استفاده از قدرت استراتژی تخمیر دسته ای فدرال رزرو

Pichia pastoris به طور گسترده در تولید پروتئین های مختلف هترولوگ استفاده می شود. فناوری تخمیر با تراکم سلولی بالا (HCDF) که از طریق تغذیه دسته‌ای Fed-Batch پیاده‌سازی شده است، با موفقیت به تولید در مقیاس بزرگ بیوداروها و آنزیم‌های صنعتی دست یافته است. در محیط‌های کاملاً کنترل‌شده، استفاده از فناوری HCDF می‌تواند پروتئین‌های نوترکیب با عملکرد بالا، با فعالیت بالا و مقرون به صرفه را به دست آورد.

تحقیقات اخیر نشان می دهد که از طریق استراتژی های HCDF، تلاش هایی برای افزایش تولید و فعالیت پروتئین های هترولوگ در Pichia pastoris در حال انجام است. فناوری HCDF امکان دستیابی بدون زحمت به خوشه های سلولی سطح بالا در محیط های تعریف شده را فراهم می کند، در نتیجه کسب پروتئین های نوترکیب فراوان با فعالیت افزایش یافته و کاهش هزینه ها از طریق HCDF را ممکن می سازد. با این حال، انتخاب استراتژی HCDF مناسب برای بهینه‌سازی بیان سطح بالای پروتئین‌های خاص در Pichia pastoris همچنان یک چالش است.

تخمیر با تراکم سلولی بالا (HCDF)

Pichia pastoris در تولید پروتئین هترولوگ برتر است که برای HCDF در بیوراکتورهای خودکار مورد علاقه است. HCDF دارای 3 مرحله است: دسته گلیسرول، تغذیه و القای متانول. Yaohai Bio-Pharma بیش از یک دهه تجربه در تخمیر میکروبی دارد و بیش از 400 پروژه را ارائه کرده است. این شرکت دارای تخصص گسترده و فناوری به خوبی توسعه یافته است که آن را قادر می سازد از استراتژی های مختلف HCDF برای بهبود کارایی تولید پروتئین استفاده کند.

متانول هم به عنوان القاکننده AOX1 و هم منبع کربن عمل می کند، اما غلظت آن باید برای جلوگیری از سمیت کنترل شود. ارزیابی استراتژی های مختلف تغذیه با متانول برای بهینه سازی رشد پیچیا پاستوریس و بیان پروتئین بسیار مهم است.

استراتژی القای متانول

در استراتژی القای متانول HCDF فدرال، استراتژی‌های القایی مبتنی بر حالت شامل مجموعه‌ای از روش‌های کنترلی است که افزودن مکمل متانول را از طریق کنترل آنلاین/آفلاین یا رو به جلو/معکوس تنظیم می‌کند. در میان استراتژی‌های القایی آماری، اصلی‌ترین آنها عبارتند از μ-stat، اکسیژن محلول (DO)-stat، متانول-stat و زیست توده-stat.

1.1 μ-stat

استراتژی μ-stat، زیست توده را با کنترل μ، کمک به تکرارپذیری، و مطالعه اثر μ بر بیان پروتئین، ثابت نگه می‌دارد. با این حال، فاقد کنترل مستقیم متانول و DO است و خطر تجمع و تولید ROS را به دنبال دارد.

1.2 DO-stat

استراتژی DO-stat به طور غیرمستقیم خوراک متانول را با کنترل اکسیژن محلول برای حفظ اکسیژن تنظیم می کند، اما غلظت متانول و سرعت رشد را ثابت نمی کند، که می تواند بر مطالعه بیان پروتئین تأثیر بگذارد. اکسیژن رسانی یک چالش در تخمیر هوازی است و در حالی که مکمل اکسیژن خالص می تواند پرهزینه و سمی باشد، افزایش فشار یک رویکرد اقتصادی تر است که می تواند فعالیت پروتئین را نیز افزایش دهد.

1.3 متانول استات

کنترل ناکافی غلظت متانول محدودیت هایی را برای هر دو استراتژی μ-stat و DO-stat ایجاد می کند. استراتژی‌های آماری متانول که در حالت روشن/خاموش عمل می‌کنند، مستعد نوسانات و عدم دقت هستند. در مقابل، کنترل‌کننده‌های PID تنظیم دقیق‌تری از غلظت متانول را ارائه می‌کنند و اثربخشی کلی تخمیر را افزایش می‌دهند.

1.4 آمار زیست توده

استراتژی زیست توده-stat رابطه بین زیست توده و تغذیه متانول را تعریف می کند و نرخ تغذیه متانول را برای افزایش بازده پروتئین بهینه می کند. پایش آنلاین زیست توده عملی تر است و فلوسیتومتری روش ترجیحی است. در مقیاس 1000 لیتری، بهینه سازی نرخ تغذیه متانول به طور قابل توجهی فعالیت آنزیم، عملکرد و بهره وری را بهبود می بخشد و از تخمیر فلاسک بهتر عمل می کند.

استراتژی تغذیه مشترک

گلیسرول، به عنوان یک مهارکننده پروموتر AOX1، باید به طور کامل قبل از القای متانول مصرف شود تا از سرکوب تولید پروتئین جلوگیری شود. سوبستراهای مشترک ممکن است فعالیت آنزیم را افزایش دهند اما گلیسرول اضافی می تواند به رشد و بیان آسیب برساند. سوربیتول، اسید اسکوربیک، مانیتول و سایرین می توانند جایگزین گلیسرول شوند، پروتئولیز و زمان کشت را کاهش دهند و بیان پروتئین را افزایش دهند.

بانک کرنش نیازمند اتخاذ روش‌های مناسب نگهداری و قرار دادن در محیطی مناسب برای حفظ پایداری خصوصیات کرنش است. Yaohai Bio-Pharma می‌تواند الزامات نگهداری ذخایر گلیسرول (از طریق فریزرهای با دمای بسیار پایین یا نیتروژن مایع) و حفظ انجماد مخمر و E. coli را برآورده کند.

استراتژی ناشی از محدودیت

در Pichia pastoris، شرایط محدودکننده مانند DO کم، غلظت متانول و محدودیت اکسیژن، بیان پروتئین نوترکیب را افزایش می‌دهد. شرایط محدود اکسیژن، پروموتر AOX1 را از طریق انباشت متانول فعال می‌کند و در عین حال تولید پروتئین را افزایش می‌دهد و حرارت را کاهش می‌دهد. القای دمای پایین عملکرد، فعالیت، پایداری و زنده ماندن سلول را افزایش می دهد اما هزینه های خنک کننده را افزایش می دهد. محدودیت pH و نیتروژن نیز به بیان کمک می کند و برای جلوگیری از مشکلات عملیاتی باید احتیاط کرد. محدودیت نیتروژن به ویژه بهره وری پروتئین خاص را افزایش می دهد.

Yaohai Bio-Pharma نیز فعالانه به دنبال شرکای سازمانی یا فردی جهانی است و رقابتی ترین غرامت را در صنعت ارائه می دهد. اگر سوالی دارید، لطفا با ما تماس بگیرید: [email protected]