zhǎng)度的5’-單磷酸寡核苷酸，來(lái)防止外源DNA攝入。
 

SMnuclease是迄今已知的唯一能水解所有核酸類型的核酸酶，包括單鏈，雙鏈，線性和環(huán)狀DNA或RNA，又被稱為全能核酸酶。在水解速度上，SMnuclease也是核酸酶家族中獨(dú)一檔的存在，其DNA水解速度是DNaseI的34倍，是金黃色葡萄球菌核酸酶的4倍。
 

全能核酸酶的商品化

20世紀(jì)八十年代以來(lái)，重組蛋白等生物藥開始進(jìn)入醫(yī)藥市場(chǎng)。通過(guò)微生物發(fā)酵的形式生產(chǎn)蛋白，外源的核酸不僅會(huì)增加裂解液的粘度，還能在藥物生產(chǎn)中降解過(guò)多的宿主DNA殘留，以規(guī)避致癌等風(fēng)險(xiǎn)。
 

傳統(tǒng)生物制藥工藝使用層析等方法去除宿主DNA，但成本會(huì)比較高。核酸酶能夠降解各種形式的（雙鏈，單鏈，線狀，環(huán)狀，天然或變性）DNA和RNA，SMnuclease作為去除宿主DNA殘留更理想的手段開始被人們關(guān)注。BenzonPharma A/S公司最先在大腸桿菌中重組表達(dá)了該光譜核酸酶，故名Benzonase[3]。
 

隨著細(xì)胞和基因治療行業(yè)在國(guó)內(nèi)的熱度高漲，核酸酶作為純化的關(guān)鍵原料也被生物行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注。由于進(jìn)口全能核酸酶價(jià)格原因和國(guó)產(chǎn)化替代趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商開始了自主研發(fā)全能核酸酶產(chǎn)品的道路。質(zhì)量與價(jià)格成為了目前核酸酶產(chǎn)品熱烈討論的話題。
 

Pannarase全能核酸酶

上海逐典出品的Pannarase全能核酸酶，高效、合規(guī)、可耐受各種生產(chǎn)條件，專為GMP環(huán)節(jié)所設(shè)計(jì)，不失為疫苗、重組蛋白、病毒載體等生物制藥行業(yè)中去除核酸的理想選擇。
 

參考文獻(xiàn)：

[1]Sharma P, Garg N, Sharma A, Capalash N, Singh R. Nucleases ofbacterial pathogens as virulence factors, therapeutic targets anddiagnostic markers. Int J Med Microbiol. 2019 Dec;309(8):151354. doi:10.1016/j.ijmm.2019.151354. Epub 2019 Aug 30. PMID: 31495663.

[2]Jeffries CD, Holtaman DF, Guse DG. Rapid method for determining theactivity of microorganisms on nucleic acids. J Bacteriol. 1957Apr;73(4):590-1. doi: 10.1128/jb.73.4.590-591.1957. PMID: 13428699;PMCID: PMC314626.

[3]Benedik, M.J., Strych, U., 1998. Serratia marcescens and itsextracellular nuclease. FEMS Microbiol. Lett. 165, 1–13.