استخدام قوة استراتيجية التخمير الدفعة المتغذية

Pichia pastoris تُستخدم على نطاق واسع في إنتاج مجموعة متنوعة من البروتينات المتجانسة. وقد نجحت تقنية التخمير الكثافة العالية للخلايا (HCDF)، التي يتم تنفيذها من خلال التغذية بنظام Fed-Batch، في تحقيق الإنتاج الضخم للأدوية البيولوجية والإنزيمات الصناعية. يمكن الحصول على بروتينات مركبة ذات إنتاجية عالية ونشاط عالٍ وبتكلفة فعّالة باستخدام تقنية HCDF في الوسط المغذي الخاضع للتحكم الدقيق.

تشير البحوث الحديثة إلى أنه من خلال استراتيجيات HCDF، يتم بذل جهود لزيادة إنتاج البروتينات المتجانسة ونشاطها في Pichia pastoris. تتيح تقنية HCDF الوصول بسهولة إلى مستويات عالية من تجمعات الخلايا في الوسط المحدد، مما يمكّن من الحصول على كميات وفيرة من البروتينات المركبة ذات النشاط المحسن وبتكاليف أقل عبر HCDF. ومع ذلك، لا يزال اختيار الاستراتيجية المناسبة لـ HCDF لتحسين التعبير العالي للبروتينات المحددة في Pichia pastoris تحديًا.

تخمير الكثافة العالية للخلايا (HCDF)

Pichia pastoris متفوقة في إنتاج البروتينات الغريبة، وتُفضل لاستخدام HCDF في المفاعلات البيولوجية الآلية. يحتوي HCDF على ثلاث مراحل: مرحلة دفعة الجлицيرول، التغذية، واستدعاء الميثانول. تفاخر Yaohai Bio-Pharma بأكثر من عقد من الخبرة في التخمير المجهرى وقامت بخدمة أكثر من 400 مشروع. تمتلك الشركة خبرة واسعة وتقنية متطورة، مما يمكّنها من استخدام استراتيجيات HCDF المختلفة لتحسين كفاءة إنتاج البروتين.

يُعتبر الميثانول كلاً من محفز AOX1 ومصدرًا للكربون، ولكن يجب السيطرة على تركيزه لتجنب السمية. تقييم استراتيجيات إدخال الميثانول المختلفة أمر بالغ الأهمية لتحسين نمو Pichia pastoris والتعبير عن البروتين.

استراتيجية استدعاء الميثانول

في استراتيجية إدخال الميثانول HCDF الدفعة-المغذية، تشمل استراتيجيات الإدخال القائمة على الحالة مجموعة من مناهج التحكم التي تنظم الإضافة التكميلية للميثانول من خلال التحكم عبر الإنترنت أو خارجها أو التحكم الأمامي/العكسي. ومن بين استراتيجيات الإدخال الإحصائية، فإن الرئيسية منها تشمل μ-stat، وDO-stat، والميثانول-stat، والبيوماس-stat.

1.1 μ-stat

استراتيجية μ-stat تحافظ على استقرار البيوماس من خلال التحكم في μ، مما يساعد على إعادة الإنتاجية ودراسة تأثير μ على تعبير البروتين. ومع ذلك، فإنها لا تحتوي على تحكم مباشر في الميثانول وDO، مما يعرض لخطر التراكم وإنتاج الجزيئات المؤكسدة (ROS).

1.2 DO-stat

استراتيجية DO-stat تنظم بشكل غير مباشر إمداد الميثانول عن طريق التحكم في الأكسجين الذائب للحفاظ على الأكسجة، لكنها لا تثبت تركيز الميثانول وسرعة النمو، مما قد يؤثر على دراسة تعبير البروتين. تمثل الأكسجة تحديًا في التخمير الهوائي، وعلى الرغم من أن إضافة الأكسجين النقي يمكن أن تكون مكلفة وسامة، فإن زيادة الضغط هي طريقة أكثر اقتصادية يمكن أن تحسن أيضًا نشاط البروتين.

1.3 Methanol-stat

التحكم غير الكافي لتركيز الميثانول يفرض قيودًا على كل من استراتيجيات μ-stat و DO-stat. الاستراتيجيات الإحصائية للميثانول، التي تعمل في وضع التشغيل / الإيقاف، عرضة للتقلبات وتفتقر إلى الدقة. بالمقابل، توفر محركات التحكم PID تنظيمًا أكثر دقة لتركيز الميثانول، مما يعزز فعالية التخمير بشكل عام.

1.4 Biomass-stat

تعرّف استراتيجية biomass-stat العلاقة بين الكتلة الحيوية وتغذية الميثانول، بتحسين معدل تغذية الميثانول لتعزيز إنتاج البروتين. مراقبة الكتلة الحيوية عبر الإنترنت أكثر عملية، حيث يكون التحليل السيتيومتري هو الطريقة المفضلة. عند مستوى 1000 لتر، يحسن تحسين معدل تغذية الميثانول بشكل كبير من نشاط الإنزيم، والإنتاجية، وكمية المنتج النهائي، مما يجعله أفضل من التخمير في الأقراص الزجاجية.

استراتيجية التغذية المشتركة

يجب استهلاك الجليسيرول كاملاً قبل تحفيز الميثانول لأنه قد يقلل من إنتاج البروتين إذا لم يتم استهلاكه. يمكن أن تزيد المواد المشتركة مثل الجليسيرول من نشاط الإنزيم، لكن الجليسيرول الزائد قد يؤثر سلبًا على النمو والتعبير. يمكن استخدام السوربيتول، حمض الأسكوربيك، والماننيتول وغيرها كبديل للجليسيرول لتقليل التحلل البروتيني ووقت التكاثر، وتحسين التعبير البروتيني.

تتطلب خزانة السلالات اعتماد طرق حفظ مناسبة والوضع في بيئة مناسبة للحفاظ على استقرار خصائص السلالة. يمكن لشركة Yaohai Bio-Pharma أن تلبي المتطلبات الخاصة بالحفظ باستخدام مخزون الجليسيرول (عبر أجهزة التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا أو النيتروجين السائل) وحفظ التجفيف بالتجميد لخمائر E. coli.

استراتيجية الحد المفروضة

في بيتشيا باستوريس، تساعد الظروف المقيدة مثل انخفاض DO، تركيز الميثانول، وحدة الأكسجين على تعزيز إنتاج البروتينات المُعاد تشكيلها. تعمل الظروف المحدودة بالأكسجين على تنشيط مروِّج AOX1 عبر تراكم الميثانول، مما يزيد من إنتاج البروتين مع تقليل الحرارة. يؤدي التحفيز عند درجة حرارة منخفضة إلى زيادة الإنتاج، النشاط، الاستقرار، ونسبة نجاة الخلايا، ولكنه يضيف تكاليف التبريد. كما أن تنظيم درجة الحموضة وقيود النيتروجين يساعدان على التعبير، مع الحاجة إلى الحذر لتجنب المشاكل التشغيلية. يعزز قيد النيتروجين بشكل كبير كفاءة إنتاج البروتينات.

ياوهاي بايو-فارما تبحث أيضًا عن شركاء عالميين، سواء كانوا مؤسسات أو أفراد، وتقدم أكثر التعويضات تنافسية في الصناعة. إذا كان لديك أي أسئلة، لا تتردد في التواصل معنا: [email protected]